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Stand your ground, Philae!

Ieri, non lo posso negare, per me è stata una giornata esaltante. Per capire il perché, bisogna fare un balzo indietro di dieci anni, e incontrare la me stessa studente di laurea. Era il 2004, e, per la tesi, preparavo delle tesine da presentare alla discussione. Una di queste riguardava una sonda spaziale che era partita da poco, e che sarebbe giunta a destinazione niente meno che dieci anni dopo: Rosetta. La tesina si occupava del suo incredibile viaggio, complicatissimo, fatto di giri infiniti, effetti fionda e quant’altro, utili a farle raggiungere la sua destinazione finale: una cometa dal nome impronunciabile, 67P/Churyumov-Gerasimenko. Qui sotto, potete vedere una bella animazione del viaggio.


(http://www.esa.int/spaceinvideos/Videos/2013/10/Rosetta_s_twelve-year_journey_in_space)

All’epoca dieci anni mi sembravano un’eternità, per cui anche il fatto che, una volta arrivata, la sonda avrebbe sganciato un robottino, Philae, che sarebbe sceso sulla superficie della cometa, sembrava una roba fantascientifica e remota, che magari non avremmo mai visto.
Stacco in avanti, e si arriva a gennaio di quest’anno. Quando Rosetta, dopo essersi spenta per l’ultima fase del suo lungo viaggio, si è riaccesa. Ne avevo anche parlato in un post. Io non ho lavorato su Rosetta, in effetti non conosco neppure nessuno che l’abbia fatto, eppure quella tesina remota me l’ha resa un oggetto familiare, cui, in qualche modo, voglio bene, e la notizia del suo risveglio mi fece molto piacere. Ma il meglio doveva ancora venire, ed è arrivato ieri, quando Philae si è staccato e in sette ore ha raggiunto la superficie della cometa.
Quando ho appreso la notizia che Philae era atterrato mi trovavo sulla Tuscolana per fare una commissione. Il cielo stava virando lentamente al blu e intorno a me era pieno di gente. La vita scorreva normalmente, nessuno era occupato in altro che nelle sue incombenze quotidiane, probabilmente ben pochi, intorno a me, sapevano anche solo cosa fosse Philae, o Rosetta. Eppure io, alzando gli occhi al cielo, non potevo fare a meno di pensare a quel pezzetto di latta appoggiato al ghiaccio sporco di 67P/C-G, e quella piccola sentinella così lontana da noi, testimone che il nostro cervello, quando vuole, è capace di cose straordinarie. Mi sono sentita sola, in mezzo alla folla, col mio sorriso ebete che nessuno capiva, col mio entusiamo che non potevo condividere con nessuno. Eppure Philae era qualcosa che ci univa: non stava dove stava per l’orgoglio di pochi, ma per l’umanità tutta, e dimostrava quanto abbiamo capito della natura, e quanto ancora ci resta da scoprire, e ci diceva che tutto è possibile, quando si collabora, si ha costanza, si è capaci di guardare al futuro.
Allora io ve lo spiego, perché quello che è successo ieri è una cosa straordinaria.
Le comete cono oggetti antichissimi che vanno in giro per il nostro sistema solare. Sono quel che resta della nube di materiale dal quale si è formato tutto ciò che vediamo nelle nostre immediate vicinanze: Sole, pianeti, lune, asteroidi. Sappiamo che sono fatte sostanzialmente di ghiaccio, che hanno orbite ellittiche (cerchi schiacciati), che periodicamente, quando arrivano abbastanza vicine al Sole, il calore di quest’ultimo fa sublimare (ossia passare da stato solido a stato gassoso) il ghiaccio, producendo la famosa coda. Non sappiamo però un sacco di cose: i dettagli della struttura interna, per dire, l’esatta composizione. Le comete, essendo oggetti molto antichi, ci possono dare tante informazioni su com’era la nube da cui il Sistema Sola s’è formato. Inoltre, c’è un’affascinante teoria: l’esogenesi. È l’idea che la vita sia nata altrove (un altro pianeta, o addirittura nello spazio interstellare, secondo la teoria detta della panspermia) e in un secondo momento sia stata portata sulla terra, proprio attraverso le comete. Insomma, le comete sono tutto sommato oggetti semplici, ma molto affascinanti, che vale la pena studiare.
Rosetta ha raggiunto 67P/C-G il 6 agosto di quest’anno, e ha iniziato a inviare a terra immagini incredibili della cometa (qui ne trovate un bel po’). È la prima volta che vediamo così da vicino una cometa. Già questo semplice fatto era straordinario: Rosetta da sola è già in grado di inviare a terra una gran mole di dati di rilievo scientifico su 67P/C-G, la sua composizione, la sua natura. Philae era, tutto sommato, un di più, e una straordinaria scommessa. Perché atterrare su una cometa non è semplice per niente.
67P/C-G ha una massa di diecimilia miliardi di chili, e una lunghezza, lungo l’asse maggiore, di circa 4 km. Eccola paroganata alla città di Roma.


