Illustrazione della sonda spaziale Psyche della Nasa, il cui lancio è previsto nell’agosto 2022. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/Asu
Psyche è la quattordicesima missione del Discovery Program della Nasa. Selezionata nel 2017, verrà lanciata nell’agosto del 2022 e arriverà nella fascia principale degli asteroidi nel 2026, dove orbiterà attorno a un mondo inesplorato che dalla Terra riusciamo a malapena individuare: l’asteroide 16 Psyche.
16 Psyche è l’asteroide di tipo M più pesante conosciuto e si pensa che sia il nucleo di ferro esposto di un protopianeta. Dai telescopi terrestri e spaziali l’asteroide appare sfuocato. Quello che gli scienziati sanno, dai dati radar, è che ha la forma di una patata e che ruota su un fianco. Analizzando la luce riflessa dall’asteroide, gli scienziati hanno ipotizzato che sia insolitamente ricco di metalli. Una possibile spiegazione è che si sia formato all’inizio del Sistema solare, come nucleo di un planetesimo o come materiale primordiale che non si è mai fuso. Questa missione vuole scoprirlo e, nel farlo, aiuterà a rispondere a domande fondamentali sulla formazione del Sistema solare.
La missione di Psyche caratterizzerà la geologia, la forma, la composizione, il campo magnetico e la distribuzione di massa di 16 Psyche. «Se risultasse avere un nucleo metallico, farebbe parte della primissima generazione dei nuclei nel nostro Sistema solare», ha affermato Lindy Elkins-Tanton dell’Arizona State University, alla guida della missione Psyche. «Ma non lo sappiamo e non sapremo nulla di sicuro fino a quando non ci arriveremo. Volevamo porre le domande principali sul materiale che ha costruito i pianeti. Siamo pieni di domande e abbiamo poche risposte. Questa è vera esplorazione».
Gli scienziati hanno selezionato una suite di strumenti che include un magnetometro per misurare e mappare il campo magnetico residuo dell’asteroide, un imager multispettrale per avere immagini ad alta risoluzione usando filtri per discriminare tra componenti metallici e silicati, e spettrometri per indicare di cosa è fatta la superficie misurando i raggi gamma e i neutroni da essa emessi. Ma prima di potere mettere in funzione questi strumenti, occorre raggiungere l’asteroide ed entrare in orbita. Dopo il lancio dal Kennedy Space Center della Nasa nell’agosto 2022, Psyche oltrepasserà Marte nove mesi dopo, sfruttando la forza gravitazionale del pianeta per lanciarsi verso l’asteroide. È un viaggio lunghissimo, di circa 2.4 miliardi di chilometri.
Questa illustrazione mostra come la sonda Psyche della Nasa esplorerà l’asteroide Psyche, iniziando con un’orbita A ad alta quota e calandosi gradualmente nell’orbita D mentre conduce la sua indagine scientifica. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech
La sonda si avvicinerà all’asteroide verso la fine del 2025. Solo allora il team della missione accenderà le telecamere e potremo finalmente avere una panoramica nitida di 16 Psyche, rivelando per la prima volta le caratteristiche superficiali di questo strano mondo. Le immagini saranno fondamentali anche per orientarsi ed entrare in orbita, nel gennaio 2026. Inizialmente l’altitudine sarà elevata, a circa 700 chilometri sopra la superficie dell’asteroide. Durante la prima orbita verrà misurato il campo gravitazionale dell’asteroide e solo successivamente, avendo ben compreso il campo gravitazionale, la sonda potrà avvicinarsi alla superficie, completando la missione scientifica in poco meno di due anni.
16 Psyche sembra essere bitorzoluto, più largo che alto. Nel suo punto più largo dovrebbe essere circa 280 chilometri. La distribuzione di massa sembra essere irregolare: alcune parti potrebbero essere meno dense, come una spugna, e altre più compatte e massicce. Le parti dell’asteroide con più massa avranno una gravità maggiore, esercitando una maggiore attrazione sulla sonda.
Per studiare il campo gravitazionale dell’asteroide, il team della missione utilizzerà il sistema di telecomunicazioni del veicolo spaziale. Misurando piccoli cambiamenti nelle onde radio in banda X che rimbalzano avanti e indietro tra il veicolo spaziale e le grandi antenne del Deep Space Network intorno alla Terra, gli ingegneri potranno determinare con precisione la massa dell’asteroide, il campo gravitazionale, la rotazione, l’orientamento e l’oscillazione.
Il team ha già elaborato diversi scenari e ideato migliaia di “possibili Psyche” – simulando variazioni nella densità e massa dell’asteroide e nell’orientamento del suo asse di rotazione – per gettare le basi del piano orbitale. Gli scienziati possono testare i loro modelli con simulazioni al computer, ma non c’è modo di sapere con certezza quale sarà la soluzione finale finché la sonda spaziale non arriverà effettivamente a destinazione.
Impressione artistica dell’asteroide Psyche, largo circa 226 chilometri, obiettivo dell’omonima missione della Nasa. Sulla base dei dati ottenuti dalla Terra, gli scienziati ritengono che l’asteroide sia composto da metallo e roccia. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/Asu
Nei successivi venti mesi dall’arrivo, la sonda utilizzerà il suo delicato sistema di propulsione elettrica per immergersi in orbite sempre più basse. Le misurazioni del campo gravitazionale diventeranno più precise man mano che il veicolo spaziale si avvicinerà e le immagini della superficie saranno sempre più dettagliate, consentendo al team di migliorare la propria comprensione del corpo. L’orbita finale sarà a circa 85 chilometri sopra la superficie.
Dunque questo è il viaggio di Psyche, che partirà tra meno di un anno per tentare di risolvere i misteri di un asteroide unico nel suo genere: da dove viene, di cosa è fatto e cosa ci può insegnare sulla formazione del Sistema solare.
«Gli esseri umani sono sempre stati esploratori», conclude Elkins-Tanton. «Siamo sempre partiti dal luogo in cui siamo per scoprire cosa c’è oltre quella collina. Vogliamo sempre andare più lontano. Vogliamo sempre usare l’immaginazione. Fa parte di noi. Non sappiamo cosa troveremo e mi aspetto che rimarremo sorpresi».