Aggiornamenti dal sistema solare: settembre 2021

Credit: NASA

Occhi puntati in orbita bassa nel mese di settembre, con il primo equipaggio di soli civili e la conclusione della prima spedizione nella nuova stazione spaziale cinese, ma molto più lontano le sonde automatiche esploratrici del sistema solare continuano le loro missioni.

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

In preparazione per il lancio

Si registrano ancora nuovi ritardi per questo 2021, che si prospettava ricco di nuove missioni nello spazio profondo, ma che finora ha deluso le attese. Questa volta si tratta di CAPSTONE (NASA), una missione dimostrativa verso la Luna che ha visto uno sfortunato spostamento del lancio dalla base in Virgina a quella in Nuova Zelanda, seguita dal lockdown totale di quest’ultima nazione a causa della pandemia. Molti altri lanci dell’operatore RocketLab saranno spostati al 2022.

Continuano i test per il volo inaugurale del vettore SLS, che lancerà la missione Artemis 1 (NASA), la cui prima data utile per il lancio è il 22 dicembre. Per la prima volta il vettore si è mostrato nella sua interezza, privo solamente del carico utile. L’assemblaggio proseguirà; la capsula Orion, infatti, è stata completata ed è pronta per essere installata in cima al razzo.

Il vettore completo al termine del test di rilascio. Credit: NASA

È stata comunicata finalmente una data di lancio per il nuovo grande telescopio James Webb Space Telescope (NASA/ESA): il 18 dicembre 2021. Il carico è stato già spedito via nave a Kourou, dove verrà assemblato in cima a un Ariane 5.

Potrebbe essere imminente il lancio di Lucy (NASA), la sonda destinata allo studio degli asteroidi nei punti lagrangiani L₄ e L₅ del sistema Sole-Giove. Si tratta di due famiglie folte di asteroidi che precedono e seguono il grande pianeta nella sua orbita. L’Atlas V che lo lancerà è già stato assemblato. La data di lancio prevista, attualmente, è il 16 ottobre.

Rimane fissata per il 24 novembre la data di partenza di DART (NASA), che volerà a bordo di un Falcon 9 alla volta di un piccolo asteroide binario, Didymos, e proverà con un impatto a modificarne le caratteristiche orbitali. Le altre missioni che a inizio 2021 erano previste per quest’anno, Nova-C (NASA), Peregrine (NASA) e Luna 25 (Roskosmos), sono definitivamente slittate ad almeno il 2022.

Esplorando la Luna

A poco meno di un anno dal completamento della missione principale, Chang’e 5 (CNSA) torna sulla Luna. Aveva dapprima prelevato campioni di suolo dalla superficie lunare, consegnati a Terra, poi era andata a un milione e mezzo di chilometri dalla Terra a svolgere dei test come missione secondaria. Adesso, nel mese di settembre, è tornata in prossimità della Luna; più precisamente il 12 settembre ha effettuato un primo sorvolo ravvicinato, che le ha permesso di immettersi in una traiettoria tale da effettuare un secondo incontro a metà novembre. Gli obiettivi scientifici di questa fase della missione non sono ancora stati dichiarati.

Orbita prevista di Chang’e 5, con un sorvolo lunare (in basso a destra) già avvenuto e uno previsto per metà novembre (in alto a sinistra).

Proseguono senza sorprese le altre missioni lunari. Chang’e 4 (CNSA), con un lander e il rover Yutu-2, ha compiuto da poco 1.000 giorni di missione sulla superficie; il rover ha percorso poco più di 800 metri. In orbita continua le operazioni il ripetitore Queqiao, senza il quale sarebbe impossibile comunicare con i due robot sulla faccia nascosta della Luna.

Dell’ultima missione cinese lunare ancora operativa, Chang’e 3, si sa molto poco; dovrebbe essere rimasto un solo strumento scientifico funzionante e ogni tanto qualche radioamatore capta un segnale da questo lander.

