Bisogna curare i mali presenti con il grato ricordo dei beni passati
Epicuro, Massime capitali
Il primo segnale arriva sulla Terra, presso il Centro di Controllo dell’ESA in Germania, alle 17,03: ed è la notizia tanto attesa. Per la prima volta, una sonda interplanetaria è riuscita ad atterrare sul nucleo di una cometa, per andare a studiare in modo assai più dettagliato rispetto alle precedenti missioni, le caratteristiche di questi corpi celesti. Il segnale arriva da 511 milioni di chilometri: ha impiegato 28 minuti e 34 secondi di tempo per giungere fino alla Terra. La sonda infatti era atterrata alle 16,35 (ora italiana). Grande gioia ovviamente, ed entusiasmo al Centro dell’ESA, e per i molti scienziati europei (e italiani) presenti al centro spaziale che è a sua volta guidato da un italiano, Paolo Ferri.
La cometa si chiama 67 P/ Churjumov-Gerasimenko ed è stata selezionata con cura negli anni scorsi, prima del lancio della missione spaziale europea protagonista di questa grande “prima” nella storia delle esplorazioni spaziali. Tramite i campioni che Rosetta potrà analizzare, oltre allo studio del nucleo stesso della cometa, la speranza è di trovare elementi che portino ai mattoni della vita.
67P/Churyumov-Gerasimenko o Cometa Churyumov-Gerasimenko è una cometa periodica del nostro sistema solare, dal periodo orbitale di 6,45 anni terrestri. Appartiene alla famiglia delle comete gioviane, la maggior parte delle quali ha periodi di rivoluzione compresi tra i 5,93 e gli 11,86 anni, ossia tra il periodo di rivoluzione del pianeta Giove e la metà di esso. La scoperta dei primi membri di questa famiglia risale al periodo della scoperta della periodicità di parte delle comete; tra le prime 10 comete periodiche scoperte troviamo infatti ben 4 comete gioviane. Il loro breve periodo di rivoluzione le fa tornare al perielio (il punto più vicino al Sole) molto più spesso delle altre comete periodiche facilitando in tal modo la loro scoperta; il fatto poi che molte di loro passino anche relativamente vicino alla Terra, costituisce un ulteriore elemento che ne facilita la scoperta. Ricordo che le comete, quando sono in prossimità del Sole presentano una coda e che le code delle comete possono essere di due tipi:
- le code composte da gas ionizzati (dette anche di Tipo I), che hanno una forma affusolata, spesso simile ad un ago, di colore bianco-bluastro dovuto alle righe d'emissione dei gas ionizzati;
- le code composte da polveri di dimensioni più o meno grandi (dette anche di Tipo II), che in generale hanno un colore giallastro dovuto alla riflessione della luce solare e la cui forma apparente dipende dall'orbita e dalla posizione della cometa rispetto alla Terra.
Rosetta, già dallo scorso agosto, si trova nei “paraggi” della cometa. L’ha osservata, fotografata e studiata da lontano, e lo farà ancora per tutto il 2015. E oggi ha affidato al piccolo “Philae” il compito di scendere sul nucleo di un oggetto celeste turbolento, formato prevalentemente da ghiaccio, che saetta nel sistema solare e ruota a sua volta su se stesso. Dopo la lunga traversata nel sistema solare (il lancio avvenne con un razzo europeo Ariane 5 il 2 marzo 2004), la sonda principale Rosetta resta nei dintorni della cometa, dove proseguirà nella sua esplorazione.
