Sentinelle spaziali per lo studio di oggetti interstellari

Solo pochi secoli fa noi esseri umani pensavamo di essere al centro dell’universo, ma abbiamo scoperto che, in realtà, occupiamo una infinitesima porzione di uno sconfinato universo vivendo su un piccolo pianeta roccioso che orbita attorno a una piccola stella nel bordo di una galassia simile a centinaia di miliardi di altre galassie che si allontanano l’una dall’altra.
Fino a poco tempo fa gli scienziati potevano analizzare solo oggetti presenti nel nostro sistema solare ma oggi per il volere del caso qualcosa è cambiato, oggi possiamo guardare un po’ più lontano grazie alla scoperta di oggetti interstellari in transito nel nostro sistema solare.
Il primo nel 2017, è stato un asteroide interstellare chiamato Oumuamua che ha fatto una veloce visita al sistema solare. Oumuamua ed è stato confermato come oggetto interstellare, non tornerà più e viaggerà per l’eternità attraverso l’Universo.
Qualche mese fa, un astronomo dilettante ha rilevato la prima cometa interstellare. Gennadiy Borisov l’astronomo che ha scoperto la cometa interstellare che ora si chiama Comet 2L / Borisov.
Gli oggetti interstellari non sono facili da studiare, arrivano nel nostro sistema solare e in poco tempo lo attraversano scomparendo nelle profondità dello spazio. La cometa Borisov ad esempio, viaggiava a 32,2 km / s (20 mp / s) rispetto al Sole. Si potrebbe inviare un veicolo spaziale per studiare da vicino uno di questi oggetti interstellari? “Dovremmo arrivarci velocemente e le attuali tecnologie di propulsione sono un fattore limitante”. Cosi ha spiegato su Universetoday Richard Linares, Professore a contratto, del Dipartimento di Aeronautica e Astronautica (AeroAstro) presso il MIT.
Tuttavia Richard Linares sta sviluppando un’idea per una “fionda orbitale dinamica per l’appuntamento con oggetti interstellari” con la collaborazione della NASA . Il programma NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts) fornisce finanziamenti per “concetti aerospaziali innovativi che potrebbero abilitare e trasformare le missioni future”. Ora la NIAC ha selezionato la proposta di Linares per il finanziamento della Fase Uno.
Il programma NIAC, ben noto nei circoli delle scienze spaziali, ha finanziato studi su sonde per lo spazio profondo a propulsione nucleare leggera, sistemi di ritorno dei campioni per ambienti estremi, un Pluto Orbiter e Lander alimentati da Direct Fusion Drive e dozzine di altri.
In un comunicato stampa del MIT, Linares ha affermato che “Esistono molte sfide fondamentali con l’osservazione degli ISO “oggetti interstellari dalla Terra, di solito sono così piccoli che la luce del sole deve illuminarla in un certo modo affinché i nostri telescopi possano rilevali”.
La luce non è il solo problema, anche la velocità degli oggetti lo è. “E viaggiano così velocemente che è difficile riunirsi e lanciare una missione dalla Terra nella piccola finestra di opportunità che abbiamo prima che sparisca”, ha continuato Linares. “Dovremmo arrivarci velocemente e le attuali tecnologie di propulsione sono un fattore limitante”.
Linares ha pensato a una fionda orbitale, lo scienziato ha spiegato come funziona: “Per la prima volta, abbiamo potuto ottenere misurazioni sensibili della composizione di massa di altri sistemi solari”.
L’idea prende spunto dalle vele solari, una propulsione basata sulla pressione del vento solare. Il dispositivo, funzionerebbe allo stesso modo di una vela di una barca che intercetta il vento. Realizzata con un materiale estremamente sottile, leggero e riflettente sarebbe in grado di ricevere una spinta attraverso lo spazio. Le vele solari tuttavia hanno dei limiti, sono efficaci se adoperate su veicoli leggeri. Il veicolo concettualizzato da Linares vedrebbe una flotta di satelliti statici ai bordi del nostro Sistema Solare. Avrebbero un rapporto massa-vela-area molto basso.
