“loro nomi sono THEMIS P1 e P2, ma io le chiamo ‘sonde condannate a morte’ ” (ndr: è un gioco di parole inglese, non ben traducibile, della frase “dead spacecraft walking” che fa il verso a “dead man walking”, morto che cammina, da sempre riferito ai condannati a morte, in attesa della pena capitale. Io preferisco “sonde redivive”, che rende meglio, come si vedrà nel prosieguo) dice Vassilis Angelopoulos dell’UCLA, responsabile della missione THEMIS. “Non più di tanto tempo fa le pensavamo spacciate, mentre ora stanno iniziando una nuova avventura.”
La storia inizia nel 2007 quando la NASA ha lanciato una flotta di cinque sonde all’interno della magnetosfera terrestre per studiare la fisica delle tempeste geomagnetiche. Il gruppo è stato chiamato THEMIS, dalle iniziali di “Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms” e le sonde P1 e P2 erano le più esterne del quintetto.
Lavorando assieme, le sonde hanno scoperto rapidamente una marea di fenomeni finora sconosciuti (ad esempio le colliding auroras, i magnetic spacequakes e i plasma bullets, per i quali suggerisco una ricerca in rete, visto che esulano dal contesto dell’articolo) che avvengono all’interno della coda magnetica del nostro pianeta. Queste scoperte hanno permesso ai ricercatori di risolvere parecchi misteri che circondavano da molto tempo le Luci Boreali.
La missione stava procedendo splendidamente, eccetto che per un particolare: di tanto in tanto le sonde P1 e P2 passavano attraverso l’ombra della Terra. Le sonde, dotate di batterie solari, erano state progettate per rimanere senza energia solare per un massimo di 3 ore per volta, perciò passaggi brevi attraverso l’ombra terrestre non avrebbero creato problemi. Ma in realtà con il procedere della missione, le orbite si sono modificate ed a partire dal 2009 le due sonde passavano circa 8 ore nell’ombra, ogni giorno.
Angelopoulos dice “Le sonde stavano piano piano scaricandosi e gelandosi fino alla morte: dovevamo fare qualcosa per salvarle”. Fu così che il team scientifico partorì una strategia risolutiva: dal momento che la missione stava molto bene, le sonde avevano a bordo ancora molto carburante, a sufficienza per portarle fino alla Luna. Ed aggiunge “Potremmo ottenere grandi risultati dall’orbita lunare” e fu così che nel 2009 la NASA ha approvato questo viaggio supplementare: le sonde P1 e P2 potevano così allontanarsi definitivamente dall’ombra terrestre.
Dato che ora l’obiettivo della missione era cambiato, la missione stessa doveva essere rinominata: il team scelse ARTEMIS, la dea greca della Luna (Artemide), che però deriva il nome da “Acceleration, Reconnection, Turbulence and Electrodynamics of the Moon’s Interaction with the Sun”.
Dunque il primo evento per la missione ARTEMIS si è verificato recentemente: il 25 agosto 2010 ARTEMIS-P1 ha raggiunto il punto di Lagrange L2 al di là della Luna, mentre ARTEMIS-P2 ha raggiunto il punto Lagrangiano opposto, L1, il 22 ottobre. Per grandi linee, i punti Lagrangiani sono zone dello spazio in cui la gravità della Terra e della Luna si bilanciano, creando una specie di area di parcheggio per le sonde spaziali.
“Stiamo esplorando per la prima volta i punti Lagrangiani del sistema Terra-Luna”, dice Manfred Bester, Dirigente Operativo della missione, dell’Università californiana di Berkeley, da dove la missione viene controllata, “Mai nessun’altra sonda aveva orbitato in quella zona dello spazio”.
