Aggiornamenti dal sistema solare: maggio 2021

Credit: NASA

È stato Marte il protagonista del mese di maggio, con la Luna che si è letteralmente eclissata. Sul pianeta rosso si sono aggiunti un lander, un rover e un drone agli altri tre robot di superficie e otto orbiter operativi.

Continuano le pianificazioni di missioni future verso la Luna, con Russia e Cina che aprono il loro progetto per una base lunare a tutta la comunità internazionale, le missioni del CLPS della NASA, Commercial Lunar Payload Services, che raffinano molti dettagli di missione, annunciando nuove partnership o inevitabili ritardi, e il programma Artemis che allarga i suoi orizzonti geopolitici.

Sul fronte europeo c’è un’importante notizia da segnalare: Samantha Cristoforetti tornerà sulla ISS nel 2022 e assumerà il ruolo di comandante.

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

In preparazione per il lancio

Quest’estate è previsto un solo lancio al di fuori dell’orbita terrestre, si tratta della missione CAPSTONE (NASA), che seguirà una lunga traiettoria balistica ed energeticamente conveniente per arrivare in un’orbita NRHO, Near-Rectilinear Halo Orbit, in prossimità della Luna. Il lanciatore designato, Electron di Rocket Lab, ha inaspettatamente fallito una missione durante il mese di maggio, con la mancata accensione del secondo stadio dopo la separazione, ma questo non dovrebbe compromettere il lancio previsto a luglio.

In autunno il calendario si svuota un po’, con il lancio della missione Nova-C, di Intuitive Machines che slitta al 2022 e verrà lanciata a bordo di un Falcon 9 di SpaceX. La missione ha subito un ritardo a causa della pandemia COVID-19, che ha rallentato attività che non potevano essere eseguite da remoto, come la lavorazione di alcuni materiali compositi. Nova-C fa parte del nuovo programma NASA CLPS, Commercial Lunar Payload Services, per la consegna di carichi sulla superficie lunare a costo fisso. Nello stesso programma e pianificata per quest’anno c’è la missione Peregrine (NASA) di Astrobotic: anch’essa ha subito un ritardo e partirà non prima del 15 dicembre anziché a ottobre. Verrà lanciata con un Vulcan di ULA, sarà il lancio inaugurale di questo razzo, ma ancora ci sono problemi con la fornitura dei motori, causa principale del ritardo.

Rischi di ritardi arrivano anche per un’altra missione in preparazione, che ne ha già accumulato più di dieci anni: James Webb Space Telescope (NASA). Il telescopio è programmato per essere lanciato con un Ariane 5 a ottobre, ma il razzo è in standby da parecchi mesi e ha una coda accumulata di altri due lanci da effettuare prima di Webb. Sono stati riscontrati dei problemi di vibrazioni eccessivi nell’ogiva che protegge il carico proprio quando questa viene espulsa, anche se al momento la data di lancio rimane fissata al 31 ottobre.

Nessuna nuova, buona nuova, almeno per quanto riguarda altre due missioni NASA,  Lucy e DART, in programma per essere lanciate non prima di ottobre-novembre di quest’anno. Lucy visiterà degli asteroidi coorbitanti con Giove mentre DART punterà all’asteroide binario Didymos.

Passi da eseguire al VAB per assemblare interamente il razzo SLS. Credit: NASA

Prosegue senza intoppi l’assemblaggio del lanciatore SLS, il cui primo stadio è già arrivato al Kennedy Space Center, da dove partirà. Il lancio della missione Artemis 1 è previsto per novembre di quest’anno, andrà alla volta della Luna portando con sé la capsula Orion e 13 CubeSat indipendenti, ognuno dei quali svolgerà la propria missione in prossimità della Luna o in orbita eliocentrica.

Non ci sono grandi notizie tecniche nemmeno per quanto riguarda la nuova missione lunare russa Luna 25 prevista per ottobre, che è stata inserita come missione del programma di esplorazione lunare congiunto tra Russia e Cina, il quale ha come obiettivo a lungo termine la costruzione di una base permanente sulla superficie lunare nel prossimo decennio.

