A caccia di Asteroidi!
Le missioni spaziali non hanno come unico obiettivo i corpi celesti di grandi dimensioni, come i pianeti del nostro sistema solare e le loro lune, ma anche i corpi celesti più piccoli: gli asteroidi.
Vediamo dunque alcune delle missioni più significative.
La missione Galileo
La sonda Galileo fu inviata il 18 ottobre 1989 dallo Space Shutte Atlantis verso Giove, dove giunse il 7 dicembre 1995, dopo un viaggio di circa 6 anni. Ha conseguito vari primati:
i) ha inviato le prime immagini della superficie di un asteroide (951 Gaspra) eseguendo quindi il primo flyby ravvicino (a circa 1600 km di distanza) con un asteroide.
ii) è stata la prima sonda dotata di una sonda atmosferica che ha attraversato i primi 150 km delle dense nubi di Giove inviando dati ambientali e di composizione.
Non dotata di retrorazzi e protetta solo da un pesante scudo termico, la sonda atmosferica ha subito l’aerofreno con l’atmosfera gioviana con una velocità d’inserimento di circa 47,8 km/s. Frenata a velocità subsonica ha continuato la sua discesa sospesa dal paracadute, finché le condizioni di pressione e temperatura della densa atmosfera gioviana l’hanno permesso.
iii) ha fotografato il primo satellite asteroidale: Dattilo
Ha visitato due asteroidi della fascia fra Marte e Giove: l’asteroide 951 Gaspra e 243 Ida incontrati nel suo viaggio verso Giove.
La missione NEAR Shoemaker
La missione Near Earth Asteroid Rendevouz Shoemaker è stata la prima sonda ad inserirsi in un’orbita intorno ad un asteroide.
Infatti in precedenza abbiamo visto che la sonda Galileo ha effettuato dei flyby, dei “sorvoli di passaggio”, in quanto il suo obiettivo principale era Giove.
L’obiettivo della missione è stato studiare l’asteroide 433 Eros, uno degli asteroidi “near Earth”, cioè quella categoria di asteroidi che orbitano intorno al Sole con un orbita che “sfiora” quella terrestre, e che tavolta la intersecano.
Nello specifico: determinarne dimensioni, forma, massa, densità, moto di rotazione, oltre che morfologia e composizione superficiale della regolite. Erano obiettivi secondari la misurazione dell’interazione col vento solare, la ricerca di attività endogene, la determinazione della distribuzione della massa all’interno dell’asteroide attraverso la misurazione di precisione del campo gravitazionale e la variazione temporale del suo moto di rotazione (fonte).
Lanciata il 17 febbraio 1996, il 27 giugno 1997 effettua un flyby con l’asteroide 253 Mathilde per poi giungere a destinazione il 14 Febbraio 2000 a seguito di un primo tentativo fallito a causa di problemi tecnici il 20 Dicembre 1998.
Ottenuti gli obiettivi prestabiliti si è deciso di far atterrare dolcemente la sonda sulla superficie dell’asteroide.
L’atterraggio avvenne il 12 Febbraio 2001, ad una velocità che non comportò danni alla sonda. Fu la prima sonda a toccare la superficie di un asteroide!
Le attività della sonda furono prolungate di circa 14 giorni, analizzando la composizione della regolite attraverso lo spettrometro di bordo.
La sonda fu ufficialmente spenta il 28 Febbraio 2001 e non fu più possibile rimettersi in comunicazione con essa (fonti).
La missione della sonda Hayabusa
La sonda Hayabusa (letteralmente “falco pellegrino“) è stata una missione dell’agenzia spaziale giapponese JAXA.
L’obiettivo della missione è stato raggiungere l’asteroide 25143 Itokawa un asteroide di piccole dimensioni (540 m x 270 m x 210 m) per prelevare dei campioni da spedire verso la Terra. Nonostante ripetuti guasti tecnici ai motori ionici, ai giroscopi per il controllo dell’assetto ed a fughe di propellente (guasti che si sono protratti per l’intera durata della missione), la spedizione fu un successo.
è stata la prima missione progettata con l’intento di recuperare campioni dalla superficie di un asteroide.
