EADS Astrium Crisa

El órdago está lanzado; más de diez años de viaje para recorrer la mitad del Sistema Solar, atravesar por primera vez el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter en dos ocasiones y orbitar y posarse sobre un cometa por primera vez en la historia, convierte a la misión Rosetta en la misión más ambiciosa de la Agencia Espacial Europea (ESA) puesta en marcha hasta la fecha.

Los objetivos de la misión son igual de ambiciosos; conocer más detalles sobre la creación del Sol, de los planetas y la evolución del Sistema Solar a través del estudio de un cometa. El interés en los cometas radica en que están formados por los elementos más antiguos del Sistema Solar, elementos que por su tamaño tan pequeño no han sufrido ninguna evolución geológica provocada por la erosión, presión o temperaturas, como si ha ocurrido con los planteas.

La composición de los cometas refleja la composición del Sistema Solar hace 4.600 millones años. Además del alto contenido científico, Rosetta es un reto tecnológico sin precedentes. Teniendo en cuenta que las instrucciones desde el equipo de control de la misión tardarán hasta cincuenta minutos en alcanzar la sonda, Rosetta tendrá que realizar muchas de las complicadas maniobras de aproximación y aterrizaje de forma autónoma y sin posibilidad de fallos. Para esto, Rosetta ha sido equipada con la tecnología más sofisticada en computadores de a bordo y software.

El nombre de la misión, Rosetta, hace referencia a la Piedra Rosetta, descubrimiento clave en el entendimiento de las culturas, confiando en que esta misión sirva de punto de partida para conocer el origen del Sistema Solar.

El lanzamiento

El destino inicial de la sonda Rosetta era el cometa 46P/Wirtanen, pero un desafortunado incidente en una misión previa con una versión superior del lanzador Ariane-5 obligó a los técnicos de la ESA y Arianespace, la empresa encargada del lanzamiento, a posponer la fecha de lanzamiento. Finalmente el comité de revisión decidió no lanzar la misión multimillonaria durante la ventana prevista en enero de 2003, renunciando al objetivo de alcanzar al cometa Wirtanen.

Desde ese momento empezó un duro trabajo de selección de un nuevo destino para Rosetta, seleccionándose, de entre 150 cometas periódicos estudiados, el cometa 67P/Churymov-Gerasimenko. Este cometa cumplía con las premisas de ofrecer los mismos retornos científicos que el cometa Wirtanen y evitar en la medida de lo posible financiación extra. El nuevo objetivo podía usar la versión estándar del lanzador europeo, el Ariane-5 G+, y además era la opción que menos tiempo de almacenaje implicaba para la sonda.

Finalmente, después de diez años de diseño y desarrollo de hardware y análisis de misión, la sonda Rosetta se lanzó exitosamente el pasado 2 de marzo desde Kourou, el centro de lanzamiento europeo situado en la Guayana Francesa.

La sonda

Liderado por Astrium Alemania como contratista principal, la sonda se compone de un módulo principal llamado Rosetta, que da nombre a la misión, y que hará las funciones de orbiter. Este módulo, que en sí mismo cuenta con 11 instrumentos en el más puro estado del arte, a su vez transporta el módulo aterrizador o lander llamado Philae con 9 instrumentos a bordo.

El nombre Philae viene de la isla Filé en el río Nilo, donde se halló el obelisco con la inscripción bilingüe que incluía los nombres de Cleopatra y Tolomeo en jeroglíficos egipcios. Esta fue la pista que empleó el historiador francés Jean-François Champollion para descifrar los jeroglíficos de la piedra Rosetta.

En total, la sonda pesa 3.000 kilos, incluyendo más de 1.600 kilos de combustible, 165 kilos de instrumentos científicos, y 100 kilos del módulo Philae. Las dimensiones son igual de espectaculares, casi 3 metros de alto por 2 de ancho, más dos paneles solares de 14 metros de largo cada uno; 64 metros cuadrados en total de paneles solares. El tamaño del módulo Philae es de 1 metro de ancho por 80 centímetros de alto.

La misión Rosetta ha tenido un coste total de 1.000 millones de euros, incluyendo la sonda, su lanzamiento, los instrumentos a bordo y las  operaciones. Junto a esta cifra llamativa, es obligado mencionar que Rosetta ha servido como plataforma tecnológica para la misión Mars Express y la futura Venus Express, habiéndose beneficiado estas últimas de una gran parte de desarrollos recurrentes.

El retraso en el lanzamiento de la sonda también originó un gasto adicional de 70 millones de euros.

El camino hasta el encuentro con el cometa Churymov-Gerasimenko

Después de dos encuentros cercanos con Júpiter en 1840 y 1959, el cometa Churymov- Gerasimenko se encuentra orbitando alrededor del Sol cada 6,6 años. De forma elíptica, su órbita tiene su perigeo (punto más próximo al Sol) entre las órbitas de la Tierra y Marte, y su apogeo (el punto más lejano) más allá de Júpiter.

Hasta el momento, Rosetta no ha hecho más que empezar su viaje. Para llegar a su destino, la sonda estará en una fase crucero que durará más de diez años hasta que alcance los 130.000 kilómetros por hora a los que viaja el cometa. Para alcanzar esta velocidad, Rosetta realizará tres impulsos por gravedad con la Tierra y uno con Marte.