Esplorando la Luna

La Luna passa in secondo piano questo mese, passando in ombra dietro la Terra il 26 maggio, uno spettacolo visibile però solo dal Pacifico e da alcune delle sue coste. Le attività in superficie hanno rallentato per permettere all’agenzia spaziale cinese di concentrarsi sugli eventi di Marte. Così continua passivamente la missione Chang’e 4 (CNSA) con il rover Yutu-2 e il lander ancora attivi sulla superficie nella faccia nascosta della Luna e il ripetitore Queqiao in orbita a fare da ponte radio. Il rover ha completato il suo 30º giorno di attività senza muoversi, per lasciare tutte le risorse del centro di controllo a Terra a dedicarsi al rover marziano Zhurong. Anche la missione precedente, Chang’e 3 (CNSA), ha ancora un lander operativo, e nonostante non arrivino notizie ufficiali sulle sue attività, un radioamatore è riuscito a captare che sta comunque comunicando con la Terra.

Proseguono regolarmente le altre tre missioni in orbita attorno alla Luna, senza riportare notizie degne di nota. Si tratta di Chandrayaan-2 (ISRO), un orbiter del 2019 ancora nella sua missione principale, di LRO (NASA), presente dal 2009 con già svariate estensioni di missione, e di THEMIS-ARTEMIS (NASA) P1 e P2, due sonde inizialmente incaricate di studiare la magnetosfera terrestre che sono state poi riposizionate nel 2008 in orbita lunare.

In equilibrio tra Sole e Terra

C’è una zona tra la Terra e il Sole, a circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, vicino a quello che è tecnicamente chiamato punto lagrangiano L₁, che fornisce un ottimo punto di osservazione per studiare da lontano la nostra stella e suoi effetti sul nostro pianeta e costituisce una regione di stabilità orbitale per le sonde presenti. Al momento sono cinque quelle attive e sono molto importanti in questo periodo di aumento dell’attività solare.

SoHO (NASA/ESA) è una di queste e riesce a osservare le tempeste solari sul nascere, puntando i suoi strumenti direttamente alla corona solare è possibile osservare le espulsioni di massa coronaria di una certa dimensione e come esse si espandono in prossimità del Sole.

Animazione ottenuta dal portale di Soho con le immagini catturate dalla sonda nel quarto weekend di maggio. Credit: SOHO/LASCO/C3/ISAA

Altre sonde misurano le particelle che si avvicinano in direzione della Terra, come ACE (NASA), WIND (NASA) e DSCOVR (NASA/NOAA). Le prime due sono attive dal 1997 e 1994 rispettivamente e sono le colonne portanti scientifiche dell’osservazione del vento solare; l’ultima è più giovane (2015) ed è stata commissionata dal National Oceanic and Atmospheric Administration per monitorare il meteo spaziale in tempo reale e fornire immagini della faccia illuminata della Terra a cadenza oraria.

L’ultima arrivata Chang’e 5 (CNSA) non ha strumenti adatti per la misurazione in loco, in quanto si trova nella estensione di missione per raccogliere campioni lunari; è comunque in grado di fornire immagini di Sole, Luna e Terra, ma con una risoluzione non sufficiente per fare ricerca scientifica.

In L₂, il punto lagrangiano opposto rispetto alla Terra, Spektr-RG (Roskosmos/DLR) osserva l’universo ai raggi X, che spesso appare molto diverso da come lo vediamo nel visibile. Un particolare degno di nota è stata l’improvvisa emissione quasi-periodica di intensi getti di raggi X di due buchi neri che fino a poco tempo fa erano praticamente inattivi. Questi fenomeni sono rari, o almeno finora poco osservati, e le cause sono ignote; un’ipotesi possibile è che un piccolo oggetto delle dimensioni di una stella orbiti molto vicino attorno al buco nero.

L’altra sonda attiva in L₂ è Gaia (ESA), che osserva le stelle della Via Lattea per fare un censimento. La missione si trova già in fase di estensione e dovrebbe fornire il terzo rilascio completo di dati (DR3) entro un anno.

