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I conigli sulla Luna!

18 Dic

Che l’impero cinese non scherzasse non credo ci siano dubbi. Se qualcuno pensa ancora il contrario o, semplicemente, crede che la Cina sia ancora un “paese emergente”, mi dispiace deludervi, ma avete sbagliato di grosso. Un paese come la Cina che vuole dimostrare al mondo il suo valore e la sua potenza economica, sta guardando gia’ da diversi anni allo spazio come una frontiera vicina e, detto in modo molto semplice, dove mettere la bandiera. Cosa significa questo? Semplice, come sappiamo bene, le piu’ importanti imprese spaziali sono state compiute da USA e, al tempo, dall’Unione Sovietica. Anche se negli ultimi anni, abbiamo importanti missioni anche da parte dell’ESA, la corsa allo spazio ha rappresentato uno dei campi di battaglia non bellica su cui si e’ combattuta la guerra fredda.

Oggi, a distanza di anni, la Cina si sta affacciando prepotentemente allo spazio con un programma molto aggressivo e che sicuramente riservera’ soprese nei prossimi anni.

Perche’ sto parlando di questo?

Semplice, proprio in questi giorni, la prima missione ad allunaggio morbido della Cina ha toccato il suolo lunare e tra poche ore la missione vera e propria verra’ iniziata con una sonda in grado esplorare la superficie del nostro satellite. Dopo ben 37 anni dall’ultimo allunaggio, la navicella Chang’e 3 e’ atterrata con il suo interno la sonda Yutu’. Come avrete capito leggendo il titolo di questo post, Yutu’ significa appunto “coniglio di Giada” ed e’ il nome di una Dea della letteratura storica cinese.

A parte il voler dimostrare la sua forza, quali sono i compiti della sonda?

Come dichiarato dall’agenzia spaziale cinese, tra poche ore verra’ attivata appunto la sonda Yutu’ che avra’ una vita operativa di qualche mese. In questo lasso di tempo, dovra’ percorrere circa 400 metri sul suolo lunare analizzando, anche sotto la superficie, il terreno della Luna. Aspetto importante, e poco citato, di questa missione e’ l’enorme progresso tecnologico raggiunto dalla Cina nel campo dell’elettronica. Durante la discesa, sono stati infatti utilizzati tutta una serie di sensori in grado di modificare la traiettoria qualora si fossero presentati ostacoli sul terreno non preventivati. Inoltre, Yutu’ e’ dotata di strumentazione di ultima generazione e di motori in grado di superare agilmente dislivelli fino al 30%.

Inutile dire che l’atterraggio e’ stato seguito da tutta la Cina e sono state mostrate da subito le immagini che testimoniavano la riuscita dell’operazione. Questa e’ la prima foto del terreno lunare scattata dalla sonda:

La prima immagine della superficie lunare scattata dalla missione cinese

La prima immagine della superficie lunare scattata dalla missione cinese

Durante le fasi di discesa, supporto e’ stato offerto anche dall’ESA che si e’ occupata di monitorare i parametri della missione per conto dell’agenzia cinese.

Yutu’ e’ atterrata in una zona molto particolare del cosidetto “Mare Imbrium”, un’area della Luna caratterizzata da colate laviche molto recenti rispetto all’eta del nostro satellite. Anche se questo punto, come al solito, e’ stato da subito confuso da molti siti di pseudo-informazione, quando si parla di colate “recenti” si intende qualcosa risalente ad almeno 2-3 miliardi di anni fa. Proprio questa caratteristica rende la zona interessante dal punto di vista scientifico. L’eta’ delle rocce presenti rende infatti il punto piu’ giovane rispetto a quelli dei precedenti allunaggi.

Il mare Imbrium con il cratere Copernico

Il mare Imbrium con il cratere Copernico

Lasciatemi a questo punto fare una considerazione strettamente personale, che potete condividere o no. A parte l’eta del mare Imbrium, le motivazioni alla base della missione sono scientificamente molto deboli, soprattutto se confrontate con i costi stessi sostenuti dalla Cina. A mio avviso, le vere motivazioni di questa missione sono, come anticipato anche in precedenza, piu’ di natura politica che scientifica. L’atterraggio della Chang’e 3 e’ stata la dimostrazione al mondo che la Cina e’ in grado di compiere missioni di questo tipo piazzandosi come il terzo paese, dopo USA e URSS, ad aver conquistato la Luna.

