Aggiornamenti dal sistema solare: gennaio 2021

Credit: NASA

Tre missioni stanno per giungere a destinazione: partite a luglio 2020 dalla Terra arriveranno su Marte tutte e tre a febbraio 2021, ma in giorni diversi. Parker Solar Probe ha effettuato un altro passaggio molto ravvicinato nei pressi del Sole, eguagliando il record precedente. Tutte le altre missioni procedono nella loro normale attività senza intoppi di riguardo.

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

In preparazione per il lancio

Dopo tanti anni e ritardi, finalmente il James Webb Space Telescope (NASA/ESA/CSA) è pronto. Verrà spedito a Kourou da dove verrà lanciato con un Ariane 5 il prossimo ottobre. Quest’anno vedremo l’avvio di altre due missioni con destinazione molto lontana dalla Terra. La prima è DART (NASA), destinata a Didymos, con l’ambizioso obiettivo di modificare la traiettoria di un asteroide; partirà a giugno con un Falcon 9. La seconda è Lucy (NASA), che studierà gli asteroidi Greci e Troiani di Giove; verrà lanciata a ottobre con un Atlas V.

Ma la vera protagonista dell’esplorazione del sistema solare nel 2021 sarà la Luna, con tante missioni in preparazione. La prima a partire sarà CAPSTONE (NASA) con un razzo Electron, che sarà anche il primo lancio oltre l’orbita terrestre di questo vettore. Vedremo atterrare tre lander sulla superficie lunare, se tutto andrà secondo i piani. Due di questi, finanziati dal CLPS della NASA, Commercial Lunar Payload Services, sono Peregrine Nova-C, che partiranno dalla Terra a ottobre a bordo rispettivamente di un Vulcan e di un Falcon 9. Il terzo è Luna 25, prima missione di un nuovo programma lunare che sancirà il ritorno della Russia sulla Luna.

Rimane qualche dubbio sul debutto del lanciatore SLS entro il 2021 con la missione Artemis 1, sempre verso la Luna; a gennaio è stato eseguito il test del vettore che avrebbe dovuto spianare la strada al lancio, ma c’è stata un’interruzione non prevista che non si sa ancora se comporterà un ritardo.

Esplorando la Luna

Nel cratere di Von Kármán un altro dì lunare è passato, e la notte mette momentaneamente a riposo i suoi abitanti robotici cinesi, il rover Yutu-2 e il lander della missione Chang’e 4 (CNSA), che compiono così 26 giorni lunari di attività, festeggiando i due anni dall’atterraggio, avvenuto il 3 gennaio 2019. In orbita veglia su di loro il ripetitore Queqiao, che funge da ponte radio per le comunicazioni con la Terra.

La Cina ha un’altra missione lunare formalmente operativa da 7 anni: Chang’e 3. Sebbene col rover si sia ormai perso contatto da anni, il lander ha un telescopio all’ultravioletto funzionante, l’ultimo strumento scientifico ancora a disposizione.

Novità per la comunità scientifica da Chandrayaan-2 (ISRO). L’orbiter lunare ha accumulato dati per un anno e mezzo e finalmente l’agenzia spaziale indiana ne ha pubblicato il parziale rilascio; purtroppo la quantità di dati è deludente e non ci sono indicazioni su quando verrà completato il database. Tra i vari strumenti a bordo è presente anche l’Orbiter High Resolution Camera (OHRC), che fornisce dettagli della superficie con una risoluzione di 30 cm, la più alta finora ottenuta dall’orbita lunare.

Animazione dei progressi di Yutu-2 sul panorama lunare. Credit: NASA/GSFC/Arizona State University.

Anche LRO (NASA) fornisce costantemente immagini della Luna, e la sua presenza pluriennale in orbita permette di evidenziare i leggerissimi cambiamenti della superficie. Queste osservazioni permettono di individuare particolari piccoli come il rover Yutu-2, di cui si può ricostruire il percorso semplicemente confrontando le foto con date diverse. La NASA ha in corso un’altra missione operativa per lo studio dei campi magnetici in prossimità della Luna con le due sonde THEMIS-ARTEMIS P1 e P2.

