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Obbligatorio dire due parole su GOCE

11 Nov

Era il 15 settembre, ben due mesi fa, quando il sottoscritto, che a forza di documentarsi su siti complottisti ha acquisito doni di preveggenza, gia’ parlava di GOCE e della fine annunciata della missione.

In questo articolo:

GOCE: quando il satelliste finisce la benzina

abbiamo gia’ parlato della missione, della sua importanza scientifica ma, soprattutto, del suo rientro a Terra. Come potete leggere, gia’ al tempo si diceva che la cosa avrebbe rappresentato un rischio, ma con probabilita’ bassissima. Ripeto, trovate tutti i dettagli leggendo l’articolo precedente.

Poi cosa e’ successo?

Semplice, e’ finita la benzina e sulla rete si sono scatenati gli animi catastrofisti di tutti: siti, blog, forum ma, purtroppo, anche giornali, protezione civile, ecc. Nelle ultime ore, la scena mediatica e’ stata completamente catturata dalla caduta di questo satellite con una gara a chi la spara piu’ grossa sul punto di impatto, sull’ora o sui possibili rischi dell’operazione.

In tutto questo poi, ci si e’ messa anche la polemica, alquanto sterile, tra protezione civile, ASI e ESA che non si riscono a mettere d’accordo su cu dice cosa.

Lasciamo perdere questi discorsi e parliamo di cose serie.

Non spendero’ piu’ di qualche parola su questo evento, dal momento che e’ stata gia’ sviscerato a sufficienza.

Unico particolare degno di nota, al momento GOCE e’ ancora in funzione e non ha cominciato a cadere verso la Terra. Perche’ dico questo? Lasciando da parte i mezzi di informazione assolutamente poco credibili in ambito scientifico o in situazioni di questo tipo, l’unico modo per reperire informazioni reali e’ consultare il sito dell’ESA, in cui potete trovare una pagina aggiornata in real time stabilendo comunicazioni direttamente con il satellite.

Trovate la pagina a questo indirizzo:

ESA, GOCE info

Le informazioni contenute vengono trasmesse da una base in Antartide che stabilisce connessioni con GOCE ogni qual volta il satellite passa sulla zona.

Leggete cosa scrivono il 10 novembre alle 23.50, cioe’ meno di un’ora fa:

Contact with GOCE was made once again from the Troll station in Antarctica at 23:42 CET. The central computer temperature is at 80ºC and the battery is at 84ºC. At an altitude of less than 120 km, the spacecraft is – against expectations – still functional.

Capito? Il satellite non e’ ancora in fase di caduta. Detto questo, e’ inutile stare li ad arrovelarsi e tentare di indovinare dove cadra’ GOCE. Fino a quando non iniziera’ la caduta, e’ come provare ad indovinare i numeri del lotto!

Concludendo, i rischi di caduta su zone abitate sono estremamente bassi. Se pensate di restare a casa perche’ avete paura che qualche pezzo possa arrivarvi in testa, allora chiudetevi per sempre nelle vostre mura senza uscire. Praticamente, la probabilita’ e’ simile a quella di essere colpiti da una tegola che si stacca da un tetto. Piuttosto che credere a storielle inventate dai giornali, documentatevi sui siti giusti e seguite in tempo reale la fine di questa gloriosa e importante missione.

Ultimissima cosa, in queste ore sta per ricadere a Terra qualcosa di veramente grosso e aspettato ma di cui i giornali non parlano. Sta infatti per rientrare una Soyuz dalla Stazione Spaziale Internazionale con a bordo il nostro astronauta Luca Parmitano. Sarebbe meglio parlare di questo piu’ che di satelliti.

 

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GOCE: quando il satellite finisce la benzina

15 Set

Qualche tempo fa, abbiamo preso in considerazione il problema dei detriti nello spazio. Come visto, la zona intorno alla nostra Terra e’ ormai piena di oggetti lanciati per scopi completamente diversi. Oltre a quelli funzionanti, ve ne sono un numero incredibile ormai dismessi, senza contare frammenti di satelliti distrutti o attrezzatura persa da cosmonauti durante le attivita’ extraveicolari. Ecco gli articoli in cui ne abbiamo parlato:

Un nuovo UFO nello spazio?

Black Knight e segnali dallo spazio

Chi va col profeta, impara a profetizzare

Perche’ torno su questo argomento?

Proprio in questi giorni, l’ESA, cioe’ l’Agenzia Spaziale Europea, ha annunciato che il satellite GOCE sta per terminare la sua missione e che dunque tornera’ verso terra, con una possibilita’ non nulla di caduta di detriti sul pianeta.

Cerchiamo prima di tutto di analizzare questa notizia.

Mappa del campo gravitazionale della Terra

Mappa del campo gravitazionale della Terra

Il satellite GOCE, il cui nome sta per Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer, e’ un gioiello di tecnologia lanciato dall’ESA nel 2009. Lo scopo della missione era quello di mappare il campo gravitazionale della Terra e fornire cosi’ eventuali fluttuazioni. Questo parametro e’ importante non solo per la scienza di base, ma anche per applicazioni ambientali. Famose sono ad esempio le immagini e le ricostruzioni fatte da GOCE in occcasione dello Tsunami che ha colpito il Giappone.

