Dawn sempre più vicina a Cerere: una guida alla cattura

La nuova traiettoria di cattura nella sfera d'influenza di Cerere, in verde, paragonata al piano di volo originale, in rosa, e all'orbita RC3, in lilla. I pallini sono disposti a intervalli di un giorno: quando sono più ravvicinati tra di loro, quindi, la sonda sta viaggiando più lentamente; viceversa quando sono più distanziati. Foto NASA/JPL
Ha viaggiato in silenzio per anni, attraversando la fascia di asteroidi tra Marte e Giove a cavallo del fascio blu-verdastro di ioni di xeno sparati ad alta velocità dal suo propulsore. Sfruttando una tecnologia rubata dai romanzi di fantascienza, la sonda americana Dawn, l'unica mai decollata con l'obiettivo di orbitare attorno a due mondi diversi, raggiungerà la sua destinazione finale, il pianeta nano Cerere, fra pochi mesi.
Cerere, il primo pianeta nano ad essere stato scoperto, è il più grande corpo del sistema solare finora rimasto inesplorato dopo Plutone. In una straordinaria coincidenza celeste, pochi mesi dopo la visita di Dawn a Cerere, un'altra missione americana in viaggio da nove anni, New Horizons, esplorerà Plutone.

Cerere fotografato dal telescopio spaziale Hubble. Foto NASA, ESA, J. Parker (Southwest Research Institute), P. Thomas (Cornell University), and L. McFadden (University of Maryland, College Park)
Dawn, che ha lasciato il protopianeta gigante Vesta due anni e mezzo fa, ha già iniziato a fotografare la sua destinazione finale. Per ora le immagini non sono granché: i nove pixel di Cerere non rivelano molto oltre alla sua forma sferica. Ma tra Gennaio e Febbraio la sonda tornerà a puntare i suoi occhi robotici in direzione di Cerere, e allora le sue foto saranno già le migliori mai ottenute del pianeta nano, ancor più dettagliate di quelle disponibili con Hubble.
Dawn era riuscita a distinguere Cerere per la sua prima volta più di quattro anni fa. Ora, la piccola sonda si trova 1300 volte più vicina al pianeta nano di allora, tanto che Cerere è, dopo il Sole, l'oggetto più luminoso nel suo cielo. Visto da Dawn, Cerere è più luminoso di Venere visto dalla Terra.

La migliore immagine di Cerere finora disponibile da Dawn, scattata un mese fa. Foto NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Per più di due secoli, Cerere è sempre rimasto un puntino qualunque di luce nei nostri cieli. Ora, grazie a Dawn, sta diventando un mondo a tutti gli effetti, come un fiore che apre i suoi petali e rivela una nuova vita nascosta.
Ma i sette anni trascorsi da Dawn nello spazio profondo e i 4,8 miliardi di chilometri percorso hanno già iniziato a farsi sentire. Due delle sue tre ruote di reazione hanno smesso di funzionare correttamente, costringendo la sonda a impiegare le sue riserve di idrazina per stabilizzare o modificare l'assetto.
L'avanzato sistema di propulsione ionica di Dawn ha consentito alla sonda di seguire un profilo di volo senza precedenti, mantenendo i suoi motori accesi per gran parte della crociera interplanetaria. A Settembre, però, la sonda è stata investita da un'onda di radiazioni che ha portato allo spegnimento imprevisto dei motori durato 95 ore. Questo grave incidente, che avrebbe messo in ginocchio qualunque altra sonda, ha obbligato gli scienziati a riprogrammare l'incontro con Cerere.

La traiettoria generale seguita da Dawn, dal lancio nel Settembre 2007 all'arrivo a Cerere nel Marzo 2015. Foto NASA/JPL
Nel piano di volo originale, Dawn si sarebbe avvicinata dal lato del Sole, avrebbe sorvolato il polo sud di Cerere, si sarebbe avviata verso l'emisfero notturno e poi sarebbe tornata sopra il polo nord, portandosi su un'orbita preliminare che sarebbe poi stata abbassata a un'altitudine di 13500 chilometri. Ma seguire questo approccio, secondo gli ingegneri, avrebbe richiesto un particolare ingresso a una determinata velocità e in un determinato assetto che i problemi di propulsione hanno reso impossibile seguire.
Nel nuovo piano di volo, Dawn si lascerà catturare da Cerere il 6 Marzo, con un giorno e mezzo di ritardo rispetto alla traiettoria originale. Invece di sorvolare il polo sud, Dawn si farà inseguire da Cerere, prendendo la guida nell'orbita. La sonda raggiungerà una distanza minima di 38mila chilometri, dopodiché inizierà lentamente a riguadagnare quota. Continuando a tenere il suo propulsore acceso, Dawn collaborerà con l'attrazione gravitazionale del pianeta nano per portarsi su un'orbita preliminare. A 61mila chilometri di quota, Dawn entrerà in orbita.

Un'altra visuale della cattura di Dawn da parte di Cerere. Stavolta l'osservatore sta guardando giù verso il polo nord. Foto NASA/JPL
Dopo essersi lasciata catturare, Dawn userà il suo propulsore a ioni per abbassare la sua orbita e raggiungere una traiettoria chiamata RC3, da cui potrà iniziare a mappare il mondo sottostante. Il 18 Marzo, dopo due settimane passate a combattere il suo momento orbitale, Dawn raggiungerà l'apoapside della sua traiettoria, a 75 mila chilometri dalla superficie di Cere. A questo punto, orienterà i suoi motori per accelerare, anziché rallentare, impiegando così meno tempo per raggiungere RC3.
Sorvolando le latitudini più basse, Dawn accenderà nuovamente il suo propulsore per variare l'inclinazione della sua orbita, portandosi su una traiettoria polare. Dopo aver ulteriormente abbassato la sua orbita, il 23 Aprile Dawn raggiungerà finalmente la tanto ambita orbita RC3.
Tutto questo avverrà molto, molto lontano dalla Terra. Attualmente, Dawn si trova esattamente dall'altra parte del sistema solare rispetto al pianeta che si è lasciata alle spalle nel 2007. Una simile configurazione celeste si ripeterà solo nel 2016. Proprio a causa di questo allineamento, le comunicazioni con Dawn sono state interrotte dal 4 al 15 Dicembre.
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