El primer encuentro planetario ocurrirá en marzo de 2005, cuando Rosetta regrese a la Tierra tras su primera órbita inicial como consecuencia de lanzamiento. Dos años más tarde la sonda realizará otro impulso gravitatorio alrededor de Marte, y el segundo alrededor de la Tierra en 2007.

Tras este punto, y ya con una órbita bastante más amplia, Roseta entrará en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Gracias al perfecto lanzamiento del lanzador Ariane-5, el consumo de combustible hasta el momento ha sido el mínimo necesario, por lo que el equipo de la misión ha decidido que la sonda visite de cerca y estudie los asteroides Steinsy Lutetia. Para esta misión el consumo de combustible es un factor crítico, puesto que la cantidad de combustible a bordo de la sonda no ha variado, y el nuevo objetivo, el cometa Churymov-Gerasimenko, está más alejado de lo que estaba el cometa Wirtanen.

En noviembre de 2009, Rosetta hará su tercera visita a casa, logrando así suficiente velocidad para abandonar el núcleo del Sistema Solar, atravesando por segunda vez el cinturón de asteroides. Manteniendo esa órbita, la sonda permanecerá en un estado de hibernación desde mediados de 2011 hasta 2014, donde la sonda se encontrará suficientemente cerca del cometa como para empezar la maniobra de aproximación (rendezvous).

Durante esta maniobra, Rosetta permanecerá orbitando alrededor del cometa a una distancia aproximada de 25 kilómetros, situación que aprovechará para tomar imágenes y medidas, sin precedentes hasta ahora, sobre la superficie de un cometa, lo que servirá para buscar un lugar seguro donde aterrizar el lander. Una vez que el módulo orbital esté a una distancia aproximada de un kilómetro, soltará el módulo Philae, o lander, que debido la poca masa del cometa será atraído hasta la superficie a una velocidad similar a la de una persona andando. El cometa tiene un diámetro aproximado de 4 kilómetros, por lo que su fuerza gravitatoria será tan débil que en cuanto el módulo aterrizador toque la superficie del cometa, un arpón y una especie de taladradores de hielo situados en las patas fijarán el lander a la superficie del cometa. Entonces, durante al menos una semana, se llevarán a cabo una extensa campaña de experimentos.

En total, nueve instrumentos a bordo del Philae ofrecerán a los científicos europeos la posibilidad de estudiar fotografías a corta distancia, perforar dentro del núcleo del cometa y analizar la composición mineral y tomar muestras de los principales hielos y gases de un cometa con más de 4.500 millones de años.

Mientras tanto, Rosetta permanecerá durante más de un año orbitando alrededor del cometa. Durante este tiempo se investigarán los cambios dramáticos que sufrirá el núcleo del cometa durante su activación según éste se aproxime al Sol. Durante esta aproximación, el cometa se volverá cada vez más activo, ofreciendo la posibilidad a los científicos de estudiar por primera vez la transformación de un cometa en forma de bloque de hielo a un cometa en estado agitado de emisión de gases y polvo.

La participación de Crisa en Rosetta

Para la misión Rosetta Crisa ha diseñado y fabricado la Unidad Electrónica del Navegador de Estrellas y la Cámara de Navegación. Este mismo equipo electrónico con ciertas modificaciones de configuración ya ha volado en la misión Mars Express, e irá embarcado en la futura Venus Express.

Esta Unidad Electrónica controla todo el procesamiento y compresión de imágenes, además de monitorear y controlar las cámaras de guiado. El Navegador de Estrellas y la Cámara de Navegación forman un equipo de vital importancia para el guiado del satélite. Rosetta, en su camino hasta el cometa Churymov-Gerasimenko, irá tomando periódicamente fotos del firmamento.

La Unidad Electrónica procesará las imágenes tomadas y seleccionará los puntos más brillantes de la imagen como referencia de su ubicación. Por comparación con los datos almacenados en la memoria, el Navegador de Estrellas calculará las desviaciones con el trayecto planificado, guiando así a la sonda hasta el cometa.

Además, esta Unidad Electrónica efectúa el control de la Cámara de Navegación, un sensor electro-óptico diseñado para la navegación hacia planetas, cometas y asteroides.

El elemento principal de esta electrónica es el módulo DSP que se encarga básicamente del procesado de los datos, y del control y actuación del instrumento correspondiente (sensor de estrellas o la cámara). Incorpora un microprocesador de tipo TSC 21020, la interface con los bancos de memoria, las unidades de accionamiento (ruedas de inercia, e impulsores), y con la parte óptica del instrumento.

Es la primera vez que se utiliza en una aplicación espacial un dispositivo llamado Multi Chip Module, que integra, en un espacio muy reducido, el microprocesador DSP, el controlador periférico, la memoria SRAM, y la interface con el bus de datos IEEE 1355. Su montaje se ha tenido que calificar expresamente para la misión Rosetta de acuerdo con los requisitos que exige la ESA.

El proyecto ha seguido una larga andadura de 3 años de intenso esfuerzo dedicados al desarrollo de un equipo crítico de vuelo para una misión de larga duración y con unas características muy exigentes y novedosas. El diseño de este equipo ha requerido el esfuerzo de 5 ingenieros de Crisa, con gran experiencia en este tipo de funciones, y en una tecnología sumamente compleja y sofisticada.