Le variazioni del campo gravitazionale terrestre regolano infatti anche i movimenti delle correnti oceaniche. Capire in dettaglio questi parametri puo’ dunque aiutare nella comprensione di meccanismi molto importanti per il nostro pianeta e aprire uno sguardo da una prospettiva diversa di queste problematiche.

Come anticipato, GOCE e’ stato lanciato in orbita nel 2009 e si e’ andato a posizionare su un’orbita a 224 Km da Terra. Un’altezza cosi’ bassa e’ necessaria per avere un quadro completo e senza disturbi del campo gravitazionale. A queste quote pero’, esistono ancora molecole di atmosfera, per cui GOCE e’ dotato di un motore in grado di contrastare gli effetti dell’atmosfera e matenerlo sull’orbita prestabilita.

Per facilitare questo compito, il satellite ha una forma molto aerodinamica:

Ricostruzione artistica del satellite GOCE in orbita

Ricostruzione artistica del satellite GOCE in orbita

Proprio a causa di questa forma, e dell’elevato contributo italiano alla missione, GOCE e’ stato ribattezzato la ferrari dello spazio.

Al momento del lancio, GOCE aveva un serbatoio pieno di 40 Kg di Xenon, necessari a far funzionare il suo motore. Ad oggi, di questo carburante restano soltanto 2 Kg, per cui i tecnici dell’ESA hanno dichiarato che intorno alla meta’ di ottobre lo Xenon finira’ e dunque terminera’ anche la missione di GOCE.

Cosa succedera’ a questo punto?

Nel giro di 2-3 settimane, terminata la spinta, il satellite precipitera’ verso la Terra. Come e’ noto, durante il passaggio in atmosfera, gran parte dei materiali vengono bruciati a causa dell’attrito. Nel caso di GOCE, che ha un peso complessivo di circa 1100 Kg, sempre secondo i calcoli, il 25% del peso sopravvivera’ all’attrito, dunque circa 250 Kg di materiale.

Questi detriti, sempre a causa del passaggio in atmosfera, si divideranno in circa una cinquantina di pezzi, dunque con peso medio di 5 Kg. Come potete capire, si tratta ovviamente di stime fatte simulando il passaggio in atmosfera.

Dunque, cosa succedera’ a questi frammenti?

Molti giornali hanno dato enfasi a questa notizia, parlando di riunioni d’urgenza tra le varia agenzie per studiare il problema. Questo e’ vero solo in parte. Ogni giorno, cadono sulla Terra detriti di qualche missione, senza che ce ne sia notizia. Se ricordate, circa un anno fa, si e’ avuto lo stesso problema con la missione UARS di cui si parlava di detriti anche sull’Italia.

Nel caso di GOCE, sono in corso studi da parte degli uffici appositi per cercare di capire quando esattamente finira’ il carburante del satellite. Questo ovviamente consentira’ di sapere in aticipo il punto in cui iniziera’ la caduta verso terra e risalire ad una stima preliminare della traiettoria. Parlo di stima preliminare perche’ durante il passaggio in atmosfera, si parla proprio di caduta incontrollata. Come potete facilmente capire, per cosi’ tanti frammenti e’ assolutamente impossibile sapere l’esatta traiettoria seguita dal momento che questa dipende da tantissimi parametri atmosferici non facilmente prevedibili o conosciuti esattamente.

Esiste un pericolo reale?

In realta’, in questo caso le probabilita’ che un frammento cada su una zona abitata del pianeta e’ estremamente bassa. Per capire questa affermazione, dobbiamo prima di tutto pensare che circa il 70% del nostro pianeta e’ ricoperto di acqua. Del restante 30% emerso, molte zone sono desertiche o completamente disabitate. Detto questo, la frazione di zone popolate e’ in realta’ una minima parte dell’intera superficie della Terra.

Stando a queste considerazioni, si ottiene una probabilita’ di caduta pericolosa che e’ molto molto bassa.

Su questo pero’ vorrei aprire una parentesi. Molte volte su questo blog ci siamo concentrati a parlare di fenomeni rari che avvengono nel mondo, spiegando scientificamente come questi possano avvenire. In questo caso, ci si affida ad una probabilita’ che e’ senza dubbio bassa, ma ovviamente non nulla. Detto questo, forse, e dico forse, sarebbe il caso di ragionare su un sistema diverso per il rientro a Terra di missioni spaziali. Come detto, il nostro spazio e’ strapieno di detriti spaziali, tutti i giiorni ne cade qualcuno da qualche parte, spesso in mare. Anche se la probabilita’ e’ infinitesimale, basta moltiplicare per un numero grande di eventi per ottenere un qualcosa di tangibile. Non aspettiamo sempre che accada qualcosa prima di ragionare in modo diverso.

Ovviamente, come detto, questo e’ un mio personale pensiero. Non voglio assolutamente dire che i framenti di GOCE arriveranno da qualche parte su una casa. Il mio pensiero voleva solo stimolare il pensiero su una procedura che basa la sua sicurezza solo sulle basse probabilita’.

 

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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.

 

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