In equilibrio tra Sole e Terra

A un milione e mezzo di chilometri dalla Terra ci sono due posizioni ideali per lo stazionamento di satelliti artificiali chiamate L1, tra la Terra e il Sole, e L2, dalla parte diametralmente opposta alla Terra. I satelliti residenti in questi due punti lagrangiani mantengono costante la loro posizione relativa alla Terra e al Sole.

In prossimità di L1 si è soliti mandare sonde dedicate allo studio del Sole e della sua influenza sulla Terra, come ACE (NASA) e WIND (NASA), che da più di 20 anni studiano le particelle energetiche del vento solare.

Rivolto verso la Terra, DSCOVR (NASA/NOAA) ne osserva la parte illuminata. Le trasmissioni sono più regolari da quando qualche mese fa ha effettuato delle manovre per evitare le congiunzioni solari e nel mese di gennaio la pubblicazione di immagini della Terra non si è mai interrotta. La sonda, oltre a fotografare la faccia illuminata della Terra, fornisce anche importanti informazioni sul vento solare e altre particelle cosmiche. La missione ha superato positivamente una revisione recente per il finanziamento dei prossimi anni, visti i risultati scientifici in proporzione ai costi di mantenimento.

Ha da poco festeggiato i 25 anni di missione SoHO (NASA/ESA), traguardo che sarebbe stato impossibile da raggiungere senza la procedura di emergenza del 1998 che salvò la sonda dopo la perdita dei tre giroscopi. La sonda è stata assieme a Stereo A uno strumento fondamentale per l’individuazione di nuove comete, più della metà di quelle conosciute sono dovute alle osservazioni di queste due sonde e grazie al progetto di condivisione Sungrazer.

Dopo aver compiuto la sua missione primaria sulla Luna, Chang’e 5 (CNSA) è diretta al punto lagrangiano L1 per la sua missione estesa; dove dovrebbe arrivare a marzo. Al momento si trova a circa 1,4 milioni di chilometri dalla Terra. La sonda possiede ancora circa 100 kg di propellente.

Il superammasso fotografato da Spektr-RG. Credit: eRosita/Ghirardini.

Dal punto L2, tenendosi alle spalle e oscurando Sole e Terra, si può ammirare l’universo senza disturbi ottici e si possono effettuare osservazioni che altrimenti sarebbero impossibili dall’orbita bassa e dalla superficie terrestre. Qui Spektr-RG (Roskosmos/DLR) scansiona i punti più flebili e remoti dell’universo; grazie alle sue osservazioni ai raggi X è stato scoperto un superammasso di galassie nella costellazione dell’Idra a 4 miliardi di anni luce di distanza da noi. Si conoscono circa un centinaio di questi oggetti, ma la stima teorica sul numero totale nell’universo è di circa 10 milioni.

Sempre in L2, Gaia (ESA) osserva le stelle della nostra galassia. L’ultimo rilascio di dati è avvenuto a fine 2020 ed è a disposizione degli scienziati per carpire i segreti della Via Lattea. Dai dati ottenuti si è riusciti a individuare un piccolo gruppo di stelle il cui movimento all’interno della galassia segue un flusso coerente, segno evidente di cattura di materia da una galassia nana, Icarus in questo caso, che si avvicinò alla Via Lattea circa un miliardo di anni fa.

Nel sistema solare interno

Nuovo passaggio al perielio per Parker Solar Probe (NASA). La sonda è transitata a 13,5 milioni di chilometri dal Sole a una velocità di 466.600 km/h, valori pressoché uguali al passaggio precedente del 27 settembre. La sonda dedicata allo studio ravvicinato della nostra stella effettuerà il 20 febbraio un sorvolo di Venere per aggiustare la propria orbita e diminuire ulteriormente la distanza del perielio.