Philae è stata sganciata dalla sonda spaziale Rosetta a una velocità ben precisa grazie a un particolare meccanismo di sgancio, e ha raggiunto la cometa in circa 7 ore percorrendo una traiettoria in caduta libera, guidata dalla flebile e irregolare gravità della cometa, che ruota su se stessa con un periodo di 12,7 ore: una volta sganciata dalla sonda madre, Philae si è immessa su di un'orbita tale da impattare la cometa a una velocità compresa tra 1,1 e 1,5 m/s (4-5 km/h). La sonda è atterrata sulla cometa senza l'uso di retrorazzi.. Durante l'operazione di aggancio, un piccolo motore a gas compresso posizionato sulla testa della sonda, dotato di capacità di spinta di 1 m/s DeltaV, avrebbe dovuto spingere la sonda verso il corpo celeste mantenendola in posizione e impedendo eventuali rimbalzi, ma un malfunzionamento del motore ne ha reso impossibile l'utilizzo; l'attracco alla cometa avrebbe dovuto essere garantito da due arpioni che, purtroppo, non sono stati scagliati. Infatti, progettati per essere scagliati a velocità prossime a 400km/h, devono essere azionati in contemporanea al motore ad idrazina per compensare il rinculo. Al momento, quindi, Philae è precariamente agganciato grazie alle tre "trivelle da ghiaccio" posizionate sui piedini.
Il primo atterraggio su una cometa rappresenta un’impresa coraggiosa, tanto che Enrico Flamini, che guida i programmi scientifici dell’Agenzia Spaziale Italiana ASI, ha intitolato una sua conferenza “Rosetta e Philae: sono pazzi questi europei”. C’è molta ironia in questo titolo, ma anche la consapevolezza che l’atterraggio del modulo “Philae”sul nucleo cometario era ancora più rischioso di quanto già l’Europa fece con il rendez-vous ravvicinato tra la sonda Giotto e la Cometa di Halley nel 1986.
La sonda Rosetta
Genesi della missione
Nel maggio del 1985 il Solar System Working Group dell'ESA propose che una delle missioni più importanti per il programma Horizon 2000 dovesse essere una missione di prelievo di campioni cometari con ritorno sulla Terra. A fine 1985 fu costituito un gruppo di lavoro misto ESA/NASA per definirne gli obiettivi scientifici. Nel 1986 l'arrivo della cometa di Halley fu seguito da diverse sonde provenienti da più nazioni, fornendo dati preziosi per la preparazione della nuova missione. La NASA si concentrò sullo sviluppo del Comet Rendezvous Asteroid Flyby detta anche missione CRAF, mentre l'ESA studiò una missione che prevedesse l'inseguimento del nucleo di una cometa e il trasporto di alcuni frammenti a terra. Entrambe le missioni erano basate sulla precedente missione Mariner Mark II in modo da ridurre i costi di sviluppo. Nel 1992 la NASA decise di eliminare il progetto CRAF per via di limitazioni impostele dal congresso degli Stati Uniti d'America. Nel 1993 si rese palese che una missione con il trasporto di campioni sulla terra sarebbe stata troppo costosa per il bilancio ESA e quindi si decise di riprogettare la missione rendendola simile alla defunta missione CRAF statunitense. La missione fu riprogettata prevedendo un'analisi in loco con l'utilizzo di un lander. La missione sarebbe dovuta partire il 12 gennaio 2003 per raggiungere la cometa 46P/Wirtanen nel 2011. Tuttavia i progetti furono modificati quando l'Ariane 5, il vettore scelto per lanciare Rosetta, fallì un lancio l'11 dicembre 2002. I nuovi progetti previdero il lancio il 26 febbraio 2004 e il raggiungimento nel 2014 della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Dopo due lanci cancellati la missione Rosetta finalmente partì il 2 marzo 2004. Sebbene fosse cambiata la data del lancio lo scopo della missione restò il medesimo. La sonda Rosetta doveva entrare in un'orbita molto lenta intorno alla cometa e progressivamente rallentare la sua corsa fino ad arrestarla in modo da prepararsi alla discesa del lander. Durante questa fase, la superficie della cometa è stata mappata da VIRTIS, l'occhio principale della sonda, per individuare il luogo migliore per l'atterraggio del lander. Il lander (inizialmente chiamato temporaneamente RoLand (Rosetta Lander), in seguito definitivamente battezzato Philae, è atterrato sulla cometa con una velocità di 1 m/s (3,6 km/h).