Posizionati al di fuori della magnetosfera terrestre, i due punti Lagrangiani sono luoghi eccellenti per poter studiare il vento solare: gli strumenti di bordo avranno accesso in loco ai getti di vento solare e alle tempeste solari, man mano che si avvicinano alla Terra. Inoltre, lavorando da due punti Lagrangiani opposti, le due sonde saranno in grado di misurare la turbolenza del vento solare con scale di misura mai ottenute finora.“La missione ARTEMIS ci darà nuove conoscenze sul vento solare” è la previsione di David Sibeck, progettista di missione presso il Goddard Space Flight Center, “E siamo solo all’inizio”. La missione studierà anche la scia di plasma della Luna (plasma wake) una specie di cavità scavata all’interno del vento solare dalla Luna stessa, proprio come una scia dietro ad un natante. Sibeck aggiunge “questo è un gigantesco laboratorio naturale fornito di uno zoo di onde di plasma che sono lì in attesa di essere scoperte e studiate.”
Altro obiettivo della missione ARTEMIS è lo studio della coda magnetica della Terra: come una manica a vento negli aeroporti, il campo magnetico terrestre risulta allungato a causa del vento solare, formando una coda che si propaga verso l’orbita lunare e ben oltre. Una volta al mese, in corrispondenza alla fase di Luna Piena, le sonde ARTEMIS si troveranno proprio nel punto giusto per compiere osservazioni di questa coda geomagnetica.
“Speriamo proprio di riuscire a catturare qualche evento di riconnessione legato alla coda geomagnetica” dice Sibeck “Si tratta di esplosioni all’interno della coda geomagnetica, che somigliano molto ai flare solari, seppure in scala minore”. Le sonde potrebbero pure osservare dei plasmoidi giganti, accelerati dalle esplosioni che colpiscono la Luna durante le tempeste magnetiche.
Queste esplorazioni lontane possono però avere applicazioni più vicine a noi: le onde di plasma e gli eventi di riconnessione si hanno anche sulla Terra, ad esempio nelle camere di fusione sperimentali. Scoperte fondamentali da parte della missione potrebbero aiutare nella ricerca avanzata nell’area delle energie pulite rinnovabili.
Dopo aver passato sei mesi nei pressi dei punti Lagrangiani, le sonde si sposteranno verso la Luna stessa, all’inizio in orbita a 100 km dalla superficie e alla fine anche di meno: potranno perciò studiare quello che fa il vento solare su un mondo roccioso, sprovvisto di un campo magnetico che lo protegga.
“La Terra è protetta dal vento solare, grazie alla presenza del campo magnetico planetario” rassicura Angelopoulos “La Luna invece è esposta completamente al vento solare, non possedendo un magnetismo globale”
Lo studio di come il vento solare elettrifica, altera ed erode la superficie lunare ci permetterà di ottenere informazioni per i futuri esploratori e fornirà agli scienziati planetologi più di uno spunto su cosa sta succedendo sugli altri corpi del Sistema Solare sprovvisti di campo magnetico.
Orbitare la Luna però non è un compito facile, come noto, a causa delle irregolarità del campo gravitazionale lunare: enormi concentrazioni di massa (i mascon scoperti dagli astronauti delle missioni Apollo), nascoste proprio sotto la superficie lunare, strattonano le sonde lunari in maniera inaspettata, provocandone di tanto in tanto l’uscita dall’orbita. Le sonde ARTEMIS mitigheranno tale effetto utilizzando orbite parecchio eccentriche, con una distanza minima (il pericinzio) di alcune decine di km, ma con una distanza massima (l’apocinzio) di 18000 km.
“Le sonde si avvicineranno alla superficie lunare solamente per un breve tratto della loro orbita, accumulando variazioni con il passare del tempo” spiega Angelopoulos “Ma per la maggior parte del tempo le sonde indugeranno a 18000 km dalla superficie lunare, da dove potranno continuare lo studio del vento solare, da una distanza di sicurezza”.
Le sonde redivive, tutto sommato, avranno una lunga vita davanti a sè. (ndr: altro che sonde condannate a morte!)
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