Nel sistema solare interno

Tempo di analisi e correzioni per Parker Solar Probe (NASA), l’artefatto umano che detiene il record di vicinanza e velocità rispetto al Sole, e che usa ripetutamente l’assistenza gravitazionale di Venere per avvicinarsi sempre più. Intanto è bene notare che il sorvolo di Venere dell’11 luglio dell’anno scorso ha effettivamente attraversato la ionosfera del pianeta, di fatto facendo la prima analisi in-situ della sua atmosfera dopo 30 anni. E poi è stato analizzato in dettaglio l’ultimo sorvolo, quello effettuato il 20 febbraio 2021; c’è stata una piccola discrepanza tra la velocità di uscita misurata e quella prevista, che verrà corretta con una serie di manovre, ma si tratta veramente di scostamenti minimi. La prima manovra correttiva è stata effettuata il 15 maggio e ha modificato la velocità della sonda di soli 3,3 km/h.

Transito di PSP nell’atmosfera venusiana.

L’osservatorio solare Solar Orbiter (SolO) (ESA) aveva ripreso a febbraio la sua prima espulsione di massa coronaria (CME) del Sole, che è in fase di attività crescente. In quel periodo si trovava proprio alle spalle del Sole, il che rendeva molto difficoltose le comunicazioni. I dati di questa osservazione sono arrivati soltanto durante il mese di maggio.

La stessa eruzione solare di febbraio è stata anche catturata da STEREO A (NASA), che viaggia in un’orbita simile a quella terrestre, ma sfasata di circa 51°. La sua posizione angolata ha permesso di ottenere una visuale più ampia di osservazione. La sonda, che è già alla sua estensione di missione, era accompagnata in origine da una gemella posta in una posizione angolare opposta rispetto alla Terra, Stereo B, che attualmente si troverebbe a 46° di sfasamento rispetto al nostro pianeta, ma le comunicazioni si sono interrotte ormai da molti anni.

Dopo circa tre anni di permanenza in orbita attorno a Bennu, OSIRIS-REx (NASA) ha acceso i motori per tornare a casa. Porterà a Terra dei campioni che ha prelevato dal suolo; il viaggio è ancora molto lungo, l’arrivo è previsto per settembre 2023. Sta percorrendo il suo lungo viaggio anche BepiColombo (ESA/JAXA), un cargo interplanetario con due sonde MPO (ESA) e MMO (JAXA), destinate entrambe al più piccolo pianeta del sistema solare, Mercurio, che incontreranno per la prima volta a ottobre di quest’anno, ma si assesteranno nella sua orbita solo a fine 2025.

Akatsuki (JAXA) festeggia gli 11 anni di attività nello spazio: a maggio 2010 ha lasciato la Terra per arrivare su Venere a dicembre dello stesso anno, mancando l’inserimento in orbita e tornandoci con successo dopo 5 anni di manovra correttiva.

Hayabusa 2 (JAXA) ha terminato la sua missione principale a dicembre dell’anno scorso, riportando a Terra campioni di suolo di Ryugu che stanno venendo esaminati. Il suo vagare nello spazio non è però terminato e ora si dirige verso altri due piccoli asteroidi, 2001 CC₂₁ e 1998 KY₂₆.

La flotta marziana

In orbita

Senza dubbio l’orbiter marziano più peregrino in questo mese è stato Tianwen-1 (CNSA). Ha dovuto cambiare spesso orbita per esigenze di missione, e soprattutto per accompagnare il rover Zhurong in una traiettoria di ingresso in atmosfera marziana, salvo poi riguadagnare quota per rimanere in orbita. Al momento l’orbiter si è posizionato in un’orbita con periodo pari a un terzo di sol marziano, circa otto ore, per riuscire a comunicare con il rover due volte al giorno.

L’altro orbiter arrivato quest’anno è Hope (UAESA) o Al-Amal per usare il nome arabo originario. La missione è puramente scientifica e a ottobre verranno rilasciati tutti i dati acquisiti. La sonda svolge indagini complementari alle altre già presenti in orbita, si trova a una quota maggiore di tutte le altre e da quella posizione può effettuare osservazioni uniche, soprattutto per quanto riguarda lo studio della fuga atmosferica.

Un’altra sonda dedicata allo studio dell’atmosfera è MAVEN (NASA), in orbita dal 2014. Uno studio recente sui suoi dati trasmessi a Terra sembra preludere un microsbuffo di un vulcano ancora attivo e quindi lascia sospettare che Marte dopotutto non sia geologicamente morto.

