Vorrei parlarvi dell'epico viaggio della sonda Rosetta.
Accompagnare e fare atterrare una sonda su una cometa
è stata la mia passione negli ultimi due anni.
Per farlo,
ho bisogno di spiegarvi qualcosa sulle origini del sistema solare.
Quattro miliardi e mezzo di anni fa
c'era una nuvola di gas e polvere.
Al centro della nuvola si è formato e acceso il nostro Sole.
Insieme ad esso si sono formati pianeti, comete e asteroidi.
Ciò che è accaduto, secondo la teoria,
è che quando la Terra si è raffreddata, poco dopo la sua formazione,
le comete hanno bombardato la Terra, portandole l'acqua.
Probabilmente hanno portato sulla Terra anche materiali organici complessi
e forse hanno persino dato il via alla vita sulla Terra.
Potete comparare questo a risolvere un puzzle di 250 pezzi
e non un puzzle di 2.000 pezzi.
Dopodiché, i grandi pianeti come Giove e Saturno
non erano nel luogo in cui si trovano adesso,
le loro gravità interagivano tra loro,
hanno ripulito interamente la parte interna del sistema solare
e quelle che noi chiamiamo comete
sono finite nella fascia di Kuiper,
una cintura di oggetti che si trova oltre l'orbita di Nettuno.
A volte questi oggetti collidono,
le loro gravità ne devia le traiettorie
e poi la gravità di Giove le riporta all'interno del sistema solare.
E così si trasformano nelle comete che vediamo nel cielo.
È importante notare che, nel frattempo,
durante quei quattro miliardi e mezzo di anni,
quelle comete sono rimaste al di fuori del sistema solare
e non sono cambiate --
sono una versione antica, congelata, del nostro sistema solare.
Questo è il loro aspetto nel cielo.
Le riconosciamo dalla loro coda.
In realtà ci sono due code.
Una è di polvere, spinta via dal vento solare.
L'altra è composta di ioni, ossia particelle cariche
che seguono il campo magnetico del sistema solare.
C'è la coda,
e poi il nucleo, che è troppo piccolo per essere visibile,
e dovete ricordare che, nel caso di Rosetta,
la sonda è in quel pixel centrale.
Siamo ad appena 20, 30, 40 chilometri dalla cometa.
Cosa dobbiamo ricordarci?
Le comete contengono il materiale da cui si è formato il sistema solare,
quindi sono ideali per lo studio dei componenti
che erano presenti quando la Terra e la vita sono nate.
Si sospetta anche che le comete possano
aver portato gli elementi che potrebbero aver dato inizio alla vita.
Nel 1983, l'ESA ha iniziato Horizon 2000, il suo programma a lungo termine
che aveva come obiettivo principale una missione verso una cometa.
Nel contempo partì una piccola missione su una cometa, Giotto, che vedete qui,
che nel 1986 volò verso la cometa Halley con una schiera di altre sonde.
Dagli esiti di quella missione è subito emerso
che le comete sono oggetti ideali per lo studio del nostro sistema solare.
Pertanto, la missione Rosetta fu approvata nel 1993
e originariamente avrebbe dovuto essere lanciata nel 2003
- ma poi è emerso un problema con il razzo Ariane.
Tuttavia, il nostro ufficio pubbliche relazioni, per entusiasmo,
aveva prodotto 1000 piatti di ceramica di Delft
col nome delle comete sbagliate.
Da allora non ho mai avuto bisogno di comprare piatti. Un lato positivo c'è.
(Risate)
Una volta risolto il problema,
abbiamo lasciato la Terra nel 2004
verso la nuova cometa obiettivo, la Churyumov-Gerasimenko.
Questa cometa è stata scelta perché:
A) Bisogna essere in grado di poterla raggiungere;
B) Non deve essere stata a lungo nel sistema solare.
Questa cometa è entrata nel sistema solare nel 1959.
Per la prima volta è stata deflessa da Giove,
avvicinandosi al Sole abbastanza da esserne influenzata.
È una cometa nuova di zecca.
Rosetta ha stabilito dei primati storici.
È il primo satellite a orbitare attorno a una cometa,
il primo a scortarla per tutta la sua orbita nel sistema solare
- arrivando alla distanza minima dal Sole, come vedremo in agosto,
fino alla sua uscita verso l'esterno.
È la prima sonda atterrata su una cometa.
Inoltre orbita attorno la cometa facendo qualcosa che di solito
non viene fatto dalle sonde.
