(Quasi) pronta al lancio la missione GAIA

Diverse volte nei nostri articoli abbiamo parlato di astronomia, ma soprattutto della ricerca di esopianeti al di fuori del nostro sistema solare:

– A caccia di vita sugli Esopianeti

– Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?

– Esopianeti che non dovrebbero esserci

– Ancora sugli esopianeti

– Aggiornamento su Kepler

Come visto in particolare nell’ultimo articolo, la sonda Kepler, che tanto ha contribuito all’esplorazione della nostra Galassia, ha avuto gravi problemi di funzionamento al punto di inficiare il suo funzionamento.

Premesso questo, negli ultimi giorni, molti siti e giornali hanno invece parlato di una nuova missione quasi pronta al lancio da parte dell’ESA, con un’ampia partecipazione dei nostri ASI e INAF. La missione in questione e’ chiamata GAIA dove, come al solito, il nome non e’ altro che un acronimo che sta per Global Astrometric Interferometer for Astrophysics.

Prima di darvi qualche dettaglio tecnico sull’esperimento e dirvi a cosa servira’, partiamo invece dicendo a cosa “non” serve Gaia. Come di solito avviene, molti giornali e siti internet hanno preso la palla al balzo per inventare storielle fantastiche e rafforzare le paure degli ultimi tempi.

La missione GAIA

Leggendo in rete, trovate scritto che GAIA e’ una missione preparata in fretta e furia dall’ESA perche’, tastuali parole, gli astronomi si sono resi conto che qualcosa non torna nel nostro sistema solare e, finalmente, hanno preso in seria considerazione la possibilita’ che la nostra Terra possa essere colpita nel giro di poco tempo da qualche asteroide o cometa in grado di provocare estinzioni di massa o, peggio ancora, far scomparire del tutto il nostro pianeta. Inoltre, molti siti parlano di uno studio particolare atteso da Gaia per individuare nane brune nel nostro sistema solare e per tracciare corpi vagabondi che provengono da orbite particolari tali per cui questi oggetti sarebbero invisibili fino al momento dell’impatto con la Terra.

Cosa vi ricorda questa storia?

Ovvio, il tanto amato, citato e fantasticato Nibiru! Ovviamente, il tutto mescolato insieme nel solito brodo catastrofista. Nane brune nel sistema solare che creano pioggie di meteoriti, asteroidi killer che provengono da dietro il Sole e sono invisibili fino al momento dell’urto sulla Terra. Insomma, anche sulla missione Gaia, e notate il modo subdolo, senza citare espressamente la cosa, si cerca di rafforzare l’idea che Nibiru sia una minaccia reale ma coperta dai soliti scienziati che sanno ma non dicono.

Lasciamo perdere queste fantasie e vediamo invece come e’ fatta Gaia.

Prima premessa, per poter arrivare al momento del lancio di una qualsiasi missione, sono necessari anni di studi e preparazione. Pensare l’esperimento, fare calcoli di fattibilita’, studiare prototipi, ecc. Tutte operazioni che richiedono anni. Nel caso di Gaia, la missione e’ stata elaborata inizialmente prima ancora del 2000.

A cosa serve?

La missione punta ad ottenere una mappa 3D molto precisa delle stelle e degli oggetti vicini al sistema solare nella nostra Galassia, oltre ad una mappa meno precisa dei corpi piu’ lontani. La durata della missione dovrebbe essere all’incirca di 5 anni, periodo in cui Gaia potra’ osservare circa un miliardo di stelle.

Per ottenere queste risoluzioni, Gaia e’ dotata di due telescopi con punti di vista differenti ma focale in comune. Gli strumenti sono realizzati con una matrice di piu’ di 100 CCD che garantiranno una risoluzione intorno al miliardo di pixel. Detto in modo familiare, parliamo di 1000 Mega pixel se paragonata con le comuni macchine fotografiche.

Altro aspetto importante della missione e’ la posizione in cui il satellite orbitera’. Come potete leggere dalla vasta bibliografia, Gaia occupera’ il cosiddetto punto Lagrangiano 2, o anche L2 nel nostro sistema solare. Cosa significa? Detto in termini molto semplici, se prendiamo il sistema a tre corpi composto da Sole, Terra e Luna, come e’ noto questi interagiscono tra loro attraverso la mutua attrazione gravitazionale. Bene, visto nello spazio, a causa delle rotazioni, nel tempo e nollo spazio, l’intensita’ risultante delle tre forze non sara’ costante. Esistono pero’ dei punti particolari di equilibrio in cui le forze che agiscono sul corpo di massa minore, ad esempio, come in questo caso, il satellite che occupa il punto, si bilanciano esattamente.