(http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2014/11/Comet_over_Rome)

Capirete che, rispetto alla Terra, alla Luna, e a qualsiasi altro oggetto su quale l’uomo abbia fatto scendere una sonda, è sostanzialmente un sasso. Poca massa significa bassa gravità, bassa gravità vuol dire che è facile staccarsi dalla superficie. Nello specifico, la gravità sulla superficie di 67P/C-G è 100 000 volte inferiore a quella della Terra. Philae, che sulla Terra pesa 21 kg, su 67P/C-G pesa circa 2 grammi. La velocità di fuga di 67P/C-G (ossia la velocità necessaria per lasciare la superficie e sfuggire alla sua forza di gravità) è di 1 m/s. Per confronto, quando un tennista spara un servizio, la palla può raggiungere tranquillamente i 200 km orari, ossia 55 m/s. Basta letteralmente un niente per staccarsi dalla superficie di 67P/C-G. Per questo, al momento della discesa di Philae la cosa più probabile era che toccasse la superficie a velocità troppo elevata e rimbalzasse via. Per evitare questo, la sonda è dotata di due arpioncini che si infilano nel ghiaccio una volta toccata la superficie, e di quattro viti, una per zampetta, che la inchiodano letteralmente al ghiaccio. Ma in ogni caso era una manovra delicatissima, resa ancor più complessa da una complicazione ulteriore: la cometa 67P/C-G si trova a circa 400 milioni di chilometri dalla Terra, e questo fa sì che i segnali inviati da Terra ci mettano circa 28 minuti a raggiungere Rosetta, e altrettanti per tornare indietro. Insomma, non c’era margine di errore.
Eppure, Philae ha toccato la superficie di 67P/C-G. Pare che l’arpioncino non abbia funzionato, mentre le viti sì, per cui ancora non è chiara la stabilità della sonda sulla superficie, ma Philae pare sia ancora lì. È ha già mandato splendide immagini della sua mamma Rosetta e della superficie della cometa (questa invece è Philae vista da Rosetta). È un trionfo assoluto della tecnologia, qualcosa di impensabile. Ma la cosa che mi piace pensare di più, è che Rosetta e Philae sono un trionfo della pace. Rosetta non l’hanno fatta gli americani, come starano pensando il 90% di voi. L’hanno fatta gli europei. L’abbiamo fatta anche noi italiani; l’ASI, l’Agenzia Spaziale Italiana, è il terzo contributore in termini economici, e l’Italia ha prodotto alcuni degli strumenti che serviranno all’analisi dati. Settant’anni fa, l’Europa era in fiamme. Per secoli è stata un luogo di guerra, incapace di stare in pace se non per brevissimi periodi. Nel corso della storia, ferite insanabili sono state inferte dall’una all’altra nazione. Settant’anni dopo, questa gente ha saputo sedersi da un tavolo, lavorare per anni, e intendo davvero decenni, se si pensa che dieci anni è durato soltanto il viaggio di Rosetta, con l’unico scopo di capire qualcosa, e capirlo per tutti. Al momento, solo la scienza può un tale miracolo. Rosetta ci insegna un’altra cosa fondamentale, della quale credo abbiamo un gran bisogno in Italia: bisogna avere una prospettiva sul futuro. Non si può continuare a guardare solo qui e ora, il nostro piccolo giardino, e con una prospettoiva temporale che non va oltre l’anno in corso. L’uomo non è fatto così. Tra tutti gli animali, siamo gli unici a poter immaginare non soltanto un progetto per la nostra vita, ma anche per la vita di quelli che verranno dopo di noi, in una prospettiva infinta sui secoli a venire. Perché non usiamo più questa straordinaria facoltà? Perché ci continuiamo a guardare la punta dei piedi? E poi bisogna osare, gettare il cuore oltre l’ostacolo. Era impossibile far atterrare Philae? Praticamente sì. Ci siamo fatti spaventare da questo? No.
Ecco. Per questo, ieri, nonostante l’umanità stesse vivendo una grande occasione di fratellanza, mi sono sentita sola in una folla che non condivideva il mio entusiasmo. E ho scritto questo pezzo (e vi assicuro che c’è voluta molta fatica e impegno) perché anche voi oggi guardiate il cielo e pensiate a cosa è riuscita a fare questa nostra specie che non è altro che un puntolino minuscolo nell’universo, eppure può esplorarlo tutto, con la forza della sua mente.