A questo punto il lander potrà iniziare le analisi scientifiche, che consistono in:
- caratterizzazione del nucleo;
- determinazione delle componenti chimiche presenti;
- studio delle attività della cometa e dei suoi tempi di sviluppo.
L'esatta forma della cometa e dettagli sulla superficie erano sconosciuta al momento del lancio, quindi l'orbiter ha dovuto realizzare una mappa della cometa in modo da poter decidere il migliore sito di atterraggio.
«Durante queste fase e a questa distanza - spiega Bruno Gardini, che è stato Project Manager della missione Rosetta per l’ESA fin dall’inizio del progetto - la cometa non è ancora attiva. In pratica, non ha ancora la coda che contraddistingue le comete. Il nucleo è praticamente una palla di neve molto fredda ricoperta di terriccio, per cui è possibile atterrare con maggiore sicurezza. Scientificamente é poi molto importante che le analisi vengano fatte su materiale non ancora modificato dalla luce solare. Per questo motivo e stato necessario dotare il modulo di atterraggio di una trivella per prelevare campioni ad alcuni centimetri sotto la superficie. I campioni sono poi analizzati in loco e i dati trasmessi a terra». La trivella che perforerà il ghiaccio cometario è stata costruita a Milano dalla Selex ES, il cui progetto è guidato dalla professoressa Amalia Ercoli Finzi, del Politecnico di Milano: «E’ un progetto nato nel 1997 - dice Piergiovanni Magnani, responsabile della trivella per Finmeccanica-Selex ES - assieme all’idea di una sonda destinata a una cometa. La grande sfida tecnologica è stata di realizzare, in soli tre anni, un sistema di trivellazione che dovrà operare su un nucleo cometario, a meno 160 gradi centigradi, in ambiente ostile e sconosciuto. La punta della trivella potrà perforare il suolo fino a 25 centimetri di profondità». La missione è carica di scienza e tecnologia italiana: la sonda principale, Rosetta, è stata integrata e assemblata a Torino da Thales Alenia Space, e a bordo vi sono molti apparati realizzati da centri di ricerca coordinati dall’Agenzia Spaziale Italiana. Anche il nome “Philae” del modulo di atterraggio ha provenienza italiana: è stato assegnato da una ragazza milanese, Serena Vismara, dopo un concorso indetto dall’ESA. E’ il nome dell’isola del Nilo, dove fu trovato l’obelisco con iscrizione bilingue con i nomi di Cleopatra e Tolomeo in geroglifico. La sonda principale “Rosetta” infatti, ha un nome che trovò, sin dall’inizio, in accordo tutti i tecnici e scienziati dell’ESA; come la famosa Stele di Rosetta, la sonda europea andrà a caccia di importanti informazioni capaci di farci decifrare i segreti e gli enigmi delle comete per comprendere meglio i segreti che ancora avvolgono la nascita del nostro sistema solare. Le comete, infatti, sono gli oggetti più primitivi del nostro sistema solare, e la loro composizione non ha subito modificazioni rilevanti dal momento della loro formazione. Pertanto, conservano le informazioni sullo stato primordiale della materia come era circa 4,6 miliardi di anni fa. La speranza è di trovare elementi di rilievo, e magari, chissà, la presenza di aminoacidi.
Situazione il 15 novembre.
