OPPORTUNITÀ DA COGLIERE NELLA FASCIA DEGLI ASTEROIDI

Una Rosa per Juice

Aggiungere obiettivi scientifici a una missione spaziale proponendo una deviazione della sua traiettoria. È questo l’oggetto di un’idea che un gruppo di astronomi ha proposto all’Esa per la missione Juice. Obiettivo: l’asteroide Rosa. Ne parliamo con una delle scienziate che hanno firmato la proposta, Alice Lucchetti dell’Inaf di Padova

     15/12/2021
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Alice Lucchetti, ricercatrice dell’Inaf di Padova

Un gruppo di astronomi, fra cui alcuni italiani dell’Inaf, ha pensato a una deviazione della traiettoria della missione Jupiter Icy Moons ExplorerJuice, una sonda dell’Esa il cui lancio è in calendario per il 2023 e il cui obiettivo è studiare in dettaglio Giove e le sue lune ghiacciate: Ganimede, Europa e Callisto – per fare visita a uno o più asteroidi della cintura principale. Primo fra tutti, l’asteroide (223) Rosa, la cui origine sarebbe controversa e che potrebbe essere un oggetto primitivo proveniente dal Sistema solare esterno. Media Inaf ha intervistato Alice Lucchetti, ricercatrice all’Inaf di Padova e coautrice dell’articolo pubblicato su A&A Letters che presenta la proposta.

È una cosa comune proporre una deviazione a una missione spaziale ormai in procinto di essere lanciata?

«Diciamo che non è insolito che venga fatto questo tipo di richiesta però è qualcosa di cui non si può parlare molti anni prima del lancio della missione, perché per valutarne la fattibilità occorre fare i conti con i vincoli veri della missione stessa. Primo fra tutti, il cosiddetto Delta v. È un parametro che serve per raggiungere e muoversi all’interno dell’orbita prestabilita e che non si può sprecare. Quindi, è soltanto quando si è prossimi al lancio o subito dopo il lancio che richieste del genere vengono confermate o meno. Se vogliamo citare un caso simile nel passato, comunque, basta pensare a Rosetta: prima di arrivare alla cometa 67P Churyumov-Gerasimenko (il vero target della missione) la sonda è stata deviata per osservare gli asteroidi 21-Lutetia e 2867-Steins. Per poterlo fare, sono stati fatti degli studi per utilizzare parte del Delta v della missione per cambiare l’orbita e passare vicino agli asteroidi. In quel caso, una volta modificata la traiettoria per fare il primo flyby il secondo è arrivato, per così dire, gratis. Nel caso di Juice, dato che il periodo di cruise è molto lungo – si parla di 9 anni circa – l’idea è che, dato che si passa due volte nella fascia principale, sia possibile osservare degli asteroidi. Al di là del nostro interesse scientifico, questo consentirebbe anche di testare gli strumenti prima di arrivare alla fase nominale della missione: da un lato, fare delle osservazioni di asteroidi permette di massimizzare il ritorno scientifico della missione aumentando il numero di target osservabili, dall’altro consente di testare e preparare al meglio gli strumenti».

Potrebbe spiegarci meglio cosa si intende per Delta v di una missione?

«In astrodinamica per Delta v si intende lo sforzo necessario per eseguire una determinata manovra. Solitamente una missione spaziale ha un determinato Delta v budget, che viene utilizzato per aggiustare l’orbita, o in fase di partenza oppure per variare la velocità in una determinata fase della missione. In generale, comunque, per accelerare durante la missione si utilizzano anche effetti di fionda gravitazionale sfruttando altri pianeti, ma assieme a questi occorre utilizzare anche il Delta v. Ovviamente, non possono esserci sprechi perché si correrebbe il rischio, ad esempio, di non arrivare a fine missione. Minimizzando gli sprechi, comunque, esiste sempre un margine che, se correttamente rispettato, consente di estendere la missione ad esempio, o di includere nuovi target scientifici prima di procedere agli obiettivi nominali».

Ci sono state altre proposte del​ genere​?

«Da quel che sappiamo, non ce ne sono state per Juice. Noi abbiamo proposto l’asteroide Rosa ma in realtà ci sarebbe anche un altro oggetto interessante sul quale stiamo scrivendo un articolo proprio ora. Si chiama (1650) Heckmann e percorre un’orbita diversa rispetto a Rosa: uno dei due potrebbe essere visitabile da Juice nel 2027, l’altro nel 2029. Nella nostra proposta, poi, abbiamo incluso una lista di altri asteroidi a cui Juice passerà vicino e che saranno visitabili. Dal punto di vista scientifico, comunque, i primi due sono quelli che riteniamo più interessanti».

Di quanto dovrebbe cambiare il piano di volo? Voglio dire, di quanti km si allunga il tragitto e quanto vicini all’asteroide si dovrebbe passare?

