S’intensifica il traffico nelle galassie. Pianeti, stelle e comete sono le difficili mete delle future missioni spaziali. Alla ricerca di ghiaccio, dell’origine del Sole e della vita.
Saturno senza segreti
La missione spaziale “Cassini-Huygens”, partita il 15 ottobre 1997, arriverà al sistema di Saturno nel prossimo luglio. Il viaggio è stato vario e istruttivo: la navicella ha sorvolato due volte Venere, una volta la Terra e una volta Giove. Lungo il tragitto, il 23 gennaio del 2000, ha anche fotografato l’asteroide Masursky dalla distanza di 1,5 milioni di chilometri.
Alla fine del prossimo ottobre “Cassini” compirà il primo sorvolo ravvicinato di Titano. Dopo un secondo sorvolo fissato per il 13 dicembre, il 25, giorno di Natale, verrà rilasciata la sonda europea “Huygens”, che ha il compito di tentare una discesa fin sulla superficie di Titano il 14 gennaio del 2005. Questo satellite di Saturno, paragonabile per dimensioni a un piccolo pianeta, è l’unico che sia dotato di un’atmosfera, che risulta composta prevalentemente di azoto (come quella terrestre) e di metano, un idrocarburo che su Titano forma anche, probabilmente, distese ghiacciate e laghi.
Sembra che, a parte le temperature molto più basse (siamo intorno ai 150 gradi sotto zero), l’ambiente di Titano somigli a quello che c’era sulla Terra quando incominciarono a svilupparsi le prime forme di vita. Da questa missione ci aspettiamo quindi informazioni estremamente interessanti.
La missione “Cassini-Huygens” è costata due miliardi di dollari e sarà probabilmente l’ultima impresa spaziale così complessa e con un investimento così grande. Un disguido tecnico, ora rimediato, ci permette di raccontare una storia curiosa. Ma bisogna partire da lontano. Nel Seicento, l’italiano Gian Domenico Cassini e l’olandese Christiaan Huygens (gli astronomi ai quali ci si è ispirati per battezzare le sonde) si trovarono a lavorare insieme all’Osservatorio di Parigi. I due non simpatizzarono. Inoltre ebbero difficoltà di comunicazione perché Huygens parlava male il francese e non parlava affatto l’italiano.
Le sonde spaziali omonime hanno avuto un problema analogo. “Cassini”, navicella principale, porta a bordo “Huygens”. Quando questa seconda navicella si sgancerà e scenderà su Titano, dovrà trasmettere i dati che andrà raccogliendo a “Cassini”, che a sua volta li invierà alla Terra. Ma le due navicelle non volevano parlare tra loro. Per un errore di progettazione. Ci si è accorti, a viaggio inoltrato, che le frequenze delle loro radio non si accordano bene e che i dati andrebbero persi.
Ciò è dovuto allo stesso fenomeno per cui la sirena di un’ambulanza ci sembra più acuta quando si avvicina e più bassa quando si allontana. È l’effetto Doppler, uno slittamento nella frequenza di un’onda (sia essa sonora o elettromagnetica) quando la sorgente si muove rispetto a chi ascolta. “Cassini” e “Huygens” ovviamente saranno in movimento continuo l’una rispetto all’altra, con forti variazioni della velocità relativa.
Chi ha progettato quelle radio però se n’è scordato e non ha distanziato abbastanza le frequenze di trasmissione e di ricezione, per cui l’effetto Doppler ha rischiato di sovrapporre i due canali. Un bel guaio. Ma ecco la soluzione: si farà in modo che la differenza di velocità tra le due sonde non induca un effetto Doppler tale da impedire le comunicazioni. Per ottenere questo risultato, i tecnici informatici della missione hanno riprogrammato il software di bordo ed è stato necessario introdurre modifiche di rotta che costeranno un quarto del propellente.
Caccia alle comete
Nel 2004 continuerà l’esplorazione di quegli iceberg cosmici che sono le comete. La navicella della Nasa “Stardust”, in viaggio dal febbraio 1999, nello scorso gennaio ha incontrato la cometa Wild-2, a 390 milioni di chilometri dalla Terra (metà della distanza di Giove dal Sole). Il sorvolo è avvenuto a velocità relativamente bassa (“soltanto” 20 chilometri al secondo!), e ciò le ha permesso di rubare un pizzico di gas e polveri della sua chioma, materiale che, si spera, ci riporterà nel 2006.
Il campione di materiale cometario, catturato per mezzo di uno speciale leggerissimo aerogel spugnoso, verrà sganciato con un paracadute durante un passaggio di “Stardust” nei pressi della Terra. Intanto però “Stardust” ha già fatto un ottimo lavoro inviando una settantina di bellissime fotografie del nucleo della cometa Wild-2: è un corpo ghiacciato dalla forma ovale, largo pochi chilometri e coperto da crateri grandi e piccoli che sembrano foruncoli.