Al momento del passaggio al perielio di Parker Solar Probe, un’altra sonda, Solar Orbiter (SolO) (ESA), si trovava nella posizione diametralmente opposta. Questa è stata un’ottima occasione scientifica, non pianificata al momento del lancio delle due sonde, per osservare il Sole a 360° nello stesso momento, visto che entrambe le piccole navicelle hanno strumenti dedicati all’osservazione solare diretta.

Dopo esser tornata da Ryugu con dei campioni, la sonda Hayabusa 2 (JAXA) ha lasciato la Terra e si dirige verso 2001 CC₂₁ e 1998 KY₂₆. Il 5 gennaio ha iniziato la fase di crociera propulsa con l’accensione dei suoi motori a ioni.

Dopo aver recuperato campioni dall’asteroide Bennu, per OSIRIS-REx (NASA) si pianifica con cura la data di partenza per tornare a Terra. Programmata inizialmente per marzo 2021, si è deciso di posticiparla a maggio per seguire una traiettoria più economica in termini di carburante consumato. Questa attesa permetterà alla sonda di avere il tempo per sorvolare un’ulteriore volta il luogo di campionamento, per vedere i cambiamenti della superficie causati dal contatto al momento del prelievo di regolite. Inoltre si programma già una possibile estensione di missione: una delle nuove destinazioni possibili, dopo aver consegnato i campioni a Terra, potrebbe essere Apophis, un asteroide posizionato ai primi posti della scala Palermo, un indice che valuta possibilità e gravità di un impatto con la Terra.

In un’orbita simile a quella della Terra, STEREO A (NASA) osserva il Sole dal 2006, inizialmente in modalità stereo (appunto) con STEREO B, ma dal 2016, quando si sono persi i contatti con la seconda sonda, con un occhio solo. Al momento si trova a 56° di sfasamento rispetto alla posizione della Terra, distanza che si riduce col tempo.

Continua la sua missione in orbita attorno a Venere Akatsuki (JAXA), dedicata principalmente allo studio della sua atmosfera. BepiColombo (ESA/JAXA) si dirige senza fretta verso la sua destinazione, Mercurio, una missione doppia con le sonde MPO (ESA) e MMO (JAXA). Entrerà in orbita solo nel 2025.

La flotta marziana

In viaggio

Manca poco all’arrivo della corsa a tre per Marte, iniziata a luglio 2020. Il rover Perseverance (NASA), con a bordo il drone Ingenuity, sarà il primo a toccare la superficie il 18 febbraio, sebbene sia il più indietro di tutti. L’agenzia spaziale statunitense è molto impegnata nella divulgazione, e fornisce accurati dettagli sulla fase di atterraggio nella pagina dedicata alla missione.

Anche la sonda composta Tianwen-1 (CNSA) è molto vicina alla destinazione, l’inserimento in orbita è previsto per il 10 febbraio. Qualche mese dopo scenderà sulla superficie il rover, su cui è stato aperto un sondaggio per scegliere il nome finale.

In testa invece c’è Hope (UAESA), che sarà la prima ad arrivare su Marte il prossimo 9 febbraio. La sonda resterà esclusivamente in orbita poiché non possiede elementi atti a scendere in superficie.

In orbita

Attorno al pianeta rosso ci sono sei sonde operative, che studiano l’ambiente marziano e non solo. Mars Odyssey (NASA), ad esempio, oltre a mappare la superficie, si occupa di caratterizzare l’ambiente marziano in termini di radiazioni, partecipando così a un programma di investigazione globale, InterPlanetary Network (IPN), per l’individuazione di sorgenti intense di raggi X e gamma provenienti da angoli remoti dell’universo, utile per localizzare oggetti esotici come avvenuto di recente per le magnetar.

Il cratere Galle ripreso da MRO nel 2011 e nel 2020. Credit: NASA/JPL/UArizona.

