N° 20–2020: Philae's tweede landingslocatie ontdekt op de 'schedel'-richel

Detectiveverhaal

Philae daalde op 12 november 2014 af naar het oppervlak van de komeet. Het stuiterde terug van zijn eigenlijke landingsplaats bij Agilkia en begon aan een twee uur durende vlucht, waarbij het tegen een klifrand stootte en in de richting van zijn tweede landingsplaats tuimelde. Philae kwam uiteindelijk tot stilstand bij Abydos, op een beschutte plek die pas 22 maanden later, enkele weken voor het einde van de Rosetta-missie, in het Rosetta-beeldmateriaal kon worden vastgesteld.

Laurence O'Rourke van ESA, die de hoofdrol speelde bij het in eerste instantie terugvinden van Philae, was ook vastbesloten om de eerder onontdekte tweede landingsplaats te vinden.

"Philae had ons met een laatste mysterie opgescheept dat nog moest worden opgelost," zegt Laurence. "Het was belangrijk om de landingsplaats te vinden, omdat sensoren op Philae aangaven dat het zich in het oppervlak had ingegraven, waardoor het primitieve ijs dat eronder verborgen zat, waarschijnlijk was blootgelegd, wat ons een onschatbare toegangsmogelijkheid zou geven tot dat miljarden jaren oud ijs."

Samen met een team van missiewetenschappers en -technici ging hij aan de slag om gegevens van zowel Rosetta als Philae instrumenten bij elkaar te brengen om de 'verdwenen' landingsplek te vinden en te bevestigen.

De ster van de show

Hoewel een helder stuk 'schaafijs’ dat werd waargenomen in hogeresolutiebeelden van Rosetta's OSIRIS-camera cruciaal bleek te zijn bij het bevestigen van de locatie, was het Philae's magnetometermast, de ROMAP, die echt de show stal. Het instrument was ontworpen om metingen van het magnetische veld te doen in de buurt van de komeet, maar voor de nieuwe analyse keek het team naar veranderingen in de gegevens die ontstonden toen de mast - die 48 cm uit de lander steekt - fysiek bewoog toen het een oppervlak raakte. Dit resulteerde in een karakteristieke set van pieken in de magnetische gegevens toen de mast zich ten opzichte van de lander bewoog, wat een schatting opleverde van de duur dat Philae zich in het ijs boorde. De gegevens zouden ook kunnen worden gebruikt om de versnelling van Philae tijdens deze contacten in te kaderen.

De gegevens van ROMAP waren gecorreleerd met de gegevens die op hetzelfde moment door de RPC-magnetometer van Rosetta werden verzameld om de stand van Philae te bepalen en alle invloed van het magnetisch achtergrondveld van de plasmaomgeving rond de komeet uit te sluiten.

"We waren niet in staat om alle metingen uit te voeren die we in 2014 met Philae hadden gepland, dus het is echt verbazingwekkend dat we de magnetometer zo konden gebruiken en de gegevens van zowel Rosetta als Philae op een manier combineren die daar nooit voor bedoeld was, om ons deze prachtige resultaten te bieden", zegt Philip Heinisch, die de analyse van de ROMAP-gegevens leidde.

Uit een heranalyse van de landingsgegevens bleek dat Philae bijna twee volle minuten had doorgebracht op de tweede landingslocatie, waarbij het ten minste vier afzonderlijke oppervlaktecontacten maakte toen het daar rondstuiterde. Een bijzonder opvallende afdruk die in het beeldmateriaal te zien is, is ontstaan doordat Philae's bovenzijde 25 cm in het ijs schoot aan de kant van een kloof, waardoor herkenbare sporen van de boortoren en de zijkanten zijn achtergebleven. De pieken in de gegevens van het magnetisch veld als gevolg van de mastbeweging toonden aan dat Philae er drie seconden over deed om deze specifieke afdruk te produceren.

