Aggiornamenti dal sistema solare: novembre 2020

Credit: NASA

La protagonista indiscussa del mese di novembre è la missione Chang’e 5, lanciata verso la Luna con l’obiettivo di riportare campioni di superficie a Terra per la prima volta da più di 40 anni. Mentre tutte le missioni in corso procedono senza intoppi, prende forma ARIEL, il cacciatore di esopianeti programmato per la fine del decennio la cui costruzione è stata appena finanziata.

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

In preparazione per il lancio

Nel resto del 2020 non vedremo altri lanci oltre l’orbita terrestre, ma il 2021 si prevede molto intenso, soprattutto per quanto riguarda la Luna. L’ondata di missioni lunari inizia d’estate, con il satellite CAPSTONE (NASA) a bordo di un razzo Electron di RocketLab che testerà l’orbita NRHO, Near-Rectilinear Halo Orbit, su cui nei prossimi anni risiederà poi il Gateway Lunare. Ci saranno due missioni sulla superficie del CLPS (NASA), Commercial Lunar Payload Services, con il rover Peregrine di Astrobotic Technology lanciato da un Vulcan di ULA e il rover Nova-C di Intuitive Machines lanciato da un Falcon 9 di SpaceX. La Russia riprenderà le attività lunari dopo l’ultima missione risalente alla corsa allo spazio dell’era della guerra fredda; il lander Luna 25 verrà lanciato dal Cosmodromo di Bajkonur con un vettore Sojuz e atterrerà nei pressi del polo sud lunare.

Assemblaggio dei booster di SLS al KSC. Credits: NASA/Kim Shiflett.

Probabilmente vedremo pure il debutto del lanciatore Space Launch System, più volte rimandato nel corso degli anni, con la missione Artemis 1 (NASA), che condurrà la capsula Orion verso Luna assieme ad altre 13 piccole sonde indipendenti di tipo CubeSat, 6 delle quali andranno in orbita lunare mentre 7 lasceranno il sistema Terra-Luna per missioni nello spazio profondo in orbita eliocentrica. Al Kennedy Space Center è iniziato l’assemblaggio dei booster del razzo, che non possono rimanere montati per più di un anno, quindi la partenza avverrà presumibilmente entro novembre 2021.

Potrebbero esserci anche altre missioni verso la Luna, come ad esempio Chandrayaan-3 (ISRO), ma la pandemia di quest’anno ha messo in dubbio molte date di lancio, che potrebbero slittare al 2022 e oltre. La Luna non sarà comunque la destinazione esclusiva del 2021 poiché sono in preparazione altre 3 missioni importantissime per destinazioni più lontane. Quella che ha ricevuto l’investimento maggiore è sicuramente il James Webb Space Telescope (NASA/ESA/CSA), che sarà il più grande telescopio spaziale di sempre e andrà a svolgere la sua missione lontano dalla Terra, a circa 1,5 milioni di km di distanza. Le altre due invece, partiranno alla volta di asteroidi: Lucy (NASA) ne sorvolerà probabilmente sei coorbitanti con Giove e DART (NASA) incontrerà un asteroide binario.

Esplorando la Luna

Ci sono ben 3 missioni cinesi in corso in questo momento sulla Luna, con 3 lander, 2 orbiter e 1 rover, tutte appartenenti allo stesso programma di esplorazione lunare CLEP, conosciuto anche come Chang’e. La più duratura è Chang’e 3, del 2013, con attivo solo il lander, all’interno del quale funziona ormai un unico strumento scientifico, un telescopio a ultravioletti.

Dal 2018 procede invece senza problemi Chang’e 4, la prima missione sulla faccia nascosta della Luna, con un lander, il rover Yutu-2 e il ripetitore radio in orbita Queqiao. Il lander e il rover sulla superficie hanno concluso il 24º giorno lunare di operazioni e si preparano ad affrontare in modalità di riposo la lunga e fredda notte lunare della durata di 14 giorni terrestri. Yutu-2 ha percorso in totale circa 590 metri dall’inizio della missione.

Il lander di Chang’e 5 si separa per iniziare la discesa.

Ma i riflettori sono puntati tutti su Chang’e 5, una nuova missione lampo che in meno di un mese riporterà campioni lunari a Terra. La sonda è partita il 23 novembre e il 28 è arrivata in orbita lunare, da dove sta preparando la discesa sulla superficie. Nei prossimi giorni il modulo di risalita ritornerà in orbita, consegnerà i campioni prelevati all’orbiter che li riporterà a Terra a metà dicembre.

