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The Grain Impact Analyser and Dust Accumulator (GIADA) instrument onboard Rosetta studied the dust environment of comet 67P/Churyumov–Gerasimenko from 3.7 au inbound, through perihelion, to 3.8 au outbound, measuring the dust flow and the dynamic properties of individual particles. GIADA is composed of three subsystems: (1) Grain Detection System (GDS); (2) Impact Sensor (IS); and (3) Micro-Balances System (MBS). Monitoring the subsystems’ performance during operations is an important element for the correct calibration of scientific measurements. In this paper, we analyse the GIADA inflight calibration data obtained by internal calibration devices for the three subsystems during the period from 1 August 2014 to 31 October 2015. The calibration data testify a nominal behaviour of the instrument during these fifteen months of mission; the only exception is a minor loss of sensitivity for one of the two GDS receivers, attributed to dust contamination.© 2017 COSPAR, Rosetta is an ESA mission with contributions from its member states and NASA. Rosetta's Philae lander is provided by a consortium led by DLR, MPS, CNES and ASI. We thank all the Rosetta instrument teams, the Rosetta Science Ground Segment at ESAC, the Rosetta Mission Operations Centre at ESOC and the Rosetta Project at ESTEC for their outstanding work enabling the science return of the Rosetta Mission. GIADA was built by a consortium led by the Univ. Napoli Parthenope & INAF - Oss. Astr. Capodimonte, in collaboration with the Inst. de Astrofisica de Andalucia, ES, Selex-FI-IT and SENER-ES. GIADA was managed and operated by Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali-INAF, IT. GIADA was funded and managed by the Agenzia Spaziale Italiana, IT, with the support of the Spanish Ministry of Education and Science MEC, ES. GIADA was developed from a PI proposal from the University of Kent; sci. & tech. contributions were provided by CISAS, IT, Lab. d'Astr. Spat., FR, and Institutions from UK, IT, FR, DE and USA. Science support was provided by NASA through the US Rosetta Project managed by the Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology. We would like to thank Angioletta Coradini for her contribution as a GIADA Co-I. GIADA calibrated data will be available through ESA's PSA web site (http://www.cosmos.esa.int/web/psa/rosetta).All data presented here are public. This research was supported by the Italian Space Agency (ASI) within the INAF-ASI agreements 1/032/05/0 and 1/024/12/0. The authors are grateful to the anonymous reviewers for very constructive suggestions that greatly contributed to improve our paper.

The Rosetta probe, orbiting Jupiter-family comet 67P/Churyumov–Gerasimenko, has been detecting individual dust particles of mass larger than 10^(−10) kg by means of the GIADA dust collector and the OSIRIS Wide Angle Camera and Narrow Angle Camera since 2014 August and will continue until 2016 September. Detections of single dust particles allow us to estimate the anisotropic dust flux from 67P, infer the dust loss rate and size\ud distribution at the surface of the sunlit nucleus, and see whether the dust size distribution of 67P evolves in time.\ud The velocity of the Rosetta orbiter, relative to 67P, is much lower than the dust velocity measured by GIADA, thus\ud dust counts when GIADA is nadir-pointing will directly provide the dust flux. In OSIRIS observations, the dust\ud flux is derived from the measurement of the dust space density close to the spacecraft. Under the assumption of radial expansion of the dust, observations in the nadir direction provide the distance of the particles by measuring\ud their trail length, with a parallax baseline determined by the motion of the spacecraft. The dust size distribution at\ud sizes >1 mm observed by OSIRIS is consistent with a differential power index of −4, which was derived from\ud models of 67P’s trail. At sizes

1 Introducción Los cometas son, probablemente, los cuerpos celestes que más han cautivado a la humanidad desde la más remota antigüedad. El gran avance experimentado en el estudio de estos cuerpos durante los últimos treinta 30 años, se debe en gran parte, a la utilización de instrumentación a bordo de sondas espaciales. Una de estas sondas, es la que conforma la misión Rosetta de la Agencia Espacial Europea (ESA). Rosetta toma su nombre de la piedra basáltica hallada en 1799 por el soldado Pierre-François Bouchard durante la campaña francesa en Egipto. Esta piedra fue el elemento clave para poder descifrar la escritura jeroglífica egipcia, de la misma manera, se espera que Rosetta sea la llave que permita abrir la puerta de los ¿misterios¿ que entrañan los cometas. Las actuales hipótesis sobre las primeras etapas de la evolución del Sistema