Anche ai bordi del nostro Sistema Solare, arriva abbastanza radiazione solare per spingere un veicolo spaziale dotato di vela solare, purché la vela sia abbastanza grande e la massa del veicolo spaziale sia abbastanza piccola. Questa flotta di sentinelle spaziali manterrebbe la posizione fino a quando non venisse rilevato un ISO in avvicinamento al sistema solare.
Linares spiega che questi piccoli veicoli a vela avrebbero velocità iniziale pari a zero. Secondo un comunicato stampa, “Una volta rilasciato, l’energia immagazzinata nella vela solare avrebbe sfruttato l’attrazione gravitazionale del sole per lanciare il veicolo in una traiettoria di caduta libera verso l’ISO”. Se l’avvicinamento andasse a buon fine verrebbe rilasciato un piccolo veicolo in grado di orbitare attorno all’ISO e raccogliere dati. “Le missioni di Fly-by tendono ad essere più facili perché non richiedono che tu rallenti: voli oltre l’oggetto e cerchi di ottenere quante più immagini possibile in quella finestra”, afferma Linares. “Una missione rendez-vous è più difficile perché devi rallentare e abbinare la velocità dell’oggetto in modo da poter rimanere con lui per un po.  Ma più a lungo puoi stare attorno all’oggetto interstellare, migliore è il pool di dati che puoi raccogliere. La buona scienza si fa da vicino. “
Al progetto, oltre Linares sono coinvolti altri tre ricercatori, tra cui Damon Landau alla JPL. Il team ha nove mesi per elaborare il progetto e capire se è fattibile. “Studiare un primo piano interstellare del corpo rivoluzionerebbe la nostra comprensione della formazione e dell’evoluzione del pianeta”, ha detto il membro del team Benjamin Weiss, del Dipartimento di Scienze della Terra, dell’Atmosfera e del Pianeta del MIT. “Per la prima volta, abbiamo potuto ottenere misurazioni sensibili della composizione di massa di altri sistemi solari. Potremmo anche imparare quanto velocemente e quanto comunemente gli oggetti transitano tra i sistemi solari, il che ci dirà la fattibilità del trasferimento interstellare della vita”.
Il NIAC ha approvato la Fase Uno, lo studio di nove mesi per determinare la fattibilità. Se andrà tutto bene, la NIAC potrà approvare un’ulteriore fase due, quindi implementare lo studio della fase tre. Ciò darebbe al team più tempo per sviluppare il concetto.
“Vincere un premio NIAC come questo è molto prestigioso, ma anche molto difficile, perché il proponente deve percorrere una linea sottile tra un’idea innovativa che suona quasi come una fantascienza mentre è radicata nella fisica reale”, afferma Olivier de Weck, professore di aeronautica e astronautica e di sistemi di ingegneria al MIT. “Il professor Linares e i suoi colleghi hanno fatto questo alla perfezione, e questo concetto consentirà lo studio degli ISO in un modo senza precedenti bilanciando essenzialmente le due cose principali che otteniamo dal nostro sole in nuovi modi: la gravità e la radiazione.”
Gli astronomi hanno esaminato i due oggetti interstellari transitati nel sistema solare tra il 2017 e il 2019, il tempo tuttavia è stato scarso. Le indagini fatte su Oumuamua dimostrarono che avrebbe potuto essere espulso dal suo sistema solare dopo che il suo corpo genitore fu fatto a pezzi dall’azione mareale.
Sempre nell’aprile 2020, un altro studio ha mostrato che la Cometa 2L / Borisov si è formata in un ambiente molto freddo mostrando che la 21 / Borisov conteneva molto più monossido di carbonio rispetto alle comete del nostro sistema solare.
Pochi elementi che ci danno qualche suggerimento su questi sfuggenti corpi celesti. Forse Linares e il suo team potranno in futuro dimostrare che il progetto è valido cosi da usarlo per aumentare le conoscenze sugli ISO e sui loro sistemi di provenienza.
Fonte: https://www.universetoday.com/146002/a-cool-idea-to-catch-up-with-an-interstellar-visitor/#more-146002