Per farvi capire meglio, vi mostro un’immagine proprio del sistema Sole-Terra in cui sono riportati questi punti di equilibrio:

Punti lagrangiani in un sistema a 3 corpi

Come anticipato, Gaia si trovera’ proprio nel secondo punto lagrangiano. Oltre al discorso gravitazionale, questo particolare punto offre una condizione molto privilegiata: durante il suo moto Terra e Luna saranno fuori dal campo visivo del telescopio, la radiazione incidente non sara’ troppo elevata e si hanno condizioni di temperatura abbastanza costanti.

Durante la sua vita operativa, Gaia osservera’ circa 70 volte ciascuna porzione di cielo ad intervalli differenti. Questo e’ fondamentale per poter capire l’evoluzione nel tempo delle stelle osservate.

Quali sono gli obiettivi di Gaia?

Grazie ai suoi strumenti, Gaia potra’ registrare dati con una precisione quasi 200 volte maggiore dei suoi predecessori. Attraverso l’osservazione delle stelle, come anticipato, si potra’ studiare la dinamica dell’evoluzione oltre ad individuare nuovi esopianeti fuori dal sistema solare. Inoltre, la capacita’ di registrare dati a diverse lunghezze d’onda permettera’ di studiare la chimica dei corpi e ottenere informazioni nuove sull’origine della nostra galassia.

Dunque, siamo pronti a questa nuova avventura?

Purtroppo no. La data iniziale di lancio di Gaia era il 2011, come potete leggere in questo link dell’ASI:

– ASI, Gaia

Da questa, sicuramente un po’ aggressiva, si era passati al 2013 e il lancio era atteso per la fine di quest’anno. Purtroppo, ci sara’ un nuovo slittamento e si spera di poter lanciare Gaia, la cui partenza sara’ fatta dallo spazioporto di Kourou nella Guiana francese, all’inizio dell’anno prossimo. Il ritardo e’ dovuto ad una serie di problemi tecnici evidenziati dall’ESA che dunque ha deciso, per motivi di sicurezza e di riuscita della missione, di rimandare di qualche mese il lancio.

Concludendo, la missione GAIA e’ quasi pronta al lancio. Come visto nell’articolo, non e’ assolutamente vero che questa missione e’ stata preparata in fretta e furia per studiare e valutare il rischio sempre crescente di scontro tra la Terra ed un asteroide proveniente dallo spazio. Al contrario, questa missione, come tutte le altre, ha richiesto anni di preparazione e di studio e i suoi obiettivi scientifici saranno molto importanti ed interessanti. Come visto, infatti, la missione si occupera’ di analizzare e registrare circa un miliardo di stelle nella nostra galassia ottenendo dati quasi 200 volte piu’ precisi di quelli delle missioni precedenti.

 

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

Pubblicità

Dove andiamo in vacanza? Nello Spazio!

Intorno al 2004, uno dei personaggi piu’ eclettici e ricchi del pianeta, ha lanciato una proposta che inizialmente ha scatenato le risate di molte agenzie governative del settore. Il personaggio in questione e’ Richard Branson, anzi sir Richard Branson, proprietario del gruppo Virgin, ricchissimo uomo d’affari e che ha creato diversi successi nei molti settori in cui si e’ lanciato. Nel 2004, Branson, penso’ di organizzare viaggi turistici nello spazio, e, come anticipato, questa proposta non venne presa affatto sul serio dalle organizzazioni governative che pensavano che nessun privato sarebbe mai riuscito a combinare qualcosa di tangibile in questo settore.

Perche’ ora stiamo parlando di queste cose?

Per prima cosa, vi segnalo un link da guardare con estrema attenzione:

Proprio pochi giorni fa, nel deserto della California, c’e’ stato il primo test di successo per la fattibilita’ del turismo spaziale. Cerchiamo di andare con ordine. Per prima cosa, il turismo spaziale pensato da Branson, prevede un viaggio ad un’altezza di circa 100 Km dalla Terra, in cui poter sperimentare, piu’ o meno per 6 minuti, l’assenza di gravita’ ma soprattutto poter ammirare la Terra come un grande palla blu immersi nel buio dello spazio.

La societa’ fondata nel 2004 si chiama appunto Virgin Galactic e ha come scopo ultimo i viaggi spaziali, ma soprattutto lo sviluppo di sistemi privati per voli spaziali che, come potete immaginare, non sono affatto banali. Per viaggi di questo tipo, e’ necessario prima di tutto disporre di un lanciatore in grado di portare il sistema ad una altezza ragionevole, ma soprattutto di una navicella simil-spaziale, dotata di motori in grado di farle superare la velocita’ di fuga dalla gravitazione terrestre, portando a bordo i turisti.