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Belle Addormentate spaziali

Era il 2004. Dieci anni fa. All’epoca la laura in fisica si conseguiva discutendo la tesi e una tesina che veniva scelta tra due che erano state preparate dal candidato, e che fossero di argomento diverso da quello della specializzazione. Se ti stavi laureando in astrofisica, la tesina non poteva parlare di astrofisica.
All’epoca, Giuliano era in Cile per la tesi di laurea. Visto che per tutta una serie di ragioni era costretto a laurearsi a luglio, un paio di settimane dopo il suo ritorno in Italia, io gli diedi una mano con una delle due tesine – che per altro poi neppure discusse, perché gli chiesero l’altra – mettendomi a reperire in giro il materiale che gli sarebbe servito per scriverla, e andando a parlare al posto suo coi professori, visto che lui stava dall’altra parte del mondo. La tesina verteva su Rosetta.
Passo indietro. Immagino più o meno tutti abbiate familiarità con la stele di Rosetta: si tratta di una stele, appunto, col medesimo testo – una specie di panegirico di un re in occasione dell’anniversario della sua incoronazione – in greco ed egiziano. La sua scoperta fu una tappa fondamentale della traduzione dei geroglifici.
La Rosetta di cui invece avrete sentito parlare questa settimana, e di cui parlava la tesina di Giuliano, è una sonda che è stata lanciata nel 2004. Si chiama così proprio dalla stele di Rosetta. Per quanto ci piaccia credere di sapere ormai più o meno tutto sull’universo, in realtà sono tantissime le cose che ancora non sappiamo, persino dei dintorni della Terra. Per esempio, non abbiamo completamente chiaro il rapporto tra asteroidi e comete. Ok, i primi sono oggetti preminentemente rocciosi, le seconde sono “palle di neve sporca”, secondo una definizione piuttosto diffusa. Ma una cometa può diventare asteroide, magari perché ha un nucleo roccioso che viene “scoperto” quando tutto lo strato ghiacciato superficiale viene sciolto? Inoltre, le comete e gli asteroidi sono quanto rimane della nube dalla quale si è formato il Sistema Solare, e quindi sono una specie di “fossili” astronomici che possono darci informazioni sulla composizione di questa nube primordiale, e dunque su come dalla nube si siano formati i pianeti. C’è poi la teoria della panspermia, secondo la quale addirittura le comete hanno portato la vita sulla Terra. La teoria è diventata famosa quando nel 2006 venne annunciato che nei detriti di una cometa raccolti dalla sonda Stardust erano state trovate molecole organiche. Insomma, le comete sono interessanti e nascondono ancora parecchi misteri. Rosetta, come la stele, si propone di decifrarli.
Rosetta, vi dicevo, è stata lanciata nel 2004. Ha compiuto un viaggio lunghissimo, che trovate illustrato in questo video.