Inoltre, il successo della missione apre le porte alla continuazione del programma scientifico pensato. Gia’ nel 2017 e’ prevista una nuova missione con allunaggio di una sonda in grado di raccogliere campioni di terreno da riportare poi a terra. Il coniglio di giada e’ infatti solo una missione esplorativa che al al termine della sua vita verra’ abbandonata sul terreno lunare. Al contrario, la missione del 2017 prevede allunaggio, raccolta campioni e ripartenza.

Questo ovviamnete e’ solo un nuovo step intermedio che serve per aprire poi la strada alla cosidetta fase 3 del programma lunare cinese che prevede entro il 2025 l’arrivo sulla superficie dei primi astronauti, o taikonauti, come vengono generalmente definiti i cosmonauti cinesi.

Solo per dare un’idea dell’aggressivita’ e della potenza, soprattutto economica, rappresentata dalla Cina nel programma spaziale, l’agenzia spaziale locale gia’ da qualche anno sta lavorando alla progettazione di una stazione spaziale indipendente gestita solo da cinesi. Visto quanto accaduto fino a questo momento e la corsa a testa bassa verso ogni step del programma, credo proprio che in futuro ci sara’ molto da guardare e aspettare l’avanzata in campo spaziale, e non solo, della Cina.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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Se si rompe la sonda?

17 Mag

Solo poche settimane fa, avevamo parlato della scoperta di molti esopianeti al di fuori del nostro sistema solare:

A caccia di vita sugli Esopianeti

Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?

Come visto, la ricerca di questi corpi e’ di fondamentale importanza, in primis, dal punto di vista scientifico per lo studio e la comprensione dell’origine del nostro universo, ma anche per la ricerca di pianeti nella cosiddetta “fascia di abitabiita’”. Con questo si intendono quei pianeti che, ruotando intorno ad una stella centrale, occupano una distanza tale da poter sviluppare la vita.

Di pianeti di questo tipo, ne sono stati individuati diversi, come visto nei precedenti post. Oltre ai tanti sostenitori dell’esistenza aliena, l’individuazione di questi corpi ha acceso la fantasia anche di molti astronomi e di persone interessate al cosmo. Quando parliamo di “possibilita’ di vita”, non intendiamo certo che ci sia la certezza di questo, ma solo che a quelle distanze potrebbe eeserci acqua in forma liquida, una delle condizioni piu’ facili per l’inizio della vita sul pianeta.

Immagine artistica del telescopio Kepler

Immagine artistica del telescopio Kepler

Parlando di questi concetti, abbiamo presentato anche la sonda Kepler della NASA, un potente telescopio in orbita, autore proprio delle ultime scoperte. Questo strumento, grazie alla sua notevole precisione, ha consentito l’individuazione di diversi esopianeti dando una notevole spinta alla ricerca in questo settore.

In particolare, parlando proprio egli ultimi esopianeti trovati in fascia abitabile, Kepler-62e e Kepler-62f, ci eravamo lasciati fantasticando sul futuro della missione e sul numero elevato di esopianeti che la sonda avrebbe potuto individuare con le prossime osservazioni.

Invece?

Notizia proprio delle ultime ore, sembrerebbe che il telescopio Kepler abbia un serio problema, tale da compromettere la continuazione della missione.

Di cosa si tratta?

Come evidenziato dai tecnici della NASA, sembrerebbe che il giroscopio della missione abbia smesso di funzionare. Questo sistema e’ di fondamentale importanza per il puntamento di precisione del telescopio verso lo spazio esterno. Come visto negli articoli precedenti, l’individuazione degli esopianti viene fatta sfruttando il metodo dei transiti. Osservando per lungo tempo stelle lontane, Kepler e’ in grado di misurare le minime variazioni di luminosita’ dovute al passaggio di pianeti di fronte alla stella.

Come potete facilmente capire, affinche’ questo metodo sia applicabile, e’ necessario puntare in una direzione ben precisa per diverso tempo, aspettando appunto il transito dell’esopianeta. Oltre a questo, come vuole il metodo scientifico, la misura deve essere ripetibile anche a distanza di tempo. Per questo, il corretto puntamento, sia assoluto in una direzione che relativo rispetto ad un’altra, deve essere estremamente preciso.

Compito dei giroscopi e’ proprio quello di garantire il corretto puntamento.