Solar, identifican a los cometas como restos de la formación de nuestro sistema planetario. Los cometas mantendrían un registro de las actividades físicas y químicas que acontecieron en estas etapas iniciales, dado que los únicos procesos que habrían alterado su composición serían los derivados de la radiación solar. En definitiva, el material cometario contendría una información única sobre las fuentes que contribuyeron a la nebulosa proto-solar, así como sobre los procesos de condensación que dieron a lugar a la formación de planetesimales y posteriormente a los planetas, incluyendo la Tierra, por lo que son objetivos de estudio de primer orden. El Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha participado en el diseño y la construcción de dos de los instrumentos embarcados en el orbital de Rosetta: OSIRIS (Optical, Spectroscopic and InfraRed Imaging System) y GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator). La contribución del IAA al proyecto Rosetta, se conjuga en dos grandes vertientes, una a nivel científico, y otra a nivel de ingeniería, en concreto en la construcción de parte de los sistemas electrónicos (GIADA y OSIRIS) y de la totalidad del software embarcado (GIADA). Por otro lado, el área de investigación desarrollada en los últimos veinte años en el Departamento de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial de la Universidad de Granada, dedicado al tratamiento de la información imprecisa (difusa) y deductiva, ha generado una evolución de modelos de base de datos que han ido heredando y acrecentando sus capacidades de forma progresiva. Esta memoria une estos campos de estudio, a priori alejados entre sí: el análisis de los datos científicos proporcionados por el cometa y los modelos de bases de datos difusos deductivos. Para ello se ha diseñado y construido el programa de computador GDB-GUI. Este programa permite almacenar, manipular y explotar los datos y el conocimiento adquiridos durante la construcción de GIADA, utilizando para ello una adaptación del modelo de base de datos difuso deductivo., 2 Motivación y objetivos Los datos del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, obtenidos in situ por la sonda espacial Rosetta y sus instrumentos, son una fuente extremadamente valiosa de información, no sólo por su repercusión científica sino también por el enorme esfuerzo internacional humano y económico que ha sido necesario para su obtención. Cualquier herramienta que permita analizar, explotar y validar estos datos, se convierte en un motivo loable y necesario que pone en valor el trabajo realizado durante la última década por ingenieros, científicos e instituciones. El objetivo principal de esta memoria, consiste en proporcionar una herramienta que permita representar el conocimiento experto acerca del instrumento GIADA. Esta herramienta será aplicada sobre los datos científicos obtenidos, permitiendo verificar y calificar los resultados, a fin de profundizar en el estudio de la dinámica del polvo cometario. Para realizar esta tarea, se han utilizado tres elementos principales: el software de GIADA, el modelo de base de datos y la interfaz GDB-GUI. Como primer elemento, se encuentra el trabajo realizado por el autor de esta memoria, centrado en el desarrollo de software del instrumento GIADA. Los detalles precisos de cómo se realiza la detección de partículas de polvo, servirán como fuente de conocimiento experto, que será representado mediante el modelo de base de datos y se utilizará posteriormente en la validación de GDB-GUI. El segundo elemento lo constituye un modelo de base de datos difuso deductivo. Este modelo teórico y su adaptación a las necesidades para la explotación de datos científicos de GIADA, constituye la herramienta de representación y explotación de todo el conocimiento experto de GIADA. La pieza que unifica, centraliza y hace accesible a un usuario los dos elementos anteriores es GDB-GUI, una interfaz para el modelo de base de datos difuso deductivo. Permite importar los datos de partículas cometaria (reales, simuladas o de calibración), expresar el conocimiento experto utilizando la reglas definidas por el modelo y crear conjuntos de datos de entrada controlados, que serán posteriormente utilizados en la validación de dicho conocimiento. Una vez almacenada la información, podrá ser consultada, permitiendo obtener nuevos datos. Tanto la consulta como el almacenamiento pueden llevarse a cabo en términos tanto difusos como precisos. Los resultados obtenidos, en el caso de incorporar componentes difusos, serán calificados numéricamente con un determinado grado de validez o ajuste, calculado a partir de las directrices del modelo. ., 3 Conclusión El objetivo principal de esta memoria era disponer de una herramienta capaz de representar y explotar los datos y el conocimiento