Iniziate le operazioni di trivellazione della cometa 67/P Churyumov-Gerasimenko con il trapano di fabbricazione italiana Sd2 del lander Philae. “Oggi è stato deciso di caricare la sequenza che attiverà lo strumento”, afferma Enrico Flamini, coordinatore scientifico dell’Agenzia spaziale italiana, dal centro di controllo del lander Philae a Colonia. Gli scienziati della missione Rosetta hanno deciso di sfruttare le poche ore ancora a disposizione delle batterie del lander, che rischiano di esaurirsi perché i pannelli solari non sono sufficientemente illuminati. “I primi dati ci dicono che il trapano è fuoriuscito di 25 cm, e dunque funziona correttamente”, ha affermato durante il briefing mattutino Philippe Gaudon, uno degli scienziati della missione. I primi risultati potrebbero arrivare nella stessa serata di oggi. “Non sappiamo quanto siano cariche le batterie – aggiunge Flamini -, né quanto rapidamente la temperatura e altri fattori possano scaricarle”. Le batterie, infatti, potrebbero esaurirsi anche prima del contatto atteso per questa sera. Se a mezzanotte non riusciremo a stabilire il link – aggiunge lo scienziato – allora vorrà dire che si saranno già esaurite”. In seguito ai problemi agli arpioni, infatti, il lander ha mancato il sito previsto per lo sbarco è rimbalzato due volte sulla superficie cometaria, finendo su un cratere scarsamente illuminato. Gli scienziati stanno già lavorando per tentare di raddrizzare Philae, facendo perno sul suo braccio meccanico denominato Mupus (Multi-purpose sensors for surface and sub-surface science). Si tratta di uno dei dieci strumenti del lander, progettato per far leva contro la superficie della cometa, allo scopo di misurarne densità e proprietà meccaniche. Nel briefing mattutino i responsabili della missione hanno anche fatto il punto sullo stato di Philae. “Tutti e tre i piedi meccanici del lander poggiano al suolo – chiarisce Valentina Lommatsch, dell’Esa -. Ma il lander è circondato da rocce e non abbiamo ancora nessuna novità sulla sua esatta posizione”. “Siamo stanchi, ma soddisfatti”, aggiunge il responsabile delle operazioni di Rosetta per l’Esa, Andrea Accomazzo. Di certo tra le voci più entusiaste e appassionate c’è quella di Amalia Ercoli-Finzi, che sta seguendo in queste ore da Colonia i “primi passi” del suo trapano sulla cometa. “È un’impresa emozionante e complicata. Le condizioni sulla cometa sono estreme. Il nostro strumento, ad esempio, lavora con una potenza di 9 watt, quella di una lampadina di un albero di Natale”. Come la gran parte degli scienziati, il suo sguardo è sempre proiettato verso il futuro. “Sono speranzosa che un giorno, grazie agli sviluppi della tecnologia, forse potremo riportare indietro sul nostro Pianeta un pezzo di cometa, cioè – spiega la studiosa italiana – un pezzo di ghiaccio pieno di elementi chimici importanti per la vita. Speriamo di trovare lassù qualcosa che ci dica come si è scritta la vita sulla Terra, e quale contributo hanno dato le comete. Sono stati probabilmente questi affascinanti corpi celesti, infatti – conclude la scienziata – a portarci l’acqua dal loro serbatoio freddo ai confini del Sistema solare”.
Aggiornamento del 17 novembre.
Il lander Philae è entrato in ibernazione sulla cometa. Le sue batterie si sono esaurite nonostante il leggero movimento di rotazione, che nei giorni scorsi aveva permesso di esporre alla luce una maggior superficie dei pannelli solari. «Philae si è addormentato, dopo aver fatto anche l’ultima parte della sequenza di operazioni programmata» ha detto il coordinatore scientifico dell’Agenzia Spaziale Italiana (Asi), Enrico Flamini. «La sequenza relativa al dispiegamento del trapano è stata completata perché la punta del trapano è fuoriuscita in tutta la sua lunghezza, ossia circa 50 centimetri». Questo lascerebbe supporre che la perforazione del suolo nel punto di caduta possa essere avvenuta, ma la conferma potrà arrivare soltanto dai dati di Philae, che i ricercatori stanno analizzando in questi giorni. Il lander Philae si riaccenderà con l’avvicinamento al Sole della cometa su cui viaggia. Avvicinamento che avverrà nei prossimi mesi.
Philae fotografato dalla sonda Rosetta
Eugenio Caruso - 13 novembre 2014
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