OSIRIS-REx riparte verso casa con un carico prezioso

Credit: NASA/GSFC/University of Arizona

Dopo quasi cinque anni nello spazio, la sonda della NASA OSIRIS-Rex (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) è sulla via di ritorno verso la Terra con un’abbondanza di rocce e polveri prelevati dall’asteroide Bennu.

Lunedì 10 maggio, alle 22:23 ora italiana, la sonda ha acceso i propulsori al massimo della potenza per sette minuti, eseguendo la manovra più importante da quando era arrivata su Bennu nel 2018. L’accensione ha permesso a OSIRIS-REx di allontanarsi dall’asteroide a una velocità di quasi 1.000 km/h, cominciando un viaggio di quasi 2 anni e mezzo che la ricondurrà verso la Terra.

Dopo aver orbitato il Sole due volte, OSIRIS-REx raggiungerà la Terra il 24 settembre del 2023. La capsula contenente i campioni di Bennu si separerà dal resto della sonda per rientrare nell’atmosfera terrestre e, con l’aiuto di un paracadute, atterrare nel deserto occidentale dello Utah.

OSIRIS-REx completerà così la propria missione una volta rilasciata la capsula di campionamento, dopodiché accenderà nuovamente i propulsori per sorvolare la Terra in sicurezza. Dopo il flyby la sonda si immetterà in un’orbita eliocentrica all’interno dell’orbita di Venere.

«I molteplici successi di OSIRIS-REx dimostrano le modalità coraggiose e innovative in cui l’esplorazione si è svolta in tempo reale», ha dichiarato Thomas Zurbuchen, amministratore associato per la scienza della NASA. «Il team si è dimostrato all’altezza della situazione e adesso abbiamo un pezzo primordiale del nostro sistema solare diretto verso Terra, dove generazioni di ricercatori potranno svelarne i segreti».

Una rappresentazione artistica di OSIRIS-REx che parte da Bennu. Credits: NASA/Goddard/University of Arizona

Per completare il piano a lungo termine della missione, una decina di ingegneri navigatori ha compiuto calcoli e scritto software per manovrare correttamente la sonda e farla allontanare da Bennu. Dopo la ripartenza dall’asteroide, il prossimo traguardo critico del team è quello di riportare a Terra i campioni in sicurezza. Ciò include la pianificazione delle future manovre per mantenere la sonda nella giusta traiettoria durante tutto il viaggio.

«La nostra domanda ricorrente è stata: “Dove siamo nello spazio, rispetto a Bennu?”», ha spiegato Mike Moreau, vice project manager di OSIRIS-REx presso il Goddard Space Flight Center della NASA. «Ora la nostra domanda principale è diventata: “Dov’è la sonda rispetto alla Terra?”».

Le telecamere di navigazione che hanno aiutato la sonda a orientarsi su Bennu sono state spente il 9 aprile, dopo aver ripreso le ultime immagini dell’asteroide. Con Bennu nello specchietto retrovisore gli ingegneri stanno utilizzando il Deep Space Network della NASA per guidare OSIRIS-REx tramite segnali radio. Gli ingegneri potranno stimare la velocità di OSIRIS-REx misurando la frequenza del segnale ritrasmesso a Terra, mentre la posizione precisa verrà calcolata grazie alla misura del tempo di andata e ritorno del segnale radio.

La ripartenza del 10 maggio è stata pianificata in base all’allineamento di Bennu con la Terra. L’obiettivo della manovra di ripartenza è quello di far arrivare la sonda a meno di 10.000 chilometri di distanza dalla Terra nel settembre del 2023. Sebbene OSIRIS-REx abbia ancora molto propellente a bordo, il team sta cercando di conservarne il più possibile per un’ipotetica missione estesa verso un altro asteroide dopo aver riportato a Terra la capsula con i campioni. La fattibilità di questa missione sarà allo studio del team nei prossimi mesi.

