Aggiornamenti dal sistema solare: settembre 2020

Credit: NASA

Venere ruba la scena nel mese di settembre, non tanto per le missioni in corso, quanto per la scoperta della fosfina nella sua atmosfera, che lascia sospettare una remota possibilità di origine biologica, e magari ispirerà le agenzie in futuro a sostenere missioni ambiziose. Dagli altri corpi celesti arrivano poche notizie clamorose, ma soprattutto nessuna brutta notizia. Per gli appassionati di fotografia segnaliamo invece la conferenza che si è tenuta a Cortona, con un angolo dedicato allo spazio, con rappresentanti dell’ESA e della nostra associazione.

Di seguito il dettaglio delle varie missioni attive e quelle in fase di preparazione.

In preparazione per il lancio

Nel 2020 rimane un’unica missione da lanciare fuori dall’orbita terrestre: Chang’e 5 (CNSA). La data prevista è a fine novembre dal cosmodromo di Wenchang, a Hainan, nella Cina meridionale, da dove partirà alla volta della Luna, per prelevare dei campioni di suolo e tornare a Terra. La sonda è già sull’isola cinese da qualche mese, mentre il razzo è arrivato a settembre suddiviso in più parti che verranno assemblate in loco.

Il 2021, invece, si prevede ricco di missioni con la Luna a farla da padrona. Verso il nostro satellite potrebbero partire il CubeSat CAPSTONE, la missione indiana Chandrayaan-3, due missioni del programma CLPS di Astrobotic Technologies (con il lander Peregrine che ha da poco superato il test strutturale) e Intuitive Machine, la missione russa Luna 25, dopo ben 45 anni dalla precedente Luna 24, il debutto del lanciatore SLS con Artemis 1, e forse anche il rover tedesco della missione privata ALINA.

Oltre la Luna vedremo importanti missioni verso gli asteroidi, come Dart e Lucy, e il lancio del James Webb Space Telescope, il più grande, potente e costoso telescopio spaziale.

Esplorando la Luna

La storica missione Chang’e 3 (CNSA) è ancora operativa, seppur a ranghi ridotti. Iniziata nel 2013 con l’allunaggio del primo rover dai tempi di Luna 24 del 1976, ha ancora al suo attivo soltanto uno strumento scientifico a bordo del lander. Si tratta di un telescopio all’ultravioletto di cui si hanno poche notizie, ma secondo la stampa cinese dovrebbe uscire a breve una pubblicazione sui risultati ottenuti di recente.

La missione più recente, Chang’e 4, è al 22º giorno lunare compiuto di attività, con un rover e un lander sulla faccia nascosta della Luna che comunicano grazie al ripetitore Queqiao in orbita. Sul lander è situato anche uno strumento tedesco di rilevazione delle radiazioni, che per la prima volta ha permesso di stimare come sia il flusso di radiazioni sulla Luna in funzione del tempo. Il rover Yutu-2 della missione sta esplorando anche il sottosuolo per mezzo di un georadar, fino a una profondità di poco superiore ai 200 metri. Dai suoi rilevamenti si è potuto determinare che sotto di lui ci sono 3 strati principali, due costituiti da ejecta di crateri con in mezzo uno strato basaltico.

La NASA ha al momento due missioni attive in orbita attorno alla Luna. La prima è Lunar Reconnaissance Orbiter, in orbita dal 2009. La missione è stata sponsor di un evento internazionale di osservazione della Luna, tenutosi il 26 settembre. L’altra missione lunare statunitense è THEMIS-ARTEMIS, costituita da due sonde gemelle P1 e P2 che studiano il campo magnetico attorno alla Luna dal 2010; è l’estensione di una missione in orbita terrestre partita nel 2007.

È passato un anno ormai da quando il lander Vikram ha tristemente fallito l’atterraggio sulla Luna, ma l’orbiter della missione Chandrayaan-2 (ISRO) non ha mai smesso di funzionare e tra meno di un mese rilascerà pubblicamente i dati, che dovrebbero comprendere anche la più precisa mappatura globale della superficie della Luna finora effettuata.

In equilibrio tra Sole e Terra

Tra la Terra e il Sole, a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, risiede il primo punto lagrangiano, L1, attorno al quale orbitano 4 sonde attive che studiano la nostra stella e osservano i suoi effetti sulla Terra. Il 15 settembre 2020 è stato decretato che a dicembre 2019 il Sole ha raggiunto il suo minimo di attività ed è entrato nel 25º ciclo solare. Servono un po’ di mesi di analisi successivi all’evento per determinare con precisione il periodo di aumento dell’attività, per questo la notizia è stata ufficializzata solo in questo mese.