Finalmente fa un po’ parlare di sé la missione Chandrayaan-2 (ISRO), il cui orbiter ha catturato immagini dettagliatissime della superficie che finalmente sono state rilasciate per uso scientifico. Il dettaglio delle immagini è sensibilmente più chiaro di quelle fornite da LRO (NASA), l’altro orbiter ancora operativo con il compito di mappare la superficie. Di quest’ultimo, però, si ha un archivio storico più completo, che permette di analizzare le variazioni morfologiche della superficie.

Completano la flotta lunare la coppia di sonde THEMIS-ARTEMIS (NASA), P1 e P2, impegnate nello studio del campo magnetico nell’ambiente cislunare.

In equilibrio tra Sole e Terra

Dal punto lagrangiano L₁, in un’orbita più piccola rispetto a quella terrestre ma con lo stesso periodo di rotazione, si può osservare contemporaneamente il Sole, la faccia illuminata della Terra e il vento solare che sta per arrivare sul nostro pianeta. Ci sono attualmente ben quattro sonde operative di cui tre dedicate esclusivamente all’eliofisica: SoHO (NASA/ESA), ACE (NASA) e WIND (NASA), e una che oltre a studiare il vento solare cattura ogni ora immagini della Terra, DSCOVR (NASA/NOAA).

Lo schieramento di sonde e strumenti scientifici dedicati all’eliofisica, dislocate in vari punti del sistema solare. Credit: NASA

Dal punto lagrangiano L₂, in un’orbita più ampia di quella terrestre, con Sole e Terra (oggetti molto luminosi) alle spalle, è possibile effettuare osservazioni accurate al di fuori del nostro sistema solare.

La sonda del sistema solare che osserva i fenomeni più remoti è Spektr-RG (Roskosmos/DLR), capace di osservare l’universo nello spettro di raggi X ad angolo ampio. Il mese scorso ha individuato il suo primo TDE, tidal disruption event, una stella distrutta dalla forza di marea di un buco nero. Questi eventi sono osservati anche da altre sonde in orbita terrestre, ma Spektr-RG ha dalla sua il vantaggio di avere una gran porzione di cielo osservabile contemporaneamente.

Gaia (ESA) invece osserva principalmente le stelle della nostra galassia da circa 8 anni. Le scoperte fatte grazie a questo database con miliardi di elementi sono tantissime. Tra le ultime ne segnaliamo una sulla relazione tra metallicità ed età di una stella, che si è scoperta essere quasi inesistente, e un’altra che ha permesso di individuare un vuoto nella nostra galassia lungo più di 500 anni luce, privo di stelle e povero di gas interstellare. Tra le curiosità di quest’ultima pubblicazione, l’inserimento di un QR code che permette di visualizzare quel particolare ambiente galattico con un’app in realtà aumentata.

Nel sistema solare interno

La sonda Parker Solar Probe (NASA) è alla sua nona orbita attorno al Sole, attualmente si trova relativamente distante dalla nostra stella ed è un buon momento per scaricare i dati raccolti all’ultimo perielio. È la sonda che detiene il record di vicinanza al Sole, poco più di 10 milioni di chilometri durante l’incontro di aprile 2021, ma questo record verrà infranto nelle orbite successive. Lo studio ravvicinato permette agli scienziati di aumentare la comprensione dell’ambiente circumsolare; in particolare di recente si è aggiunto un altro tassello alla conoscenza del fenomeno della luce zodiacale grazie alle misurazioni effettuate dalla sonda.

Dopo tre anni di viaggio, BepiColombo (ESA/JAXA) con le due sonde indipendenti MPO (ESA) e MMO (JAXA), sta per incontrare la destinazione finale, che non sarà però la fine del suo viaggio. Le sonde progettate per lo studio di Mercurio, infatti, effettueranno nella notte tra il 1º e il 2 ottobre solo un incontro ravvicinato col pianeta, che servirà come assist gravitazionale per permettere di entrare in orbita attorno ad esso nel 2023. Sarà questo il primo dei 6 assist gravitazionali previsti.