Doodshoofd

"De vorm van de rotsblokken die door Philae werden geraakt, deed me denken aan een schedel van bovenaf gezien, dus besloot ik de regio de bijnaam 'skull-top ridge’ (schedel-richel) te geven en dat thema ook verder te gebruiken voor andere geobserveerde kenmerken", zegt Laurence.

"Het rechter 'oog' van het 'doodshoofd' is ontstaan doordat Philae's bovenvlak het stof heeft samengedrukt, terwijl de kloof tussen de rotsblokken de 'schedeldakkloof' is, waar Philae als een soort windmolen tussen de rotsblokken door is gegaan."

Analyse van de beelden en gegevens van OSIRIS en Rosetta's spectrometer VIRTIS bevestigde dat het heldere gedeelte waterijs was, met een oppervlakte van ongeveer 3,5 vierkante meter. Hoewel het ijs meestal in de schaduw lag op het moment van de landing, verlichtte de zon dit gedeelte direct toen maanden later de beelden werden gemaakt, waardoor het als een baken oplichtte en fel afstak tegen alles er omheen. Het ijs was helderder dan de omgeving, omdat het niet eerder blootgesteld is geweest aan de ruimte en daardoor niet kon verweren.

"Het was een helder licht in de duisternis," zegt Laurence, en constateerde dat het slechts 30 m verwijderd was van de plaats waar Philae uiteindelijk op het komeetoppervlak werd gevonden.

Cappuccinoschuim

Hoewel het een spannende afsluiting in van de zoektocht naar de tweede landingslocatie, biedt de studie ook de eerste meting in situ van de zachtheid van het ijsstof-binnenste van een rotsblok op een komeet.

 "Door deze simpele actie van Philae die in de zijkant van de kloof ramde, konden we erachter komen dat dit miljarden jaren oude, ijsstofmengsel buitengewoon zacht is - nog donziger dan schuim op een cappuccino, of dat schuim dat in een bubbelbad of op de toppen van golven aan de kust wordt gevonden," voegt Laurence eraan toe.

Het onderzoek maakte ook een schatting van de porositeit van het rotsblok mogelijk - hoeveel lege ruimte er zich tussen de ijsstofkorrels in het rotsblok bevindt - ongeveer 75%, wat klopt met de eerder gemeten waarde voor de hele komeet in een aparte studie. Hetzelfde onderzoek toonde aan dat de komeet overal in zijn binnenste homogeen is, op alle maatschalen tot ongeveer een meter. Dit betekent dat de rotsblokken de algemene toestand van het binnenste van de komeet laten zien toen deze zo'n 4,5 miljard jaar geleden werd gevormd.

"Dit is een fantastisch multi-instrumentenresultaat dat niet alleen de gaten in het verhaal van Philae's stuiterpartij opvult, maar ons ook informatie biedt over de aard van de komeet", zegt Matt Taylor, projectwetenschapper van ESA's Rosetta. "Vooral inzicht in de sterkte van een komeet is van cruciaal belang voor toekomstige landermissies. Dat de komeet zo'n donzig binnenste heeft, is echt waardevolle informatie voor het ontwerp van de landingsmechanismen, en ook voor de mechanische processen die nodig zijn om monsters te nemen".

In het onderzoek is gebruik gemaakt van gegevens van de OSIRIS-, VIRTIS- en RPC-MAG-instrumenten op de Rosetta en van het ROMAP-instrument van Philae. De gegevens van het MIRO-instrument op de Rosetta zijn ook onderzocht, maar de instrumentvoetafdruk was te groot om over dit onderzoek sluitende uitspraken te kunnen doen. ‘Vormmodellen’ die de topografie van de regio in een hogere resolutie weergeven dan die welke ten tijde van de landing beschikbaar was, waren essentieel voor het verkrijgen van een 3D-zicht op het gebied, net als een nieuwe modellering van het vliegtraject van Philae.