Bene, anzi male, nelle ultime ore, una delle ruote dei giroscopi di Kepler non sta rispondendo ai comandi e sembra girare in modo continuo. Per un corretto funzionamento del sistema, sono necessari 3 giroscopi. Se uno di questi non risponde, il sistema di puntamento non sara’ assolutamente ne’ corretto ne’ stabile.

Possibile che non abbia un giroscopio di riserva?

Qualsiasi missione spaziale ha sempre dei sistemi di recupero da utilizzare in caso di guasto. In questa ottica, Kepler era dotato di tre rotelle per i giroscopi, piu’ una di riserva. Perche’ non utilizziamo quella di scorta? Semplice, era gia’ stata utilizzata per sostituire uno dei giroscopi che si era danneggiato a luglio del 2012.

Sfortuna? Legge di Murphy? Chiamatela come volete, ma la situazione attuale non e’ assolutamente rosea. Attualmente, dei 4 sistemi inseriti nel telescopio, 2 sono danneggiati e 2 sono funzionanti. Peccato che, per un corretto puntamento, siano richieste 3 rotelle di puntamento.

Trovandosi la missione a circa 65 milioni di kilometri da noi, capite bene che organizzare una spedizione di riparazione e’ assolutamente non fattibile.

Dunque? Cosa fare?

Per il momento, i tecnici della NASA hanno messo Kepler in modalita’ “safe”, cioe’ per il massimo risparmio di carburante. Ovviamente, in queste ore si sta cercando di valutare quanto sia possibile recuperare il sistema o comunque continuare ad utilizzare Kepler. Come detto, con un sistema di puntamento non affidabile e non ripetibile, e’ assolutamente impensabile continuare ad utilizzare Kepler per la ricerca di esopianeti fuori dal nostro sistema solare.

Purtroppo, quando si progettano sistemi di questo tipo, si cerca sempre, nei limiti degli ingombri e del funzionamento, di prevedere diverse soluzioni alternative in caso di guasto. Per quanto puo’ essere minimizzata, la probabilita’ di guasto non e’ assolutamente nulla.

Concludendo, il guasto registrato in queste ore su Kepler, lo rende probabilmente del tutto inutilizzabile per la ricerca di esopianeti al di fuori del nostro sistema solare. Purtroppo, questo comporterebbe uno stop ad una missione che stava portando ottimi risultati e che lasciava intravedere un futuro molto importante dal punto di vista della ricerca.

L’eventuale messa fuori servizio di Kepler, lascerebbe una lacuna in questo settore della ricerca. Lato NASA e’ infatti previsto per il 2017 il lancio di una nuova missione migliorata rispetto a Kepler, cosi’ come l’ESA pensa di poter lanciare nel giro di qualche anno una sua missione per la ricerca di esopianeti abitabili.

Concludendo, dopo le fantastiche prime osservazioni, Kepler era stato in grado di individuare diversi esopianeti, aluni dei quali anche nella fascia abitabile della propria stella. Purtroppo, a causa di un guasto, difficilmente sara’ possibile continuare ad utilizzare questa missione. Ovviamente, i tecnici sono al lavoro e speriamo possano riuscire a risolvere il problema prolungando ancora per diversi anni questa missione.

 

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I lanci spaziali del futuro

18 Mar

Tutti noi, almeno una volta, abbiamo visto in TV il lancio di un velivolo spaziale. Quell’enorme torre dove, ad esempio, veniva agganciato lo shuttle e, al termine del conto alla rovescia, i potenti razzi necessari per vincere la gravita’ terrestre producevano quelle enormi colonne di vapore. Come e’ facilmente comprensibile, questi lanci prevedono una pianificazione nei minimi dettagli e l’investimento di enormi risorse sia umane che economiche.

Dai primi lanci spaziali ad oggi, questa tecnica per inviare missioni nello spazio e’ rimasta piu’ o meno invariata, mentre la tecnologia delle missioni e’ via via cresciuta sia dal punto di vista tecnico che scientifico.

Velivolo S3 su Airbus A300

Velivolo S3 su Airbus A300

Possibile che non ci sia un altro modo per inviare satelliti nello spazio?

In realta’, proprio in questi ultimi anni, diverse societa’, anche private, stanno studiando metodi alternativi, piu’ economici e semplici, per inviare piccoli oggetti in orbita. Al giorno d’oggi, non parliamo piu’ soltanto di grandi missioni di esplorazione, ma anche molte compagnie private necessitano di questo genere di lanci. Pensate soltanto alle telecomunicazioni, campo da sempre ad appannaggio di compagnie private. Per garantire la trasmissione dei segnali, sempre piu’ spesso si ricorre a satelliti geostazionari che orbitano sulle nostre teste.