L’orbiter Chandrayaan-2 (ISRO) sta acquisendo immagini della Luna da più di un anno. La comunità scientifica è in attesa del rilascio pubblico dei dati, che doveva arrivare a ottobre 2020 ma che ancora non è avvenuto.

Arrivano buone notizie anche da LRO (NASA). L’acqua sulla Luna è un tema importante per il futuro delle esplorazioni, e le osservazioni della sonda hanno permesso di migliorare la stima sulla presenza di ghiaccio, identificando aree più vaste nei pressi del polo sud lunare dove poter trovare il prezioso composto. La NASA ha altre due sonde attive in orbita attorno alla Luna, P1 e P2 del programma THEMIS-ARTEMIS, che studiano il campo magnetico in prossimità del nostro satellite naturale.

In equilibrio tra Sole e Terra

Attorno al primo punto lagrangiano del sistema Sole-Terra, L1, a un milione e mezzo di chilometri dal nostro pianeta, orbitano 4 sonde dedicate allo studio della nostra stella e dei suoi effetti sulla Terra.

Le immagini del Sole fornite da SoHO (NASA/ESA) non sono solo materiale per addetti ai lavori. Parecchi volontari esaminano quotidianamente foto e video rilasciate sperando di trovare un nuovo corpo celeste. SoHO e Stereo A fanno parte infatti del progetto Sungrazer, dove chiunque può identificare e segnalare una probabile nuova cometa: è facile anche per un bambino delle medie. La NASA sarà poi ben felice di convalidare la scoperta dopo le proprie verifiche; la sonda ha già permesso la scoperta di più di 4.000 comete durante il suo periodo di attività.

Il meteo non è solo previsioni di pioggia. Nel 2020 siamo in grado di prevedere anche le tempeste geomagnetiche, grazie a diverse sonde che studiano il vento solare prima dell’impatto con la Terra, come ad esempio ACE (NASA) e DSCOVR (NASA/NOAA). Quest’ultima fornisce anche immagini orarie della faccia della Terra illuminata.

Impegnata da 26 anni a studiare il vento solare, WIND (NASA) è la più vecchia sonda operativa alimentata a pannelli fotovoltaici fuori dall’orbita terrestre. Ad aprile si è resa involontariamente partecipe della prima osservazione di un lampo radio veloce (FBR) proveniente dalla nostra galassia. I suoi strumenti sono stati in grado però di misurare solo l’emissione a raggi X concomitante con il FBR.

Dal punto lagrangiano opposto, L2, tenendosi alle spalle Sole, Luna e Terra, è possibile fare osservazioni della galassia e dell’universo ad angolo ampio e con pochi disturbi. Ed è proprio da qui che Spektr-RG (Roskosmos/DLR) osserva e censisce gli oggetti dell’universo da un anno esatto, contribuendo con le sue osservazioni alla scoperta di 10 galassie prima sconosciute.

In questa zona di quiete c’è anche Gaia (ESA) che osserva invece le stelle della Via Lattea. Queste due sonde hanno sì un punto d’osservazione privilegiato, ma non è pensabile per loro portare con sé nello spazio profondo tutti gli strumenti necessari; per questo alcune misurazioni vengono effettuate dai telescopi a Terra con periodiche campagne di osservazione per completare i dati acquisiti dalle sonde.

Nel sistema solare interno

Dopo l’incontro del mese scorso tra Akatsuki (JAXA) e BepiColombo (ESA/JAXA) nei pressi di Venere, per le due sonde è tempo di ritornare all’ordinaria amministrazione. La prima è in orbita attorno al pianeta da 5 anni, la seconda è in viaggio verso Mercurio. I rispettivi team scientifici sono impegnati ad analizzare la mole di dati acquisita a ottobre.

La sonda che detiene il record di vicinanza al Sole è Parker Solar Probe (NASA), record raggiunto il 27 settembre con 14,2 milioni di chilometri, battendo il suo stesso precedente record del 7 giugno con 18,6 milioni di chilometri. I dati scientifici relativi al passaggio di giugno sono stati ricevuti completamente e resi disponibili solo ora a novembre, mentre per i dati di settembre bisognerà aspettare fino a febbraio 2021.