Strumenti puntati al Sole, quindi, per le 3 sonde incaricate di studiarne l’attività, SoHO (NASA/ESA), WIND (NASA) e ACE (NASA), con attenzione particolare al vento solare che arriva sul nostro pianeta. Le 3 sonde sono delle veterane e furono lanciate rispettivamente nel 1995, 1994 e 1997.

La Terra al momento esatto dell’equinozio del 22 settembre ripresa dallo strumento EPIC di DSCOVR. Credit: NOAA/DSCOVR/EPIC.

DSCOVR (NASA/NOAA) osserva la faccia illuminata della Terra da L1 da 5 anni. Ogni tanto ci sono problemi di comunicazione quando la sonda è proprio davanti al Sole rispetto a noi, ma dal mese prossimo la sua traiettoria verrà modificata leggermente e periodicamente per evitare questi inconvenienti.

Dall’altro punto lagrangiano, L2, lasciandosi alle spalle Luna, Terra, e Sole, Gaia (ESA) scruta le stelle della nostra galassia dal 2014. Circa ogni due anni avviene il rilascio dei dati (DR1 nel 2016, DR2 nel 2018) e a dicembre 2020 dovrebbe avvenire il terzo rilascio preliminare, EDR3; di quest’ultimo è stato rilasciato il draft model il 15 settembre, uno strumento per permettere agli scienziati di prepararsi in anticipo a capire come verranno rilasciati i dati.

L’universo non è solo quello che si vede, per questo Spektr-RG (Roskosmos/DLR) è intento a scrutarlo a frequenze non visibili, a raggi X per la precisione, scoprendo di tanto in tanto eventi che hanno comportamenti non consueti e attirano l’interesse degli scienziati, come ad esempio la sorgente eRASSt J082337+042303, che già a maggio aveva incrementato la sua attività di 10 volte più del normale e il 19 settembre ha emesso un picco 1000 volte maggiore dei valori misurati qualche anno fa.

Nel sistema solare interno

Si è parlato molto di Venere durante questo mese, per via della scoperta di un composto chimico molto insolito nella sua atmosfera, la fosfina. La scoperta è stata fatta da telescopi a Terra. Orbiter e sonde recenti non erano in grado di rilevare questa sostanza. Venere infatti ospita un orbiter ed è visitato saltuariamente da altre tre sonde, che la usano per correggere la propria rotta verso corpi più centrali del sistema solare.

L’orbiter è Akatsuki (JAXA), studia l’atmosfera di Venere dal 2015. Lo scorso luglio ha partecipato a un’osservazione contemporanea con alcuni telescopi da Terra e con Parker Solar Probe (NASA), una sonda destinata allo studio ravvicinato della nostra stella, che il 27 settembre è passata a soli 14,2 milioni di chilometri dal Sole, sfrecciando a una velocità di 129 km/s (464.400 km/h), infrangendo tutti i record precedenti. Akatsuki parteciperà a un’altra osservazione congiunta a ottobre, organizzata questa volta da JAXA, quando la sonda BepiColombo (ESA/JAXA) passerà in prossimità del pianeta. Potrebbe essere una buona occasione per confermare la presenza di fosfina recentemente scoperta, ma non è detto che la sensibilità degli strumenti a bordo sia sufficiente. La sonda euro-giapponese proseguirà poi il suo cammino settennale verso Mercurio, il suo obiettivo finale, ripassando da Venere un’ultima volta ad agosto 2021.

La terza sonda che approfitterà frequentemente di passaggi da Venere è Solar Orbiter (SolO) (ESA), lanciata a febbraio di quest’anno, che effettuerà il sorvolo del pianeta a dicembre. Al 30 settembre la sonda ha quasi compiuto la sua prima orbita, ritornando più o meno nel punto dove è partita a 0,98 au (unità astronomiche) dal Sole, ma molto distante da casa, a 1,79 au dalla Terra, in quanto il nostro pianeta nel frattempo si è spostato.

Il video delle ultime fasi della missione primaria di Hayabusa 2.

Il 15 settembre Hayabusa 2 (JAXA) ha eseguito la prima manovra correttiva, TCM0, per aggiustare la traiettoria verso Terra, quando si trovava a 37 milioni di chilometri dal nostro pianeta. Sta portando con sé un campione di suolo estratto dall’asteroide Ryugu, che a dicembre lascerà cadere dallo spazio prima di dirigersi verso un nuovo obiettivo, l’asteroide 1998 KY26. Il campione protetto da uno scudo termico verrà recuperato in Australia.