L’astronomo svizzero Wild (abita a Berna) scoprì la cometa che porta il suo nome nel 1978. Sulla navicella “Stardust” c’è la copia di una sua lettera datata 18 novembre 1997 nella quale si augura di vivere ancora abbastanza a lungo per vedere i risultati della missione sulla “sua” cometa. A bordo di “Stardust” è imbarcata anche un’altra lettera, questa firmata dall’astronomo americano Fred Whipple, che dice di attendersi dalla missione “Stardust” le risposte definitive sulla natura dei nuclei cometari, da molti ritenuti incubatori della vita.
A Whipple si deve il modello dei nuclei cometari come “palle di neve sporche”, cioè come aggregati di ghiaccio e polveri di silicio e carbonio. Ne sapremo di più quando la “polvere di cometa” potrà essere analizzata in laboratorio, ma per adesso il modello della “palla di neve sporca” è perfettamente confermato dalle fotografie e da altre osservazioni compiute dagli strumenti della sonda.
Molto curioso è il compito che attende la sonda “Deep Impact”: saggerà il nucleo della cometa Tempel-2 sparandole un massiccio proiettile. L’esperimento è previsto per il 4 luglio 2005. Il proiettile lanciato ad ipervelocità sarà una sfera di rame dal peso di 350 chilogrammi: nella fragile crosta di ghiaccio della cometa dovrebbe scavare un cratere grande come un campo da calcio.
Le drammatiche immagini dell’impatto verranno riprese dalla telecamera della sonda e saranno trasmesse in tempo reale agli scienziati della Nasa. Per la verità l’esperimento è un poco inquietante: per la prima volta l’uomo bombarda una cometa. È vero però che un giorno qualche cometa vagabonda potrebbe bombardare la Terra.
Quanto alla navicella europea “Rosetta”, è partita felicemente: ha un appuntamento con la cometa Churymov-Gerasimenko nel novembre 2014.
“Messenger” punta su Mercurio
Durante questa primavera partirà la sonda della Nasa “Messenger”. La meta finale è il pianeta Mercurio. Ma inizialmente sorvolerà per due volte Venere, la prima volta nel giugno di quest’anno e la seconda nel marzo 2006. Due saranno anche i sorvoli di Mercurio. Attualmente sono in calendario il 21 luglio 2007 e l’11 aprile 2008.
Infine il 6 aprile 2009 “Messenger” dovrebbe inserirsi in orbita attorno a questo pianeta, ancora relativamente sconosciuto in quanto ne abbiamo visto soltanto circa metà della superficie grazie ai tre sorvoli della sonda “Mariner 10” che risalgono al periodo 1974-1975. Primo satellite artificiale di Mercurio, “Messenger” concluderà la raccolta dei dati nell’aprile del 2010.
Un soffio di vento solare
Il 2004 sarà ricordato anche per una missione spaziale carica di suggestioni affidata alla navicella “Genesis”. Questa sonda è stata lanciata dalla Nasa l’8 agosto 2001 con l’obiettivo di riportarci un campione di “vento solare”, cioè di quelle particelle atomiche (soprattutto protoni ed elettroni, ma anche nuclei di atomi relativamente pesanti) che il Sole “soffia” continuamente nello spazio.
Raggiunto un punto di equilibrio gravitazionale a circa un milione mezzo di chilometri dalla Terra, per più di due anni “Genesis” è rimasta immersa nel vento solare. La cattura delle particelle continuerà fino ad aprile, quando alla navicella verrà impartito l’ordine di lasciare il punto di equilibrio gravitazionale tra la Terra e il Sole per iniziare la manovra di ritorno.
I campioni raccolti raggiungeranno il suolo in una capsula paracadutata che si staccherà dalla navicella durante il rientro nell’atmosfera, previsto nel settembre di quest’anno. La parola “Genesis” si riferisce al fatto che gli scienziati sperano di trovare in quei campioni di “vento solare” gli elementi primordiali della nebulosa che diede origine al Sole, ai pianeti e, in ultima analisi, alla vita terrestre.
“Smart-1”: ritorno alla luna
Per tutto il 2004 proseguirà la marcia di avvicinamento alla Luna della navicella europea “Smart-1”. Lanciata il 28 settembre dell’anno scorso, questa sonda utilizza un motore ionico sperimentale alimentato da elettricità prodotta con pannelli fotovoltaici larghi sei metri. La spinta è molto piccola, imprime un’accelerazione di appena 0,2 millimetri al secondo, ma è continua e sta gradualmente allungando l’orbita ellittica che “Smart-1” percorre intorno alla Terra.
Quando entrerà nel campo gravitazionale dominato dalla Luna, la sonda verrà catturata e si inserirà in un’orbita che sorvolerà i poli della Luna, dove gli astronomi pensano di poter trovare le prove dell’esistenza di ghiaccio sul fondo di alcuni crateri dove non arrivano mai i raggi del Sole. Il viaggio durerà in tutto 16 mesi. L’arrivo è quindi previsto per il gennaio del 2005. Come dice il proverbio, chi va piano va sano e va lontano.
PIERO BIANUCCI