La tesina di cui vi parlavo si concentrava proprio sulle caratteristiche meccaniche (nel senso della branca della fisica, la meccanica, appunto, che studia il moto dei corpi) del viaggio. Come vedete, più volte Rosetta sfrutta l’effetto fionda, ossia vola vicino ad un pianeta per sfruttarne la spinta gravitazionale e guadagnare velocità. Infatti, l’obiettivo di Rosetta è la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, che attualmente si trova dalle parti di Giove, e nessun razzo è in grado di spedire direttamente una sonda fin là. Durante il suo viaggio, non è stata con le mani in mano: ha misurato il campo magnetico di Marte, fatto foto di asteroidi, osservato la coda di detriti di un asteroide, confermando che non si trattava di una cometa. Poi, nel 2011, è stata spenta. Lo shut-down è stato fatto per preservare gli strumenti e le funzionalità della sonda fino al suo arrivo nei dintorni della cometa. Dopo circa tre anni, era previsto che Rosetta si svegliasse, e lo facesse da sola, senza comandi da Terra. Il risveglio è avvenuto proprio in questi giorni, nello specifico il 20 gennaio. Il risveglio era ovviamente un momento delicatissimo: per 31 mesi la sonda è stata spenta, e non ha neppure comunicato con la Terra, mentre si apprestava a raggiungere il suo obiettivo, che, ve lo ricordo, sta a quasi 800 milioni di chilometri dalla Terra (per un raffronto, la Luna dista circa 400 000 km). Le comunicazioni da parte di Rosetta al momento impiegano quasi 45 minuti per arrivare fino a noi. E insomma, se non si fosse accesa sarebbe stato un bel problema. Ma l’ha fatto. Il controllo a terra dell’ESA (European Space Agency, Rosetta è una sonda europea) si è messo in ascolto e il 20 Gennaio, alle ore 18.18 ora di Greenwich, a Terra è arrivato questo segnale qua

segno che la Bella Addormentata c’era risvegliata. Questa, invece, è stata la reazione degli scienziati coinvolti nel progetto

:P . Sono anni di lavoro che trovano compimento nel giro di pochi minuti. Io, per altro, mi commuovo sempre un po’ quando immagino che ci sono prodotti dell’intelletto umano in giro per lo spazio, così lontani da noi che noi non potremo mai raggiungerli, e che dimostrano che quando ci mettiamo di buzzo buono, quando usiamo il cervello per qualcosa di utile e creativo, siamo in grado di fare grandi cose.
Comunque. La storia di Rosetta è solo all’inizio. Una volta raggiunta la cometa 67/P-CG, Rosetta si metterà in orbita attorno ad essa. Piccola digressione: come vi dicevo, una cometa è un oggetto composto principalmente di ghiaccio e detriti. Gira intorno al Sole tipicamente con orbite molto eccentrice (ossia a forma di ellisse molto allungata); quando si trova vicino al Sole, il suo calore fa fondere lo strato di ghiaccio superficiale che, spazzato via del vento Solare (le particelle cariche emesse dal sole), forma la famosa coda. In verità di code ce ne sono due: una fatta di polvere, più pesante, l’altra di gas in stato di plasma, uno stato particolare della materia. Le code in genere sono separate, poiché quella di polvere si incurva nella direzione dell’orbita. Un’immagine vale più di mille parole: questa qua sotto è Hale-Bopp, una cometa meravigliosa che ho avuto modo di ammirare in tutto il suo splendore da ragazzina (e vi assicuro che era uno spettacolo mozzafiato, in condizioni di cielo particolarmente buio era enorme). La coda azzurra è quella di plasma, e si vedeva ad occhio nudo.


(http://siriusalgeria.net/HaleBopp.htm)

Ecco, per la prima volta Rosetta seguirà una cometa in tutte le sue fasi, per studiare come si comporta lungo l’orbita e per studiarne la struttura e la composizione. Inoltre, c’è di più: Rosetta ha un lander, ossia un robottino che si prevede atterrerà sulla cometa. Avete capito bene: un robottino tipo Spirit e Opportunity, che stanno su Marte, che atterrerà su una cometa. Che è una cosa che non ha mai fatto nessuno. Ora, atterrare su una cometa non è proprio una cosa facilissima. Saprete che noi possiamo camminare sula superficie della Terra perché c’è una forza, che si chiama forza di gravità, che ci tiene incollati al suolo. La forza di gravità è proporzionale alla massa: più è grande la massa, più è grande la forza. La massa della Terra è di 5 974 200 000 000 000 000 000 000 kg; quella della cometa 67/P-CG è stimata essere 3 140 000 000 000 kg. In soldoni, più o meno 1000 miliardi di volte più piccola. La forza di gravità sulla cometa 67/P-CG è insufficiente a tener fermo sulla sua superficie un robottino, che dovrà ancorarsi con una specie di arpione. È una cosa difficile, ma noi terremo tutti le dite incrociate perché riesca. In ogni caso, la missione Rosetta sarà un successo indipendentemente dal fatto che Philae – il lander si chiama così – riesca o meno ad ancorarsi alla cometa.
Insomma, per usare termini scientifici, io Rosetta la trovo una figata :P . Spero di aver convinto anche voi.

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