Ma per la scienza è anche importante osservare per anni la superficie di Marte, che non è immutabile, e i cui cambiamenti ci raccontano qualcosa in più sulla geologia del pianeta. Si occupa di questo lavoro Mars Reconnaissance Orbiter (NASA), con il suo piccolo telescopio ad alta risoluzione HiRise, grazie al quale si è osservato il mese scorso come nel tempo i ghiacci nel cratere denominato familiarmente Happy Face Crater si formino in modo diverso.

L’ultima sonda NASA in orbita marziana è MAVEN, la cui importanza balzerà di livello dal mese prossimo, in quanto sarà il ripetitore principale del rover Perseverance.

Anche l’ESA ha le sue sonde robotiche marziane, Mars Express, in orbita dal 2003 e Trace Gas Orbiter, in collaborazione con Roskosmos, in orbita dal 2016. A completare la flotta menzioniamo il dimostratore tecnologico Mars Orbiter Mission (ISRO), attivo dal 2014.

Sulla superficie

Sono stati superati i 3000 sol e gli acciacchi dell’età iniziano a sentirsi per Curiosity (NASA). Il rover ha nelle ruote dei vistosi segni d’usura, indici di come sia ostile il territorio marziano. Il danno è qualcosa che va tenuto in considerazione per il proseguimento della missione, ma non costituisce un impedimento.

Primo piano di una delle 6 ruote di Curiosity, visibilmente danneggiata. Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS.

Ci sono due novità riguardanti il futuro di InSight (NASA), il lander con una stazione meteorologica annessa: la missione è stata estesa fino a dicembre 2022, ma non si proseguirà più con i tentativi per inserire lo strumento HP³ sotto la superficie marziana.

Nel sistema solare esterno

In orbita attorno a Giove, la sonda Juno (NASA) si sta avvicinando al termine della missione primaria, fissato a luglio 2021. Come per InSight, la sua missione è stata finanziata ulteriormente ed estesa fino a settembre 2025. Durante l’estensione di missione la sonda sorvolerà alcune delle lune medicee da vicino. In passato è stato effettuato un sorvolo distante di Ganimede, a circa 100.000 km di distanza, che comunque ha permesso l’osservazione della superficie con una risoluzione di 23 km per pixel, sufficiente per stimare la distribuzione dei ghiacci nell’emisfero settentrionale. Nel frattempo sono arrivati i dati del sorvolo ravvicinato di Giove del 16 settembre 2020, che hanno permesso di evidenziare, tra le altre cose, una zona estremamente calda, che appare molto scura nell’osservazione nello spettro del visibile.

La macchia calda di Giove. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA M.H. Wong (UC Berkeley) e NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/ Brian Swift © CC BY / Tom Momary © CC BY.

Gennaio è il mese della scoperta di Plutone, ben 91 anni fa, e anche il mese del lancio di New Horizons (NASA), nel 2006, la prima sonda destinata a visitare l’ultimo pianeta del sistema solare scoperto, successivamente riclassificato come pianeta nano. Dopo 15 anni di volo, superata ormai la missione primaria, la sonda sta osservando lo spazio circostante, a 50 unità astronomiche di distanza dalla Terra. Il mese scorso ha effettuato l’osservazione di cinque oggetti della fascia di Kuiper e in questo momento è in corso il download dei dati.

Infine, oltre il confine del sistema solare viaggiano le storiche sonde Voyager 1 e Voyager 2; si trovano attualmente a 152 e 126 unità astronomiche dal Sole, più lontano dei corpi celesti del sistema solare osservabili con un telescopio. Hanno ancora degli strumenti scientifici funzionanti, da più di 43 anni, che permettono di rilevare le particelle cosmiche e fornire informazioni sul mezzo interstellare.

Riassunto missioni

Ci sono 34 missioni spaziali al di fuori dell’orbita terrestre, operate da 38 unità robotiche.

Posizione approssimata delle sonde del sistema solare al 31 gennaio 2021. 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.