Di solito basta guardare al cielo per sapere dove sei e dove stai puntando.
In questo caso non è sufficiente.
Abbiamo navigato orientandoci con punti di riferimento sulla cometa.
Abbiamo identificato riferimenti - rocce e crateri -
per capire dove ci trovavamo rispetto alla cometa.
Ovviamente, è anche il primo satellite a superare l'orbita di Giove
usando pannelli solari.
Sembra un'impresa eroica, ma non più di tanto,
perché la tecnologia dei generatori termici a radioisotopi
non era disponibile a quei tempi, in Europa, quindi non c'era scelta.
Sono dei pannelli solari grandi.
Questa è un'ala e quelle non sono persone particolarmente basse.
Sono proprio come me e voi.
(Risate)
Abbiamo due di queste ali, 65 metri quadri.
In seguito, dopo essere arrivati alla cometa,
si scopre che 65 metri quadri di vela
vicino a un corpo che emette gas non sono proprio comodi da gestire.
Come siamo arrivati alla cometa?
Dovevamo arrivare, per raggiungere gli obiettivi scientifici di Rosetta,
in un posto molto lontano -- quattro volte la distanza tra Terra e Sole --
e ad una velocità molto maggiore di quella raggiungibile con propellente,
altrimenti avremmo dovuto usare 6 volte il peso della sonda in propellente.
Quindi, come fare?
Si sfrutta l'effetto fionda gravitazionale,
passando molto vicini ad un pianeta,
qualche migliaio di chilometri,
così si raggiunge la velocità del pianeta attorno al Sole, ma gratis.
Lo abbiamo fatto più volte.
Prima vicino alla Terra, poi a Marte, di nuovo alla Terra
e siamo anche passati vicino due asteroidi, Lutetia e Steins.
Poi, nel 2011 siamo arrivati così lontano dal Sole che, in caso di problemi,
non avremmo potuto salvare la sonda -
e quindi l'abbiamo ibernata.
L'abbiamo spenta del tutto tranne per un orologio.
Qui vedete in bianco la traiettoria, e il percorso che fa.
Vedete che dal cerchio iniziale
la linea bianca, gradualmente, diventa sempre più ellittica,
finché non abbiamo raggiunto la cometa,
nel maggio 2014, e abbiamo iniziato le manovre per l'incontro.
Lungo la strada, abbiamo fatto delle foto della Terra per provare gli apparati.
Qui la Luna "sorge" dalla Terra,
e questo è quello che ora si chiama selfie,
ma all'epoca era una parola che non esisteva ancora.
(Risate)
Questo è Marte. La foto è stata scattata dalla fotocamera CIVA.
È una delle fotocamere sul lander:
guarda appena sotto i pannelli solari
e vedete il pianete Marte e i pannelli solari sullo sfondo.
Quando siamo usciti dall'ibernazione, nel gennaio 2014,
cominciammo ad arrivare ad una distanza
di due milioni di chilometri dalla cometa in maggio.
Però la sonda andava troppo velocemente.
Viaggiavamo 2.800 km/h più veloci della cometa, dovevamo frenare.
Abbiamo dovuto fare otto manovre,
e come vedete qui, alcune sono state molto ampie.
La prima frenata doveva ridurre la velocità di alcune centinaia di chilometri
e in realtà la frenata è durata sette ore
consumando 218 kg di propellente:
sono state sette ore snervanti, perché nel 2007
c'è stata una perdita nel sistema di propulsione di Rosetta
che abbiamo dovuto chiudere in parte,
quindi il sistema ha dovuto operare ad una pressione
per cui non è stato progettato o provato.
Poi siamo arrivati in prossimità della cometa, queste sono le prime foto.
Il suo periodo di rotazione è di 12 ore e mezza,
quindi qui è accelerato.
Ma potete intuire come gli ingegneri del team di volo abbiano pensato
che non sarebbe stato facile atterrare.
Speravamo che la forma fosse simile ad una patata
su cui è facile atterrare.
Ci restava una speranza: forse è liscia.
No...
(Risate)
Non era nemmeno liscia.
A quel punto era chiaro, era inevitabile:
avremmo dovuto cartografare l'oggetto col maggior dettaglio possibile,
perché dovevamo trovare un area piatta e con un diametro di 500 metri.
Perché 500 metri? Perché è il margine di errore di atterraggio.
Dunque abbiamo proceduto e cartografato la cometa.
Abbiamo usa una tecnica chiamata fotoclinometria.
Si usa l'ombra proiettata dal Sole.