Infografica con le varie tappe di BepiColombo. Credit: ESA

Dopo l’assist gravitazionale di Venere del mese scorso, Solar Orbiter (SolO) (ESA) è passata il 12 settembre al suo terzo perielio, il più vicino del suo lungo viaggio. L’obiettivo è porsi in un’orbita abbastanza inclinata da riuscire a osservare bene i poli solari, manovra che effettuerà grazie a ripetuti assist gravitazionali di Venere. Le operazioni scientifiche di routine inizieranno già dal prossimo novembre.

In orbita attorno Venere da ormai quasi 6 anni, Akatsuki (JAXA) ha decisamente superato le aspettative per cui era stata progettata. Tra qualche mese, da febbraio 2022, la sonda potrebbe subire delle eclissi, ognuna con durata inferiore a 4 ore, periodo sufficiente per permettere alle batterie di mantenere una temperatura sufficiente alla sopravvivenza.

Arrivano poche novità dalla sonda Hayabusa 2 (JAXA), che non può far altro che attendere con pazienza per anni prima di raggiungere i nuovi obiettivi, 2001 CC₂₁ e 1998 KY₂₆. Nel frattempo però, il team di controllo a Terra ha avuto tempo a disposizione per rinnovare il sito e permettere agli appassionati amatoriali di monitorare con facilità la traiettoria e lo stato attuale della sonda.

Periodo di relativo riposo anche per OSIRIS-REx (NASA) che ha acquisito un campione dalla superficie dell’asteroide Bennu e lo sta portano a Terra. Il suo viaggio di ritorno durerà ancora due anni.

In un’orbita simile alla Terra, ma sfasata di circa 40°, STEREO A (NASA) osserva il Sole da una posizione decentrata permettendo di contribuire agli studi di eliofisica da un punto di vista differente.

La flotta marziana

L’8 ottobre Marte sarà in congiunzione solare. Questo vuol dire silenzio radio per tutte le sonde marziane, a causa dell’interferenza provocata dal Sole che si interporrà tra il pianeta rosso e il nostro. In particolare la NASA non comunicherà con le proprie sonde tra il 2 e il 14 ottobre, fin quanto Marte si troverà a meno di 2° di distanza angolare dal Sole. Le sonde non subiranno conseguenze da questo evento.

In orbita

Ci sono due nuovi orbiter attorno a Marte da quest’anno, Hope (UAESA) e Tianwen-1 (CNSA). Il primo è dell’agenzia spaziale degli Emirati Arabi Uniti, costruito per svolgere una missione scientifica ma soprattutto per attirare nuovi giovani talenti nel settore scientifico, un ramo in cui la nazione sta ultimamente puntando molte risorse. Il secondo ha svolto finora per lo più un ruolo di supporto al rover Zhurong in superficie, ed è da metà settembre in una fase di silenzio radio prolungata, che durerà poco meno di due mesi a causa della congiunzione di Marte.

MRO scruta dall’alto il territorio dove esplora Zhurong.

La flotta NASA, costituita da Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter e MAVEN, opera incessantemente ormai da parecchi anni, e oltre al loro lavoro di mappatura e cattura di dati scientifici, le tre sonde si occupano di fare da ponte radio per gli elementi robotici in superficie. Il preziosissimo archivio di dati che hanno costruito nel tempo permette di affinare sempre di più la conoscenza del pianeta rosso, svelando il suo passato geologico, con la conferma di attività vulcaniche recenti, e cercando di prevedere il comportamento futuro, testando ad esempio le previsioni durante il prossimo aumento di attività solare.