Occhi puntati sulla superficie per Mars Reconnaissance Orbiter (NASA), che da 15 anni ne scruta ogni dettaglio con una risoluzione di 30 centimetri per pixel. L’apparato fotografico HiRISE a bordo è il più grande telescopio rifrattore nello spazio profondo, dalle sue immagini è possibile addirittura riconoscere Curiosity in marcia verso la sua prossima destinazione. La sonda marziana più vecchia ancora in esercizio è Mars Odyssey (NASA) con ormai più di 20 anni dal lancio.

Le tre sonde MAVEN, MRO e Odyssey fanno parte del Mars Relay Network, un ponte radio importantissimo per consentire ai mezzi di superficie di comunicare con la Terra con una velocità di trasmissione tale da permettere anche l’invio di foto e piccoli video. Al trio si aggiunge Trace Gas Orbiter (ESA/Roskosmos) che, oltre alla sua missione scientifica, sarebbe dovuto anche essere il ripetitore principale di Schiaparelli, distrutto durante l’atterraggio, e Rosalind Franklin, in ritardo ormai di 4 anni rispetto alla partenza prevista. In caso di emergenza viene aggiunta anche Mars Express (ESA) al quartetto dei ripetitori, ad esempio durante l’atterraggio di Perseverance.

Completa la flotta di orbiter attivi Mars Orbiter Mission (ISRO), un dimostratore tecnologico da sette anni in orbita marziana.

Sulla superficie

Ci sono tante novità su Marte, la cui superficie è sempre più popolata. Intanto bisogna menzionare che Ingenuity (NASA) ha completato la sua missione primaria con successo, dimostrando che il volo controllato su Marte è possibile. Da ora in poi il piccolo drone avrà un ruolo operativo di supporto a Perseverance (NASA). Il rover, che finora ha supportato la missione di Ingenuity, può dedicarsi completamente alla sua missione primaria e iniziare a fare scienza.

Curiosity (NASA) è da tanti anni invece che fa scienza sulla superficie e le sue indagini sono state proficue e continue nel tempo, soprattutto per quanto riguarda il ritrovamento di composti organici che rivelano la composizione passata del suolo di Marte.

Il nuovo inquilino del quarto pianeta è Zhurong (CNSA). È arrivato il 15 maggio, dopo aver trascorso qualche mese parcheggiato in orbita, annoverando la Cina tra le nazioni in grado di effettuare un atterraggio morbido su un altro pianeta, dopo Russia e Stati Uniti.

Infine il lander InSight (NASA), atterrato nel 2018 e al suo secondo anno marziano di attività, continua a produrre risultati scientifici, fornendo dati meteo giornalieri e misurando terremoti di lievissima intensità. Le sue misure hanno permesso di confermare l’ipotesi di vulcanismo ancora attivo.

Nel sistema solare esterno

Molto più lontano di tutte le sonde precedenti, Juno (NASA) è da cinque anni in orbita attorno a Giove e si prepara a un grande evento per la prossima settimana. Il 7 giugno infatti dovrebbe avvenire il sorvolo ravvicinato di Ganimede a poco più di 1.000 km di distanza dalla superficie. Era dai tempi della sonda Galileo, alla fine degli anni 1990, che un satellite naturale di Giove non veniva visitato così da vicino.

Ancora oltre, a più di 50 unità astronomiche dal Sole, 7,5 miliardi di km, New Horizons (NASA) non ha ancora un nuovo obiettivo, sebbene si svolga da parecchi mesi ormai una campagna osservativa per trovare un nuovo corpo celeste della fascia di Kuiper (KBO) prossimo alla sua traiettoria. Il telescopio Subaru nelle Hawaii, quello più coinvolto in questa campagna, ha però trovato alcuni KBO che sarebbero osservabili meglio da New Horizons che dalla Terra. A maggio lo strumento LORRI della sonda, LOng Range Reconnaissance Imager, ha analizzato tre di questi oggetti, e i dati arriveranno nei prossimi mesi.

Infine oltre i confini convenzionali del sistema solare, dove termina l’eliosfera, le due sonde veterane Voyager 1 e Voyager 2 osservano lo spazio interstellare senza le interferenze del Sole. Analizzando i dati passati della sonda è stato possibile rilevare debolissime onde di plasma nello spazio interstellare.

Riassunto missioni

Ci sono 34 missioni spaziali al di fuori dell’orbita terrestre, operate da 41 unità robotiche.

Evoluzione della posizione delle sonde del sistema solare nel mese di maggio 2021. Credit: 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.