Qui vedete una roccia che si trova sulla superficie della cometa
e il Sole che brilla dall'alto.
Usando l'ombra, con il nostro cervello,
possiamo subito capire quale sia indicativamente la forma della roccia.
Si programma un computer per fare lo stesso,
poi si scansiona e cartografa la cometa.
Per farlo abbiamo volato su traiettorie speciali a partire da agosto.
Prima un triangolo con un lato di 100 chilometri
ad una distanza di 100 km,
poi abbiamo ripetuto il tutto da 50 km.
A quel punto avevamo visto la cometa da tutti gli angoli possibili
e abbiamo usato quella tecnica per fare una mappa completa.
Abbiamo quindi identificato dei possibili punti di atterraggio.
L'intero processo, ossia creare una mappa completa della cometa
e scegliere il punto di atterraggio finale, è durato 60 giorni.
Non avevamo più tempo.
Per darvi un'idea, una missione su Marte
impiega centinaia di scienziati per anni
solo per decidere dove dobbiamo atterrare.
Noi avevamo al massimo 60 giorni.
Infine abbiamo scelto un punto specifico
e sono stati impartiti a Rosetta i comandi per lanciare Philae.
Rosetta doveva trovarsi esattamente nel punto giusto nello spazio,
puntata verso la cometa, perché il lander non ha motori.
Il lander viene spinto fuori e si muove verso la cometa.
Rosetta ha dovuto girarsi
per puntare le fotocamere verso Philae mentre partiva
e per poter comunicare con esso.
La durata della traiettoria di atterraggio è stata di sette ore.
Facciamo un semplice calcolo:
se la velocità di Rosetta è sbagliata di un centimetro al secondo,
e dato che ci sono 25.000 secondi in sette ore,
questo comporta un errore di 252 metri nell'atterraggio.
Dunque dovevamo conoscere la velocità di Rosetta
con più di un centimetro al secondo
e con un errore di posizione nello spazio inferiore a 100 metri,
pur distando a 500 milioni di chilometri dalla Terra.
Non è stato un gioco da ragazzi.
Lasciate che vi mostri rapidamente alcuni degli strumenti.
Non vi annoierò con i dettagli di tutti gli strumenti,
ma ha proprio tutto.
Possiamo analizzare i gas, misurare le particelle di polvere,
la loro forma e composizione,
abbiamo magnetometri, proprio tutto.
Questo è il risultato di uno degli strumenti che misura la densità dei gas
nel punto in cui si trova Rosetta,
quindi sono gas emessi dalla cometa.
Il grafico inferiore è di settembre dell'anno scorso.
C'è una variazione di lungo periodo, di per sé non sorprendente,
ma vedete i picchi nel grafico.
È il giorno tipo di una cometa.
Potete osservare gli effetti del sole sull'evaporazione del gas
e la rotazione della cometa.
Qui c'è un punto da cui, a quanto pare,
molta materia viene emessa,
viene scaldata dal Sole e poi si raffredda dall'altro lato.
Possiamo osservarne la variazione nella densità.
Questi sono i gas e i materiali organici
che avevamo già misurato.
Noterete, è una lista impressionante
e molto, molto altro sarà svelato
perché ci sono molte altre misurazioni.
Si sta svolgendo una conferenza in Houston
dove molti di questi risultati saranno presentati.
Abbiamo misurato grani di polvere, anche.
Non vi sembreranno granché,
ma agli scienziati hanno dato i brividi.
Due particelle di polvere:
quella a destra si chiama Boris, l'hanno bombardata con tantalio
al fine di analizzarla.
Hanno trovato sodio e magnesio.
Siamo riusciti a svelare la concentrazione dei due minerali
quando si è formato il sistema solare,
quindi abbiamo appreso qualcosa sui materiali che erano presenti
quando si è formato il pianeta.
Ovviamente, le immagini sono un aspetto importante.
Questa è una delle fotocamera di Rosetta, la fotocamera OSIRIS,
questa è la copertina della rivista Science
del 23 gennaio di quest'anno.
Nessuno si aspettava che questo oggetto avesse questo aspetto.
Massi, rocce -- assomiglia all'Half Dome, nello Yosemite,
più di ogni altra cosa.
Abbiamo anche visto queste:
sono dune, mentre sul lato destro ombre che sembrano formate dal vento.
Le abbiamo viste su Marte, ma questa cometa non ha un'atmosfera,
quindi è un poco difficili che siano state create dal vento.
Forse si tratta di emissioni di gas,
materiale espulso che ricade.