Solar Orbiter (SolO) (ESA) e STEREO A (NASA) sono due sonde designate all’osservazione del Sole; la prima deve ancora iniziare la fase principale della sua missione, la seconda l’ha già terminata da tanto, ma continua la sua missione estesa. A metà mese si sono occultate reciprocamente, nel senso che si sono trovate in congiunzione con il Sole per circa 7 giorni e hanno avuto la possibilità di osservare contemporaneamente i due emisferi opposti della superficie solare, un evento abbastanza raro.

Hayabusa 2 (JAXA) completerà la sua missione principale tra qualche settimana, quando lascerà cadere in atmosfera terrestre i preziosi campioni di suolo prelevati dall’asteroide Ryugu. Il 12 novembre ha effettuato la seconda manovra correttiva, TCM-2, per aggiustare la traiettoria verso la Terra.

Dopo il grande successo di OSIRIS-REx (NASA) del mese scorso sull’asteroide Bennu, la sonda sta facendo i bagagli per tornare a casa. I campioni raccolti sono stati messi al sicuro e ora bisogna solo aspettare la configurazione orbitale giusta di Bennu e della Terra per poter ripartire. La finestra di lancio per immettersi sulla traiettoria verso la Terra inizierà solo a marzo del 2021 e l’arrivo a Terra è previsto per settembre 2023.

La flotta marziana

In viaggio

Non si rileva nessun problema per le 3 nuove sonde lanciate a luglio e dirette verso il pianeta rosso. Alla NASA si effettuano ancora sessioni di test per verificare che tutto sia predisposto per un atterraggio da manuale da parte di Perseverance (NASA). A bordo viaggia anche Ingenuity, il piccolo drone che spiccherà il volo per la prima volta nella tenue atmosfera marziana. La data di atterraggio è fissata per il 18 febbraio 2021. La missione è parte di un programma più ampio di recupero di campioni di suolo marziano (MSR), che recentemente ha avuto l’approvazione di fattibilità da parte di un team di revisione indipendente.

I test che ha affrontato Perseverance in 4 anni per prepararsi al meglio all’atterraggio.

Ancora non si sa con precisione la data di arrivo di Tianwen-1 (CNSA), la prima missione cinese verso Marte. A metà mese la sonda ha effettuato un controllo dei sottosistemi, ed è tutto perfettamente funzionante.

Hope (UAESA) ha effettuato la terza manovra correttiva e ne è stata definita la data di arrivo in orbita sul pianeta Marte: sarà il 9 febbraio 2021. Durante il viaggio sta esaminando la composizione del mezzo interplanetario similmente a quanto fa BepiColombo nel suo viaggio verso Mercurio; i dati verranno confrontati per capire come varia la distribuzione delle particelle all’interno del sistema solare.

In orbita

Dagli anni 2000 Mars Odyssey (NASA) e Mars Reconnaissance Orbiter (NASA) esaminano continuamente la superficie di Marte dall’orbita con differenti strumenti: la prima si concentra più sull’infrarosso, la seconda più sul visibile. I loro rilevamenti hanno permesso tante scoperte nel corso degli anni. La più recente è stata fatta grazie all’elaborazione combinata dei dati delle due sonde che ha permesso di scoprire nelle Cerberus Fossae dell’Elysium Planitia la più giovane delle formazioni geologiche del pianeta, con solo 50-200.000 anni di età. La scoperta è importante perché potrebbe nascondere un vulcano ancora attivo quando ormai il consenso scientifico dava per certo che Marte fosse geologicamente stabile.

MAVEN (NASA) è la sonda dedicata allo studio dell’atmosfera. Dalle sue rilevazioni degli ultimi 8 anni si è analizzata in dettaglio la fuga atmosferica di alcune particelle, atomi dell’alta atmosfera che riescono ad abbandonare il pianeta. In particolare recentemente si è scoperto che durante le tempeste di sabbia globali in 45 giorni il pianeta perde tanto ossigeno e idrogeno quanto ne perderebbe normalmente in un anno marziano (687 giorni).

Indizi per la scoperta di MAVEN erano già arrivati da Trace Gas Orbiter (ESA/Roskosmos), la sonda della prima parte del programma ExoMars, che aveva notato una maggiore abbondanza di acqua in atmosfera durante la tempesta del 2018. TGO sarà dal 2022 il principale ponte radio per Rosalind Franklin, il rover di ExoMars, i cui test del paracadute stanno facendo progressi sulla Terra.