Una valida alternativa al classico lancio, e’ in corso di sperimentazione molto avanzata per opera della “Swiss Space System”, una societa’ svizzera che gode della sponsorizzazione di molte importanti agenzie come la NASA e l’ESA.

Il metodo pensato dalla Space System e’ molto semplice. Satelliti fino a 250 Kg potranno essere portati nella parte alta della nostra atmosfera utilizzando un comune Airbus A300, si, proprio l’aereo utilizzato dalle compagnie di tutto il mondo per il trasporto di passeggeri.

Il satellite viene agganciato all’aereo che lo porta fino a circa 10 Km di quota, a questo punto la navetta viene sganciata e sale, mediante motori, fino a circa 80 Km di altitudine. A questo punto viene aperto il portellone superiore e viene fatto uscire il satellite che dunque sale fino all’orbita prestabilita.

Come avviene tutto questo? La scelta dell’A300 non e’ casuale. Questo aereo e’ gia’ certificato per i cosiddetti voli a gravita’ zero. La navetta spaziale che sale fino a 80 Km utilizza combustibile aereonautico standard consentendo livelli di inquinamento paragonabili a quelli di un comune volo di linea. Inoltre, durante la fase di discesa, la navetta spaziale plana come un aliante non richiedendo l’utilizzo dei motori ed e’ subito pronta per un nuovo lancio. Tutta la procedura e’ riassunta in questo disegno:

Le diverse fasi della messa in orbita

Le diverse fasi della messa in orbita

Cosa sarebbe un volo a zero gravita’?

Con questo termine si intende un volo in grado di ottenere la condizione di assenza di peso anche in presenza di gravita’. Per ottenere questo risultato si sfrutta la caduta libera ottenuta mediante un volo su traiettoria parabolica. L’aereo in questione sale molto velocemente con un’angolazione di circa 45 gradi e con una forte accelerazione. Arrivato nel punto piu’ alto della parabola, il pilota stacca i motori lasciando praticamente l’aereo in caduta libera. In questa condizione, i passeggeri si trovano in completa assenza di peso. Questa fase, generalmente, dura un intervallo di circa 20-30 secondi. Al termine di questa fase, il pilota riprende il controllo riaccendendo i motori e pronto, dopo un certo tempo, a ripetere l’operazione.

I voli a gravita’ zero vengono utilizzati per diversi scopi. Prima di tutto possono essere una buona palestra per i futuri astronauti per permettergli di sperimentare l’assenza di peso. Inoltre, anche dal punto di vista commerciale, questo genere di voli vengono utilizzati da compagnie private per testare in questa particolare condizione strumenti e soluzioni innovative, magari da lanciare in orbita per gli scopi piu’ disparati.

Volo zero gravity dell'ESA

Volo zero gravity dell’ESA

La nostra agenzia spaziale europea dispone proprio di un A300 per questi scopi, mentre la NASA utilizza un C-9 in grado, in un volo di due ore, di descrivere circa 40 parabole e sperimentare l’assenza di peso per intervalli di 25 secondi. Solo per completezza, questo genere di velivoli vengono definiti in gergo tecnico “comete del vomito”. Visto come funzionano, non credo ci sia bisogno di spiegare l’origine del nome.

Tornando ai lanci spaziali, solo pochi giorni fa e’ stato fatto il primo volo di prova con la tecnica vista. I risultati sono stati molto promettenti al punto che la Space System ha promesso di iniziare i primi voli commerciali gia’ a partire dal 2017. Stando a quanto riportato sul sito della compagnia, il prezzo di questi lanci dovrebbe essere 4 volte inferiore a quelli tradizionali e la societa’ prevede di costruire il proprio spazioporto in Svezia anche se, per come viene pensato il lancio, il decollo puo’ essere fatto da un qualsiasi aeroporto.

Per chi fosse interessato, vi riporto direttamente il link della Space System in cui potete trovare tutte le informazioni sui voli insieme alal documentazione tecnica sul lancio:

S3 Home

A questo punto non rimane che aspettare. Finalmente e’ stata portata un po’ di innovazione non solo alle missioni spaziali, ma anche nei sistemi di lancio che per troppo tempo erano rimasti fermi.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.