Dall’Europa arrivano notizie confortanti sul prossimo rover marziano, Rosalind Franklin, che sarà lanciato l’anno prossimo. In orbita è già presente Trace Gas Orbiter (ESA/Roskosmos), che gli farà da supporto per le operazioni di atterraggio e per la comunicazione con la Terra. L’orbiter è già da 5 anni in attesa, ma nel frattempo non se ne sta con le mani in mano e svolge preziose analisi scientifiche dell’atmosfera. L’ESA ha un’altra sonda ancora operativa in orbita, si tratta di Mars Express, lanciata nel 2003.

Completa lo schieramento Mars Orbiter Mission (ISRO), un dimostratore tecnologico indiano in orbita dal 2014.

Sulla superficie

Il rover più giovane, Zhurong (CNSA), l’ultimo arrivato sulla superficie e parte della missione Tianwen-1, è in una fase di silenzio radio e riprenderà la sua attività scientifica a novembre.

Grosso successo per Perseverance (NASA), che ha raccolto e conservato il primo campione di suolo marziano. Non è stato un traguardo così scontato, precedentemente aveva infatti fallito la raccolta del campione. Se tutto andrà bene per i prossimi 10 anni, potremo analizzare il campione a Terra al termine della campagna Mars Sample Return. A supporto del rover, il piccolo drone Ingenuity continua ben oltre la sua vita programmata. Ha compiuto con successo il suo 13º volo, ma il futuro potrebbe essere più incerto a causa della stagione invernale che comporta una densità dell’aria minore e quindi una difficoltà maggiore per il volo.

Perseverance ha condotto con successo lo stoccaggio del primo campione di suolo marziano

Non sembra destare problemi Curiosity (NASA), il rover decano di Marte, che sta proseguendo la sua salita verso il monte Sharp. La sua alimentazione a plutonio lo protegge dalla stagione invernale che sta arrivando sul pianeta.

A soffrire il freddo è invece InSight (NASA), che ha superato il traguardo simbolico di 1.000 sol sulla superficie. Il suo sismometro continua a funzionare e riportare dati utili alla comprensione della struttura interna del pianeta, ma gli strumenti per la rilevazione della temperatura sono ormai inattivi da quasi un anno. È un compromesso che si è dovuto raggiungere per mantenere in vita la sonda, e col senno di poi si è rivelata una scelta fruttifera: a settembre è stato rilevato il più grande terremoto marziano con una magnitudine di 4,2 e una durata di 1,5 ore.

Nel sistema solare esterno

La missione principale della sonda Juno (NASA) è ormai conclusa e nell’estensione di missione verrà effettuato il sorvolo ravvicinato di alcuni satelliti naturali, all’incirca una volta l’anno. Si è iniziato a giugno scorso col sorvolo di Ganimede e il prossimo sarà a settembre 2022 con il passaggio ravvicinato su Europa. Il periodo della sonda è stato ridotto da 53 a 43 giorni e le osservazioni di Giove durante il passaggio al periapside continuano. Il 2 settembre c’è stato il 36º perigiovio. Giove con i suoi satelliti artificiali e naturali orbita a circa 5,2 au (unità astronomiche) dal Sole.

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Percorso di Juno proiettato su una mappa di Giove. Credit: SWRI/NASA

Molto più lontano si trovano le ultime tre sonde attive. New Horizons (NASA) viaggia a 51 au di distanza dal Sole, in attesa di sapere se potrà sorvolare o meno un altro corpo celeste in futuro. Dal 21 al 30 settembre ha effettuato delle acquisizioni di immagini, ma ci vorrà tempo per scaricarle tutte; bisognerà aspettare infatti almeno novembre prima che siano disponibili per il team scientifico della missione e infine il tempo necessario per elaborarle e pubblicarle.

Voyager 1 ha festeggiato il compleanno il 5 settembre, ben 44 anni dal lancio del 1977; al momento è la sonda attiva più lontana in assoluto a più di 154 au. Voyager 2, che in realtà è stata lanciata prima della sonda gemella, si trova al momento a 128 au dal Sole.

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 settembre 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.