Andando a scavare in fondo agli archivi, in realtà pure Mars Express (ESA) aveva notato qualcosa di strano nell’atmosfera marziana. L’orbiter, specializzato in immagini ad alta risoluzione, possiede infatti uno spettrometro all’ultravioletto che già nel 2007 aveva notato un’insolita alta presenza di idrogeno nell’atmosfera.

Una delle tante belle immagini fornite da Mars Express, scelta da NASA come Astronomy Picture of the Day dell’8 novembre. CreditG. Neukum (FU Berlin) et al., Mars ExpressDLRESA.

Infine ricordiamo che in orbita c’è anche una sonda che porta la bandiera indiana, Mars Orbiter Mission (ISRO). Il 5 novembre ha compiuto 7 anni esatti dal lancio. È stata una grande opera ingegneristica per la nazione asiatica, da cui può trarre orgoglio in quest’anno davvero duro. Il 5 novembre l’agenzia indiana ha rilasciato pubblicamente altri due anni di dati scientifici acquisiti dalla sonda.

Sulla superficie

Unico rover attivo su un altro pianeta, Curiosity (NASA), effettua ogni mese decine di esperimenti scientifici e ci fornisce migliaia di immagini. Ogni tanto non perde l’occasione di farsi un bel selfie, non tanto per incantare i suoi follower (in effetti lo sfondo è mozzafiato) quanto per permettere di controllare lo stato generale di salute del rover.

Il lander InSight (NASA), atterrato esattamente due anni fa (26 novembre 2018) nell’Elysium Planitia, porta con sé varie attrezzature scientifiche, la più famosa delle quali è HP3 che è in attesa del completamento di uno scavo nel suolo marziano. Ma già in servizio c’è il sismografo che ha percepito centinaia di microterremoti, i più forti dei quali provenienti proprio dalle Cerberus Fossae, sotto osservazione di recente dagli orbiter a causa di un sospetto vulcano nascosto.

Nel sistema solare esterno

L’8 novembre Juno (NASA) è passato per la trentesima volta al periapside della sua orbita attorno a Giove, pienamente immerso nel fortissimo campo magnetico del pianeta. Sono previsti in totale 35 di questi passaggi nel corso della sua missione principale, che terminerà il 30 luglio 2021. Questi passaggi sono molto importanti per l’osservazione ravvicinata della complessa atmosfera gioviana; di recente sono stati scoperti getti blu simili a quelli che si verificano nell’alta atmosfera terrestre.

L’orbita molto allungata di Juno con frequenti tuffi nell’intenso campo magnetico. Credit:NASA.

Molto più lontano viaggia New Horizons (NASA) dopo aver concluso la missione principale con il sorvolo di Plutone. Non ha ancora raggiunto lo spazio interstellare, ma è già in grado di fare misure indirette sulla sua composizione. Un recente studio basato sulle rilevazioni della sonda ha permesso di correggere la stima della densità dell’idrogeno nello spazio interstellare di un 40% in più del valore precedente.

Molto molto più lontano, leggermente al di fuori del nostro sistema solare, Voyager 1 e Voyager 2 proseguono la loro pluridecennale missione con la poca potenza che gli è ancora rimasta. È molto difficile comunicare da Terra a una tale distanza; in particolare Voyager 2 ancora non può essere contattata in quanto l’unica antenna così grande da riuscire a inviarle un messaggio è in riparazione, ma un test avvenuto con successo a novembre ci lascia ben sperare che presto la situazione nominale verrà ripristinata.

Riassunto missioni

Ci sono 34 missioni spaziali al di fuori dell’orbita terrestre, operate da 39 unità robotiche.

Posizione approssimata delle sonde del sistema solare al 30 novembre 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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Gianmarco Vespia

La scienza è importante. Ne ho fatto parte tanti anni fa, ma ho dovuto abbandonare la carriera. In Italia manca il supporto agli scienziati, in molti modi: sostegno, fiducia, credibilità, rispetto e finanziamenti. ISAA mi ha dato la possibilità di diventare divulgatore e di raggiungere un pubblico interessato e appassionato in questo piccolo settore che è l'astronautica. La scienza si muove troppo in silenzio, occorre pazienza e attenzione per capirla e apprezzarla, per spiegarla alle nuove generazioni, appassionarle e permettergli di costruire un futuro migliore per sé e per il mondo intero.