La sonda, partita dalla Terra il 9 Maggio 2003 dal Giappone, giunse all’asteroide a metà Settembre del 2005, posizionata a circa 7 km dalla superficie.
A Novembre dello stesso anno, una volta eseguite varie manovre per testare gli altimetri di bordo ed aver scelto un punto dove atterrare, si fece atterrare la sonda. La permanenza sull’asteroide durò circa 30 minuti, ed a causa di un guasto al frantumatore non fu possibile raccogliere una gran quantità di materiale. In seguito parcheggiata vicino all’asteroide, a causa di perdita di propellente ci furono altri guasti che resero difficile stabilire l’assetto con la sonda, le comunicazioni, e stabilirne la telemetria con l’asteroide, da cui la sonda cominciò ad allontanarsi. Il 25 Aprile 2007, quando già la sonda precedeva l’asteroide di 13.000 km nella sua orbita, ricominciarono le manovre di ritorno verso la Terra. Il viaggio si concluse 13 Giugno 2010, con la disintegrazione della sonda al rientro con la Terra. L’evento fu seguito e ripreso a bordo di un DC-8 opportunamente allestito per l’evento da scienziati della JAXA e della NASA, in quota a circa 11.000 metri.
La capsula con all’interno i campioni di materiale pervenuti dall’asteroide è stata recuperata nei pressi della località di Woomera, nell’outback australiano, ed è chiaramente visibile nel video seguente:
La missione attualmente in atto:
La missione Dawn
La sonda Down della NASA è stata lanciata il 27 Settembre 2007 con lo scopo di giungere verso il pianeta nano Cerere e l’asteroide Vesta.
E’ la prima sonda ad orbitare intorno due corpi celesti distinti. Infatti le sonde citate in precedenza che hanno visitato più di un corpo celeste sono sonde che hanno effettuato un flyby.
L’obiettivo della missione è studiare i protopianeti più grandi rimasti intatti dalla formazione del sistema solare, per comprendere le dinamiche che hanno portato alla formazione del sistema solare così come lo conosciamo.
La sonda è stata lanciata da un razzo Delta II, ed è dotata di 3 motori ionici.
I motori ionici sono motori ad alto rendimento che invece di sfruttare la spinta originata dall’esplosione di una miscela di fluidi (combustibile ed ossidante) come i normali endoreattori, sfruttano la spinta prodotta dall’espulsione ad alta velocità di un gas ionizzato (plasma) i cui ioni vengono accelerati ad alta velocità a causa dell’interazione con un intenso campo elettrico.
La spinta di questo tipo di motori è molto piccola, ma hanno un’impulso specifico molto elevato (che significa alto rendimento).
Il 27 giugno 2011 la sonda giunse in orbita di Vesta per poi ripartire a dopo un anno verso Cerere, cui la sonda è giunta il 6 Marzo del 2015 ed intorno cui è attualmente in orbita.
Due missioni attualmente in viaggio:
La missione Hayabusa 2
La sonda Hayabusa 2, attualmente in viaggio, è partita dalla Terra il 3 Dicembre 2014 verso l’asteroide 162173 Ryugu di piccole dimensioni (circa 0,87 km di diametro medio) con lo scopo di prelevare campioni con un braccio robotico da riportare verso la Terra, analizzare la superficie e dispiegare il lander MASCOT (Mobile Asteroid Surface SCOuT) sviluppato dalla DLR in collaborazione con il CNES ed i tre piccoli rover MINERVA.
La sonda ha una massa di circa 600 kg, molto simile alla precedente ma portando miglioramenti a tutti i sistemi. Anch’essa è dotata di motori ionici.
Il suo arrivo è previsto per il 2018, cui dovrebbe rimanere per circa un anno e mezzo, per poi tornare verso la Terra intorno al 2020.
La missione OSIRIS-REx
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La sonda OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer) partita con successo il 9 settembre 2016 è una missione della NASA attualmente in viaggio verso l’asteroide 101955 Bennu, cui dovrebbe giungere nel 2019. L’obiettivo della missione è raccogliere dei campioni della superficie dell’asteroide con lo scopo di portarli a Terra. Il ritorno è previsto per il 2023.
Bennu è un asteroide di forma quasi sferica. di circa 560 metri di diametro e composto da carbonati, motivo per cui è stato scelto come target per la missione.