Noot voor redacteurs:
“The Philae lander reveals low-strength primitive ice inside cometary boulders”, (De Philae-lander onthult primitief ijs met een lage sterkte in komeetrotsen), door O'Rourke et al. gepubliceerd in het tijdschrift Nature.

Uit een heranalyse van de ROMAP-gegevens blijkt dat het eerste contact bij landingsplaats twee om 17:23:48 GMT plaatsvond, ongeveer 1,5 minuut vroeger dan eerder gemeld. De oorspronkelijk gerapporteerde tijd komt overeen met het belangrijkste contact van Philae met het oppervlak, maar het is nu duidelijk dat Philae het oppervlak meerdere malen heeft geraakt tijdens de tweede landing, en daar ongeveer twee minuten heeft doorgebracht.

Informatie:

Meer informatie over de Rosetta-missie van ESA:
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Rosetta

Meer informatie over ESA: www.esa.int

Beeldmateriaal:

Rosetta-beeldgalerij:
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Search?SearchText=Rosetta&result_type=images

Voorwaarden voor het gebruik van ESA-beeldmateraal:
www.esa.int/spaceinimages/ESA_Multimedia/Copyright_Notice_Images

Neem contact op met ESA als u vragen heeft of meer informatie wilt over ESA-beeldmateriaal spaceinimages@esa.int.

Video's:

Rosetta-videogalerij:
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Missions/Rosetta/(result_type)/videos

Gebruiksvoorwaarden voor ESA-video’s:
http://www.esa.int/spaceinvideos/Terms_and_Conditions

Neem contact met ons op als u vragen hebt of meer informatie wenst over ESA-video's op spaceinvideos@esa.int.

Sociale media:

Twitter: @esa, @esascience, @ESA_Rosetta, @esa_nl
Facebook: @EuropeanSpaceAgency
Instagram: @europeanspaceagency
YouTube: ESA

Over de Europese Ruimtevaartorganisatie

De Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) is de toegangspoort van Europa tot de ruimte.

ESA is een intergouvernementele organisatie die in 1975 werd opgericht. De Europese Ruimtevaartorganisatie wil de ontwikkeling van de Europese ruimtevaartcapaciteit vormgeven en ervoor zorgen dat investeringen in de ruimtevaart voordelen opleveren voor de burgers van Europa en de wereld.

22 lidstaten maken deel uit van ESA: België, Denemarken, Duitsland, Estland, Finland, Frankrijk, Griekenland, Hongarije, Ierland, Italië, Luxemburg, Nederland, Noorwegen, Oostenrijk, Polen, Portugal, Roemenië, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland. Slovenië en Letland zijn geassocieerde leden.

ESA heeft een formele samenwerking met zes lidstaten van de EU opgezet. Canada neemt deel aan enkele programma's van ESA onder een samenwerkingsovereenkomst.

Door de financiële en intellectuele middelen van haar leden te coördineren, kan ESA programma's en activiteiten ondernemen die ver buiten het bereik van een enkel Europees land vallen. Het werkt in het bijzonder samen met de EU bij de uitvoering van de Galileo- en Copernicus-programma's, en met Eumetsat voor de ontwikkeling van meteorologische missies.

ESA ontwikkelt de lanceerinrichtingen, ruimtevaartuigen en grondfaciliteiten die nodig zijn om Europa in de voorhoede van de wereldwijde ruimtevaartactiviteiten te houden.

Tegenwoordig ontwikkelt en lanceert het satellieten voor aardobservatie, navigatie, telecommunicatie en astronomie, stuurt het sondes naar de verre uithoeken van het zonnestelsel en werkt het samen bij de menselijke verkenning van de ruimte. ESA heeft ook een sterk applicatieprogramma dat diensten ontwikkelt op het gebied van aardobservatie, navigatie en telecommunicatie.

Meer informatie over ESA is te vinden op www.esa.int.

For further information:

ESA Newsroom and Media Relations Office – Ninja Menning

Email: media@esa.int

Tel: +31 71 565 6409