Prossimamente assisteremo a un altro prelevamento di campioni di suolo su un asteroide. Il protagonista sarà OSIRIS-REx (NASA), che da due anni sta scrutando Bennu da molto vicino. Manca meno di un mese al touchdown, operazione che è stata simulata accuratamente nei mesi precedenti. La missione ha altri scopi scientifici e le scoperte non mancano. Di recente è stata osservata infatti l’espulsione di piccole particelle di materia da parte dell’asteroide, i motivi sono però ancora da comprendere pienamente. È stato anche scoperto che la superficie possiede dei meteoriti provenienti da altri copri celesti; si sospetta che la sorgente sia Vesta.

Non ci sono grosse novità in questo mese per STEREO A (NASA) che osserva il Sole da una posizione angolata di 60° rispetto alla Terra, ma l’analisi dei dati degli anni precedenti con una collaborazione di massa aperta anche a non scienziati ha permesso di elaborare un nuovo metodo per aumentare la precisione delle previsioni di impatto con la Terra di espulsioni di massa coronaria del Sole.

La flotta marziana

In viaggio

Le tre nuove missioni dirette su Marte proseguono il loro viaggio senza intoppi, in modo silente e con qualche leggera correzione.

Mentre Perseverance (NASA) è chiuso nella sua navicella, a Terra hanno creato una replica del rover, OPTIMISM, per provare le manovre prima di inviare i comandi su Marte. A bordo viaggia anche Ingenuity, un elicottero rannicchiato sotto il pianale inferiore di Perseverance. La sonda ha effettuato una manovra di correzione di rotta il 30 settembre, la seconda di 5 pianificate.

Tianwen-1 (CNSA) ha eseguito la seconda correzione di rotta il 20 settembre, accendendo i motori per 20 secondi. Tutto procede secondo i piani.

Anche per Hope non c’è niente di rilevante da segnalare, tanto che il controllo missioni ha deciso di limitare le comunicazioni con la sonda fino a novembre, quando avverrà la prossima correzione di rotta.

Al 30 settembre Tianwen-1 e Hope si trovano a 41 milioni di km di distanza da Marte, mentre Perseverance è leggermente più lontano a 42,5 milioni di km.

In orbita

Ben 6 orbiter ancora attivi continuano a inviare dati del pianeta rosso a Terra.

Il più vecchio di essi è Mars Odyssey (NASA), con più di 20 anni di carriera dal lancio, che però è a rischio di taglio fondi dal 2021; questa incertezza mette un po’ di agitazione nel team di gestione della missione, anche perché la fine missione è un evento che va preparato con diversi mesi di anticipo, tempo che potrebbe mancare se non viene presa una decisione al più presto. La sonda è importante non solo per la continua osservazione del pianeta, l’unica al momento capace di osservare il pianeta all’infrarosso, ma anche per l’utilizzo che se ne fa come transponder dei mezzi di superficie, lander e rover.

Mars Reconnaissance Orbiter (NASA) è l’orbiter candidato a sostituire Odyssey come ponte radio per Curiosity, ma la sua affidabilità è minore; in passato è andato spesso in safe-mode per piccole avarie che poi si son risolte senza problemi. MRO, in orbita dal 2006, possiede il più preciso strumento ottico utilizzato su un corpo celeste diverso dalla Terra, HiRISE, un vero e proprio telescopio di mezzo metro di apertura che consente di individuare oggetti fino a 30 cm sulla superficie di Marte.

Il principale ponte radio di Perseverance, invece, sarà MAVEN (NASA), che ha già modificato l’orbita per ricoprire questo ruolo, sacrificando leggermente le attività scientifiche. MAVEN si occupa dell’analisi dell’atmosfera marziana dal 2014.

L’ultimo orbiter in grado di fare da transponder è Trace Gas Orbiter (ESA/Roscosmos); era stato predisposto con questa funzionalità per il lander Schiaparelli, che sfortunatamente sbagliò la manovra di atterraggio 4 anni fa. TGO cerca tracce di gas nell’atmosfera marziana. Grazie ai suoi strumenti sappiamo per certo che la fosfina, che ha suscitato scalpore su Venere, è totalmente assente su Marte, o per lo meno è presente con una concentrazione inferiore alle 2 parti per miliardo, che è il limite della sensibilità dello strumento ACS della sonda.