«Allora noi in questo caso non abbiamo fatto un calcolo di orbita preciso. Quello che facciamo da scienziati è dimostrare che ci sarebbe la possibilità di osservare degli asteroidi scientificamente interessanti. Allo stato attuale delle cose – cioè senza che sia prevista alcuna deviazione all’orbita di Juice – gli asteroidi a cui passeremmo più vicino si vedrebbero su una scala di un pixel su Janus, la camera a bordo di Juice. Con questi numeri non si può fare la scienza che vorremmo per analizzarne, ad esempio, la superficie. Quindi, a valle della nostra proposta scientifica, Esa – se lo riterrà opportuno – si prenderà carico di determinare la fattibilità della cosa e di calcolare con precisione quanto Delta v occorre per deviare l’orbita e fare questi incontri ravvicinati».

Potrebbe fare un piccolo identikit di Rosa: dimensioni, massa, rischio che un giorno possa colpirci…?

«Colpirci? Questo non potrà accadere, perché Rosa risiede nella parte esterna della fascia principale. È un asteroide abbastanza grande perché ha un diametro di 78 km ed è anche per questo che l’abbiamo proposto: un oggetto molto grande è anche molto variegato in superficie e suscita un interesse molto maggiore dal punto di vista morfologico e geologico. Un’altra cosa interessante, poi, è che tutti gli articoli finora pubblicati su questo asteroide dicono che appartiene alla famiglia Themis. Noi, però, grazie a nuove osservazioni che abbiamo fatto con i telescopi Irtf alle Hawaii, ad Asiago e al Telescopio nazionale galileo (Tng), abbiamo trovato che non possiede proprio le caratteristiche della famiglia Themis e che può essere definito piuttosto come un interlopers – una sorta di intruso. Si tratterebbe di un oggetto vicino alla famiglia ma che non appartiene davvero a questa. Inoltre, Rosa ha una bassa densità, ha uno spettro arrossato non ha assorbimenti significativi in riflettanza nel visibile. Ha un’albedo molto basso e pensiamo che possa essere un oggetto primitivo: potrebbe essersi formato nella parte esterna del Sistema solare ed essere stato catturato nella fascia principale durante l’instabilità dei giganti. Per questo l’incertezza sull’appartenenza o meno alla famiglia Themis, emersa dopo le ultime osservazioni, rende questo target ancora più interessante da studiare e cercare di comprendere».

Quanto più interessante sarebbe Rosa se effettivamente confermaste che non fa parte della famiglia di asteroidi Themis?

«Molto interessante perché oltre a Rosa ci sono altri oggetti che si trovano nella fascia principale ma che non fanno parte di nessuna famiglia e capire l’origine di questi oggetti aiuta a studiare meglio le teorie di formazione planetaria e l’evoluzione generale del Sistema solare. Dobbiamo infatti pensare che gli asteroidi sono uno zoo nel Sistema solare e solo pochi sono stati osservati in situ con sonde spaziali mentre la maggior parte è stata analizzata solo con telescopi da Terra. Già poter osservare un altro asteroide da una sonda spaziale e, quindi, con una risoluzione molto più elevata, è utile a mettere un tassello in più nella caratterizzazione di questi oggetti».

Come mai, se quello attorno a Rosa è un flyby così comodo e interessante, né l’Esa né i responsabili della missione ci hanno pensato prima?

«Allora, all’Esa potrebbero anche averci pensato però, come dicevo prima, bisogna essere un po’ conservativi prima di lanciare una missione e non si può dire prima “durante la cruise andiamo a osservare dieci asteroidi”. Ogni missione spaziale, ovviamente, ha diverse possibilità di osservare altri corpi ma il design iniziale di missione è progettato per obiettivi scientifici precisi che devono essere prioritari».

E ora che succede? State aspettando una risposta dall’Esa?

«Sì, diciamo che l’Esa non ha ancora cominciato a fare uno studio di fattibilità per questa proposta. Poco prima o appena dopo il lancio della missione però, dovrebbero prendere in considerazione questa deviazione dall’orbita nominale e vedremo se sarà fattibile o meno».

Quindi per sapere se la vostra proposta verrà accettata o meno dovrete aspettare più di un anno?

«Eh, forse sì, ma speriamo di avere qualche risposta in più prima».

E se dovesse dirmi, secondo lei, qual è la probabilità che accettino la vostra proposta? Il dieci, venti, cinquanta per cento?

«Io sono abbastanza positiva. Secondo me se quando si parte ci sono le condizioni giuste – c’è abbastanza Delta v e la proposta viene giudicata dinamicamente fattibile – l’incontro con un asteroide prima dell’arrivo attorno a Giove verrà fatto. Magari non sarà Rosa ma qualcos’altro, ma mi sento di essere positiva».

Non c’è poi il rischio che per questa piccola deviazione qualcosa possa andar storto, tipo che Juice vada a sbattere contro Rosa, finendo per compromettere tutta la missione?

«No, perché se ci fosse anche solo il minimo rischio non lo farebbero. Non metterebbero mai a rischio l’esito della missione – giustamente, nemmeno io lo farei – per una cosa che può creare problemi».

 


Per saperne di più:

Guarda su MediaInaf Tv il servizio video del 2019 sulla missione Juice: