Terminata la missione della sonda MESSENGER

La sonda MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging), gestita per conto della NASA dal Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHU/APL) di Laurel nel Maryland, ha terminato la sua missione (costata 446 milioni di dollari) di studio di Mercurio, il pianeta più interno di tutto il Sistema Solare.

Lanciata il 3 agosto 2004 da Cape Canaveral con un razzo Delta II, MESSENGER ha compiuto un viaggio di 7 anni e 7,5 miliardi di km, durante il quale ha orbitato 15 volte attorno al Sole, ha effettuato un passaggio ravvicinato del nostro pianeta, due passaggi ravvicinati di Venere e tre dello stesso Mercurio prima di poter acquisire la velocità corretta per potersi finalmente immettere in orbita attorno al pianeta, il 18 marzo 2011. Si è trattato di un giorno storico per l’esplorazione spaziale in quanto nessun’altra sonda in precedenza si era inserita in orbita attorno a questo pianeta. Prima di MESSENGER inoltre solo un’altra navicella, il Mariner 10 (sempre della NASA), aveva avvicinato Mercurio effettuando tre passaggi ravvicinati, in marzo e settembre del 1974 e nel marzo 1975.

MESSENGER doveva rimanere in orbita per un anno ma la sua missione è stata estesa due volte fino a raggiungere i 4 anni di operazioni attorno a Mercurio. La missione è stata possibile grazie ad uno scudo solare ceramico resistente al calore ed altamente riflettente che ha mantenuto gli strumenti e l’elettronica isolati dalle radiazioni del Sole, che da quelle parti brilla oltre 10 volte più intensamente che qui sulla Terra. Sulla faccia esposta verso la nostra stella, la superficie dello scudo ha raggiunto la temperatura di 350 °C mentre dall’altro lato questo valore era di appena 20 °C consentendo alla navicella di operare a “temperatura ambiente”.

Grazie alla sua dotazione di strumenti scientifici (una camera ad immagini, quattro spettrometri, un magnetometro e un altimetro) MESSENGER ha rivoluzionato la nostra conoscenza di questo pianeta, realizzando la prima mappatura completa della sua superficie ed effettuando importanti scoperte fra le quali spicca la presenza stimata di circa 1.000 miliardi di tonnellate di ghiaccio d’acqua sepolto nei crateri presenti ai poli del pianeta. Sebbene nelle zone esposte al Sole la temperatura della superficie superi i 400 °C, il fondo di questi crateri rimane perennemente in ombra consentendo la permanenza del ghiaccio. La maggior parte di questo ghiaccio è inoltre coperto da uno strato molto scuro di composti organici il ché supporta l’ipotesi che componenti organici e acqua provenienti dal Sistema Solare esterno siano stati portati verso i pianeti interni, Terra compresa, da comete e asteroidi. MESSENGER ha inoltre rilevato che alcuni crateri di Mercurio erano un tempo riempiti di lava, segno che questo pianeta ha avuto in passato dell’attività vulcanica.

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Mappa globale di Mercurio ottenuta con i dati raccolti da MESSENGER fino al 2013. Credit: NASA/JHU APL/Carnegie

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Spettacolare immagine del cratere Abedin (di 116 km di diametro) che mostra evidenze di una passata attività vulcanica. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Le indagini scientifiche di MESSENGER sono state possibili grazie al fatto di orbitare attorno a Mercurio e quindi di poterlo studiare con continuità. Per potersi mantenere nell’orbita desiderata però la sonda ha dovuto costantemente combattere contro la perturbazione gravitazionale indotta dalla vicinanza del Sole e quindi nel corso della missione è stato necessario attivare saltuariamente i propulsori per alzarne la quota. Nei suoi serbatoi al momento del lancio erano presenti circa 600 kg di propellenti (idrazina), il 90% dei quali sono stati utilizzati durante il viaggio e l’inserzione in orbita. Il restante 10 per cento era però più che sufficiente per assicurare la missione nominale di un anno, tanto che MESSENGER ha potuto rimanere in orbita molto più tempo del previsto. Dopo 4 anni e oltre 4.000 orbite il propellente si è infine esaurito lasciando la sonda senza possibilità di contrastare l’azione gravitazionale del Sole che poco alla volta la spingeva sempre più vicina al pianeta.

L’ultima manovra propulsiva è stata effettuata il 28 aprile utilizzando le ultime “gocce” di elio rimaste nei serbatoi, mentre l’idrazina si era esaurita già il 6 aprile. L’elio viene normalmente utilizzato solo per pressurizzare i condotti del propellente in quanto non è un carburante efficiente ma dopo l’esaurimento dell’idrazina era tutto ciò di cui la sonda poteva ancora disporre.

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L’ultima immagine ripresa ed inviata a Terra da MESSENGER, il giorno stesso del suo impatto sul pianeta. L’immagine (di un km di lato e con risoluzione di 2,1 m/pixel) mostra una zona sul fondo del cratere (di 93 km di diametro) Jokai . Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Alle 17:15 ora italiana del 30 aprile 2015 MESSENGER ha iniziato la sua ultima orbita (la numero 4.105) attorno a Mercurio. Fino alle 21:04 ha continuato ad inviare dati e telemetria verso la Terra per poi lasciare il posto ad un semplice segnale di presenza (beacon). Alle 21:25 anche questo segnale si è spento in quanto la navicella stava per passare dietro a Mercurio (rispetto al nostro punto di vista). Alle 21:38 avrebbe dovuto riemergere dall’altro lato e riprendere i contatti con la Terra ma come previsto questo non è avvenuto dando la conferma della fine di MESSENGER.

Secondo i calcoli, l’impatto con la superficie del pianeta è avvenuto alle 21:26:02 a 54,5 gradi di latitudine nord e 210,1 gradi di longitudine est, poco oltre il bacino Shakespeare. Impattando il suolo ad una velocità di 3,9 km/s si stima che MESSENGER abbia scavato un cratere di circa 16 metri di diametro. Queste stime non potranno però essere confermate per i prossimi cinque anni almeno, cioè fino a che un’altra sonda non riprenderà immagini dettagliate della zona verificando se sia apparso un nuovo cratere su Mercurio. L’unica sonda attualmente in fase di sviluppo per una missione su Mercurio è l’europea BepiColombo che partirà nel 2017 ed effettuerà un primo sorvolo del pianeta nel 2020 per immettersi in orbita nel 2024 dopo altri quattro passaggi ravvicinati. Solo grazie alle sue immagini potremmo infine vedere il luogo di “sepoltura” di MESSENGER.

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I grafici mostrano il punto stimato di impatto della sonda MESSENGER. Credit: NASA

Fonte: JHU/APL

In copertina: rappresentazione artistica di MESSENGER in orbita attorno a Mercurio. Photo Credit: NASA/JHU APL/Carnegie Institution of Washington

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Paolo Baldo

Sono nato a Trento, dove vivo e lavoro. Fra i miei molti interessi l'astronautica occupa un posto privilegiato. La mia passione mi ha portato ad incontrare molti astronauti (di tutti i programmi spaziali occidentali, dal Mercury all'ISS) in svariati eventi pubblici.

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