Una ricostruzione tridimensionale di Nereidum Mountain Range generata recentemente da immagini catturate dal 2015 da Mars Express. Credit: ESA/DLR/FU Berlin.

La sonda europea Mars Express (ESA) sorvola il pianeta dal 2003, in un’orbita con 86° di inclinazione in modo da poter osservare tutta la sua superficie con la sua telecamera stereo ad alta risoluzione HRSC. I dettagli sono di alta qualità e permettono di ricreare paesaggi come se si volasse con un aereo a bassa quota. Possiede anche un radar in grado di individuare alcuni tipi di sottosuolo; grazie a esso si stanno scoprendo laghi d’acqua liquida sotto i ghiacci del polo.

Il 24 settembre ha spento 6 candeline Mars Orbiter Mission (ISRO), ricorrenza calcolata dal giorno dell’inserimento in orbita. I risultati scientifici ottenuti dai dati forniti dalla sonda in questi anni sono davvero pochi se comparati con quelli delle colleghe in orbita, ma ISRO questo lo sapeva fin dall’inizio della missione, dopotutto era la prima missione interplanetaria dell’agenzia indiana e il budget era di almeno un ordine di grandezza inferiore alle altre missioni marziane.

Sulla superficie

Il rover Curiosity (NASA) della missione MSL ha con sé solo due preziose cartucce di TMAH (idrossido di tetrametilammonio) per poter effettuare analisi speciali di componenti organici. Solo due possibilità in tutta la durata della sua missione, e il momento andava scelto con accuratezza. Il primo di questi giorni speciali è stato l’11 settembre 2020, il sol 2882 per Curiosity, quando una di queste riserve di TMAH è stata usata per analizzare un campione estratto dal sito chiamato Mary Anning 3. I risultati non sono immediati, ci vorranno mesi per trarne le dovute conclusioni, ma questo giorno era atteso da 8 anni, da quando il rover è atterrato su Marte.

Sono solo due i manufatti attivi al momento sulla superficie, l’altro è InSight (NASA). Il piccolo lander è sempre intento a scavare nella superficie di Marte, che è riuscito a penetrare soltanto di pochi centimetri in due anni. Gli altri strumenti scientifici, invece, stanno svolgendo il loro compito come da programma, come la stazione meteo che riporta (quasi) tutti i giorni dati su temperatura, pressione e vento nell’Elysium Planitia. Il 2 settembre è iniziato l’inverno, che su Marte dura circa cinque mesi.

Nel sistema solare esterno

Juno (NASA) è passato il 16 settembre al suo 26º perigiovio, un altro incontro ravvicinato col pianeta Giove. La novità del mese però arriva da un report dell’OPAG (Outer Planets Assessment Group) che ha suggerito un’estensione della missione fino al 2025, inizialmente con termine fissato a luglio 2021, con sorvoli ravvicinati delle lune medicee. In caso di prolungamento, vedremo già un sorvolo ravvicinato di Ganimede, a mille chilometri di quota, già a metà 2021.

Eclissi di Sole su Giove causata da Io. Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill.

La sonda statunitense New Horizons (NASA) viaggia in solitaria a 48 au dalla Terra. C’è in corso una campagna di osservazione dal telescopio Subaru, nelle Hawaii, per cercare un nuovo corpo celeste oltre l’orbita di Nettuno da poter essere visitato da New Horizons. Fin’ora sono state effettuate 3 settimane di osservazione e per i primi di ottobre ne è pianificata un’altra, ma i risultati non si sapranno fino al 2021.

Molto più lontano, dopo 43 anni di missione ininterrotta, vagano al di fuori dell’eliosfera le due sonde (oramai) interstellari Voyager 1 e Voyager 2, rispettivamente a 150 e 125 au dal Sole. Con i loro 4 o 5 strumenti attivi continuano a inviare dati scientifici a Terra, ma con soli 20 W di potenza di trasmissione a 20 miliardi di chilometri di distanza, la velocità di trasmissione si attesta sui 159 bit al secondo. La stazione a Terra è capace di captare il flebile segnale quando la potenza si è ridotta a poco più di 10-25 W.

Riassunto missioni

Ci sono 33 missioni spaziali al di fuori dell’orbita terrestre, operate da 37 unità robotiche.

Istantanea delle posizioni delle sonde del sistema solare al 30 settembre 2020. Credit: Celestia/ISAA/Vespia.

Gli aggiornamenti per questo mese sono giunti al termine, continuate a seguirci e ci risentiamo il prossimo mese con gli aggiornamenti dal sistema solare!

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