experto procedentes del instrumento GIADA, con el fin de profundizar en el estudio de la dinámica del polvo cometario. Se ha presentado GDB-GUI, un programa de computador multiusuario y multiplataforma que implementa una interfaz al modelo de base de datos GDB. Este modelo es una adaptación del modelo integrado de una base de datos relacional difusa deductiva, heredero de una evolución de modelos de bases de datos relacionales, lógicas y difusas. Para verificar GDB-GUI y el propio modelo, se ha utilizado conocimiento experto, en concreto, el del sistema de detección de partículas implementado por el software de GIADA. Se ha construido un conjunto de reglas relativas a la detección de eventos GDS+IS (los tipos de eventos con mayor interés científico), se ha calculado el resultado y se ha contrastado con el obtenido por GDB-GUI. Las reglas creadas han permitido identificar falsos positivos en la detección de eventos GDS+IS, revelar patrones de rebotes en el IS, así como descubrir y evaluar nueva información acerca de eventos GDS+IS no explícitamente identificados. Más aún, la combinación de ambas reglas ha establecido un procedimiento para reparar eventos GDS+IS detectados de forma defectuosa, que, inicialmente, deberían ser desechados. Se puede apreciar, por tanto, no sólo la capacidad de la herramienta para representar y manejar información, sino cómo su uso con conocimiento experto preciso ofrece resultados científicos relevantes. Las aplicaciones de la herramienta alcanzan otros campos de trabajo. Se puede utilizar como repositorio del conocimiento experto en cualquier área de trabajo de GIADA, ya que lo centraliza, lo hace accesible a usuarios dispersos geográficamente y mantiene su trazabilidad. También ayuda a la interpretación de los datos reales del comenta, a los obtenidos en la fase de calibración del instrumento e incluso a los datos descartados. El simulador de eventos, inicialmente diseñado para la verificación de consultas, posee el potencial necesario para ser utilizado en la simulación de flujos reales de partículas y producir conjuntos de datos diseñados para validar otras herramientas (distintas a GDB-GUI) dentro de la cadena de datos del instrumento. GDB-GUI ofrece a un usuario una interfaz capaz de realizar consultas clásicas a una base de datos relacional o bien crear reglas con componentes difusos, todo ello de forma visual y sin necesidad de conocer un lenguaje de consulta específico. La adaptación de GDB a otro sistema/instrumento es sencilla y requiere redefinir cuatro ficheros de texto, siendo uno de ellos opcional. El tratamiento de información difusa y deductiva que incorpora el modelo de base de datos, será especialmente útil en el análisis de los datos procedentes de GIADA. Las características propias del sistema de detección del instrumento, así como la degradación de los sensores durante una década de travesía espacial, implica que parte del conocimiento acerca del instrumento tienda hacia conceptos imprecisos: ¿eventos cercanos¿, ¿partículas lentas¿, ¿sensibilidad reducida¿. Las capacidades deductivas del sistema presentado, permitirán aportar nueva información sobre los datos ya procesados, con los que se podrá reevaluar los resultados obtenidos.

GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator) on-board the Rosetta mission to comet 67P/Churyumov-Gerasimenko was designed to study the physical and dynamical properties of dust particles ejected by the comet during the encounter. In this paper we report the results of the analysis of data collected by GIADA during the past seven years of the cruise phase. During this period the GIADA detection subsystems were switched on for periodic in-flight payload checkouts to monitor their state-of-health including potential changes in its performance that could affect its data collection. Only slight variations in sensitivity and dynamical range were identified that will not affect the GIADA measurement capability during the Rosetta comet encounter and rendezvous phase. The GIADA microbalance system detected the presence of low-volatility material over a period of about 169 days when the GIADA cover remained partially opened. It is highly probable that this material originated from the spacecraft itself, as a spacecraft's outgassing was observed by the ROSINA mass spectrometer (on-board Rosetta) during the cruise phase. The identification of the low-volatility mass deposited on the microbalances as self-contamination will allow us to evaluate the mass rate background to be subtracted from the GIADA science data. These results obtained from GIADA cruise data analysis coupled with laboratory calibration data obtained from measurements using the GIADA spare model for selected cometary dust analogs will be the basis for the interpretation of the GIADA scientific data.