Non lo sappiamo, quindi c'è molto da investigare.
Qui vedete la stessa immagine due volte.
A sinistra, vedete nel mezzo una fossa.
A destra, se guardate attentamente,
vedrete tre getti che escono dal fondo di quella fossa.
Quindi questa è l'attività della cometa.
A quanto pare le regioni attive sono sul fondo di questi fossi,
da cui il materiale evapora verso lo spazio.
C'è un'incrinatura molto interessante sul collo della cometa.
È visibile nell'immagine a destra.
È lunga un chilometro e larga due metri e mezzo.
Alcune persone pensano che quando arriverà in prossimità del Sole
la cometa si spezzerà in due,
e allora dovremmo scegliere:
quale cometa seguiremo?
Il lander -- anch'esso ha molti strumenti
per lo più comparabili salvo le parti che entrano nel terra e il trapano --
ma praticamente gli stessi di Rosetta, perché bisogna comparare
quanto viene misurato nello spazio con quanto misurato sulla cometa.
Si chiamano misure di verità al suolo.
Queste sono le immagini della discesa
scattate dalla fotocamera OSIRIS.
Si vede il lander che gradualmente si allontana da Rosetta.
In alto a destra, l'immagine presa a 60 metri dalla cometa dal lander,
60 metri dalla superficie della cometa.
Quella roccia è grande circa di 10 metri.
Questa è una delle ultime immagini prima dell'atterraggio sulla cometa.
Qui potete vedere l'intera sequenza di nuovo, da una prospettiva diversa,
si vedono tre ingrandimenti dal basso a sinistra verso il centro
del lander che viaggia sopra la superficie della cometa.
Infine, in alto, si vedono due immagini prima e dopo l'atterraggio.
Il problema è che nell'immagine successiva all'atterraggio il lander non c'è.
Ma se guardate attentamente il lato destro dell'immagine
vedrete che il lander è presente, ma è rimbalzato.
È rimbalzato sulla superficie.
Ora, un aspetto un po' comico
è che originariamente Rosetta è stato progettato con un lander che rimbalza.
Il progetto fu accantonato perché era troppo costoso.
Ce lo siamo scordato, ma il lander lo ricordava.
(Risate)
Durante il primo rimbalzo, dai magnetometri,
questi sono i dati registrati sui tre assi x, y e z.
A metà si vede una linea rossa.
Il cambiamento è sulla linea rossa.
A quanto pare, durante il primo rimbalzo
abbiamo colpito il bordo di un cratere con una gamba del lander
e la velocità di rotazione del lander è cambiata.
Quindi siamo stati fortunati
ad arrivare dove siamo arrivati.
Questa è una delle immagine simbolo di Rosetta.
È un oggetto creato dall'uomo, una gamba del lander,
che giace su di una cometa.
Per me è una delle migliori immagini dallo spazio che io abbia mai visto.
(Applausi)
Una cosa che dobbiamo ancora fare è ritrovare il lander.
L'area blu è l'area in cui deve trovarsi.
Non siamo ancora riusciti a trovarlo, ma la ricerca continua,
così come i nostri sforzi per farlo funzionare di nuovo.
Ascoltiamo ogni giorno,
nella speranza che da oggi a qualche giorno in aprile
il lander si sveglierà di nuovo.
Ora, le scoperte fatte sulla cometa:
questo oggetto galleggerebbe nell'acqua.
La sua densità è pari a metà di quella dell'acqua.
Sembra un grande roccia, ma non lo è.
L'incremento di attività osservato tra giugno e agosto dell'anno scorso
è stato pari ad un incremento di quattro volte.
Quando raggiungerà il Sole,
la cometa perderà 100 kg al secondo:
gas, polvere, quant'altro.
100 milioni di kg al giorno.
Infine, il giorno dell'atterraggio.
Non dimenticherò mai -- caos totale, 250 troupe televisive in Germania.
La BBC mi ha intervistato,
un'altra troupe televisiva mi ha seguito tutto il giorno
mi riprendevano mentre ero intervistato,
ed è andata così per tutta la giornata.
La troupe di Discovery Channel
mi ha preso mentre lasciavo la stanza di controllo,
mi ha fatto la domanda giusta
e mi sono venute le lacrime, ancora oggi mi sento così.
Per un mese e mezzo,
non ho potuto non piangere quando pensavo all'atterraggio
e ho ancora quell'emozione in me.
Vorrei lasciarvi con questa immagine della cometa.
Grazie.
[Applausi]