Serie di immagini riprese da OSIRIS-REx che mostrano la rotazione dell’asteroide Bennu. Credit: NASA/Goddard/University of Arizona

La traiettoria della sonda sarà determinata principalmente dalla gravità solare, ma gli ingegneri dovranno fare piccole correzioni di rotta occasionali tramite brevi accensioni dei propulsori.

«Dovremo fare correzioni regolari di traiettoria man mano che ci avvicineremo all’atmosfera terrestre per il rilascio dei campioni e per compensare eventuali piccoli errori che si fossero accumulati dopo l’ultima accensione», ha detto Peter Antreasian, capo navigatore per OSIRIS-REx presso KinetX Aerospace.

Il team eseguirà aggiustamenti di rotta qualche settimana prima del rientro a Terra, così da correggere con precisione il punto di arrivo finale e l’angolo di rientro in atmosfera della capsula. Un’inclinazione troppo bassa potrebbe causare un rimbalzo della capsula sull’atmosfera, come un sasso sull’acqua, mentre un’inclinazione troppo alta porterebbe la capsula a incenerirsi a causa dell’attrito con l’atmosfera. Nel caso in cui OSIRIS-REx non riesca a rilasciare la capsula, il team ha un piano di riserva che prevede una modifica alla traiettoria di sorvolo della Terra e un nuovo tentativo nel 2025.

«Ci sono un sacco di emozioni nel team, riguardo alla ripartenza», ha dichiarato Moreau. «Penso che tutti sentano di aver raggiunto l’obiettivo, perché abbiamo affrontato tutti questi compiti difficili e siamo riusciti a completare tutti i traguardi che ci siamo imposti. Ma c’è anche molta nostalgia e delusione che questa parte della missione sia finita».

OSIRIS-REx ha superato brillantemente molte difficoltà. La più recente è stata l’esecuzione durante una pandemia e senza il minimo errore della fase più critica della missione, cioè il campionamento di più di 60 grammi di suolo dalla superficie di Bennu.

Prima del prelievo dei campioni ci sono state diverse sorprese. Per esempio, una settimana dopo che la sonda era entrata in orbita intorno a Bennu, il 31 dicembre 2018, il team ha scoperto che l’asteroide stava rilasciando piccoli pezzi di roccia nello spazio.

«Abbiamo dovuto lavorare velocemente per verificare che le piccole particelle espulse dalla superficie non rappresentassero un pericolo per la sonda», ha dichiarato Moreau. Dopo l’arrivo all’asteroide, i membri del team sono rimasti sorpresi dal fatto che Bennu fosse coperto in gran parte da massi.

«Avevamo questa idea che stessimo arrivando su un asteroide pieno di terreno disponibile», ha raccontato Heather Enos, vice principal investigator di OSIRIS-REx presso l’Univeristà dell’Arizona a Tucson. «La realtà è stata abbastanza scioccante».

Per risolvere il problema del terreno estremamente accidentato di Bennu, gli ingegneri hanno dovuto sviluppare velocemente nuove tecniche di navigazione per poter manovrare con maggior precisione verso siti di campionamento più piccoli di quanto ci si aspettasse.

La missione di OSIRIS-REx ha permesso sia di confermare sia di confutare diverse ipotesi scientifiche. Tra quelle confermate, ad esempio, l’osservazione da Terra del fatto che i minerali sull’asteroide dovessero essere ricchi di carbonio e portassero segni passati di acqua. Tra le teorie respinte, il fatto che Bennu potesse avere una superficie piuttosto liscia, come indicavano le misure di calore irradiato dall’asteroide.

Gli scienziati utilizzeranno le informazioni su Bennu per raffinare i modelli teorici e migliorare le previsioni future.

«Questa missione enfatizza il perché dobbiamo fare scienza ed esplorazione in modi diversi, sia da Terra che da vicino nello spazio: perché ipotesi e modelli sono semplicemente ipotesi e modelli», ha dichiarato Enos.

Fonte: NASA

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Matteo Carpentieri

Appassionato di astronomia e spazio, laureato in una più terrestre Ingegneria Ambientale. Lavora come lecturer (ricercatore) all'Università del Surrey, in Inghilterra. Scrive su AstronautiNews.it dal 2011.