Le difficolta’ tecniche in questo settore sono ovviamente molte. Nei primi anni del 2000, la Virgin provo’ infatti a comprare il concorde, da utilizzare magari come lanciatore, ma non fu possibile. Da qui, inizio’ appunto l’avventura della Virgin Galactic nella realizzazione di questi sistemi.

Il momento dello sgancio della Space Ship II

Come anticipato, il lancio prevede due sistemi distinti che abbiamo gia’ visto nel video. Il lanciatore, chiamato White Knight Two, cioe’ cavaliere bianco II, porta la navicella fino a 14000 metri di altezza. Quest’ultima e’ fissata sull’ala interna di questo curioso velivolo, che potrebbe sembrare generato dalla fusione di due aerei attaccati per un’ala.

Arrivati alla quota stabilita, la vera e propria navicella spaziale, Space Ship Two, viene lasciata cadere e accende il suo potente motore che servira’ per portarla alla quota stabilita di 100 Km. Il test da cui siamo partiti, ha permesso alla Space Ship II di superare la velocita’ del suono, viaggiando ad una velocita’ di mach1.2, cioe’ 1,2 volte quella del suono.

Ad essere sinceri, queste velocita’ non sono ancora sufficienti per raggiungere le altezze stabilite, ma la Virgin Galactic assicura che si e’ trattato solo di un test di fattibilita’ in cui non sono state ancora sfruttate a pieno le potenzialita’ della navicella.

Moltissime informazioni possono essere trovate direttamente nel sito internet della Virgin Galactic:

– Sito VirginGalactic

In particolare, trovate le caratteristiche dalla Space Ship II qui:

– Space Ship II

Mentre le informazioni sul lanciatore sono riportate in questa pagina:

– White Knight II

Come potete vedere, prima di questo sistema, la Virgin ne aveva pensati altri, piu’ piccoli e con sistemi di aggancio differenti. Diversi studi di fattibilita’ e le stringenti norme di sicurezza a  cui, giustamente, le societa’ private sono sottoposte, hanno imposto continue modifiche del progetto fino ad arrivare all’attuale sistema.

La virgin Galactic ha anche costruito un proprio spazioporto privato nel deserto del Mojave in California. Il progetto e’ stato curato dal famoso architetto ingelse Normann Foster e devo dire che il risultato e’ davvero di tutto riguardo:

Lo spazioporto della Virgin Galactic

Branson ha dichiarato di voler partire con i viaggi spaziali, gia’ alla fine del 2013. Come forse sapete, gia’ diverse volte questa data e’ stata spostata in avanti a causa di ritardi e ripensamenti del progetto. Certamente, questo test eseguito a mach1.2 mostra un buono stato di sviluppo e probabilmente una prova di fattibilita’ molto concreta di questa nuova forma di turismo.

Come potete vedere dai link che ho riportato, la Space Ship II puo’ trasportare 6 turisti alla volta, oltre ovviamente al pilota. Finito il giretto ad alta quota, il velivolo rientra alla base atterrando come un aliante. Se state pensando di prenotare un volo, il costo del biglietto e’ di 200000 dollari. Se pensate che sia eccessivo, tenete presente che esiste gia’ una lista di prenotazioni abbastanza corposa, che prevede star di Hollywood e altri personaggi pronti a partire per gustarsi la Terra dallo Spazio.

Come vogliono le buone regole del capitalismo, la Virgin Galactic non e’ l’unica azienda che si e’ lanciata nell’impresa. Dopo il 2005, sono nate circa 10 compagnie che hanno investito ingenti capitali in queste imprese. La diretta concorrente della Virgin e’ la Xcor Aerospace, che sta sviluppando un velivolo piu’ piccolo della Space Ship II e che portera’ una sola persona alla volta in orbita.

Se invece volete risparmiare qualche soldo, provando un’emozione diversa, potete rivolgervi alla Armadillo. Questa societa’, del magnate dei videogiochi John Carmack, assicura lanci in verticale su navicelle simili all’Apollo per “soli” 110000 dollari a viaggio.

Dal punto di vista della ricerca, sicuramente questi sviluppi, e gli enormi capitali coinvolti, possono portare importanti novita’. Come visto in questo articolo:

– I lanci Spaziali del Futuro

la stessa NASA, anche a causa dei continui tagli di bilancio, collabora con diverse societa’ private per sviluppare sistemi di lancio innovativi e che possano sistituire l’ormai pensionato Shuttle. Come visto nell’articolo, particolare interesse e’ rivolto per i cosiddetti “voli di servizio” per la stazione spaziale internazionale, sicuramente ad una quota abbordabile per le compagnie private.

 

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

I lanci spaziali del futuro

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

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

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

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.