Scritto: Venerdì, 24 Luglio 2020 08:53 Ultima modifica: Mercoledì, 19 Agosto 2020 15:59

Il destino di Hayabusa-2


Mentre la sonda sta tornando verso Terra per recapitare il suo prezioso carico, si sta già pensando a come sfruttare il combustibile residuo per esplorare un altro piccolo asteroide tra qualche anno. Aggiornato il 19/8

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Rappresentazione artistica del momento del rilascio della capsula da parte di Hayabusa-2 in prossimità del nostro pianeta. Rappresentazione artistica del momento del rilascio della capsula da parte di Hayabusa-2 in prossimità del nostro pianeta. Credit: JAXA/Akihiro Ikeshita

Aggiornamento del 19 agosto 2020: oggi il governo australiano ha dato il benestare ufficiale alle operazioni di recupero della capsula, previste il 6 Dicembre: https://www.industry.gov.au/news-media/australian-space-agency-news/hayabusa2-re-entry-capsule-to-land-in-south-australia

 Quella di Hayabusa-2 è stata sicuramente una missione di successo, un altro fiore all'occhiello per l'agenzia spaziale giapponese JAXA e anche delle agenzie europee che hanno collaborato con essa. Noi l'abbiamo seguita passo per passo nella sua emozionante avventura durata 6 anni, dal lancio al gravity assist con la Terra fino all'arrivo nei pressi di Ryugu; poi le prime indagini a distanza, il rilascio dei minirover Minerva-II1A e BMascotMinerva-II2, l'impatto di un proiettile che ha creato un nuovo cratere sull'asteroide, la prima e la seconda raccolta di campioni, fino alla ripartenza verso la Terra, lo scorso novembre.

 La sonda, spinta dal motore a ioni che ha già fornito oltre metà della variazione di velocità necessaria a correggerne la rotta, si sta muovendo lungo un'ampia traiettoria che la porterà a passare accanto alla Terra a fine anno; attualmente, essa dista 198 milioni di km dal Sole e 82 milioni di km dalla Terra e si sta avvicinando a noi a quasi 12 km/s. Pochi giorni fa JAXA, insieme all'agenzia spaziale australiana ASA, ha annunciato la data del rientro della capsula contenente i preziosi campioni raccolti su Ryugu. Il prossimo 6 dicembre, infatti, la capsula larga 40 cm, dopo essere entrata nell'atmosfera a 12 km/s ed aver rallentato tramite lo scudo termico, atterrerà con un paracadute in una zona militare dell'Australia meridionale, nel "Woomera Range Complex". 

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Schema delle varie fasi del rientro in atmosfera della capsula - Credits: JAXA

 L'operazione ricalcherà quanto già fatto dalla prima capsula rilasciata della sorella Hayabusa che, 10 anni fa, riportò campioni di polvere dall'asteroide Itokawa. Adesso la JAXA ha ufficialmente presentato la richiesta di "Authorization of Return of Overseas Launched Space Object" al governo australiano e le due agenzie si stanno coordinando per monitorare la discesa e per eseguire la raccolta dei campioni, che dovranno essere trasportati in un laboratorio sterile senza subire alcuna contaminazione ambientale.

 Ma l'avventura di Hayabusa-2, a quanto pare, non finirà qui! Dato che a bordo ci sono ancora quantità notevoli di carburante per alimentare i motori a ioni e i retrorazzi di manovra, si sta prendendo in considerazione una "mission extension" e, tra le varie possibilità si è scelta quella di esplorare uno o due asteroidi NEO, decisamente più piccoli rispetto a Ryugu ma, proprio per questo, nuovi e interessanti; tanto più che i due obiettivi selezionati sono entrambi dei "fast rotators", con un periodo di rotazione di poco superiore ai 10 minuti, contro le 7,6 ore di Ryugu, le 12,1 ore di Itokawa e le 4,3 ore di Bennu.

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Le due opzioni di esplorazione futura per Hayabusa-2 - Credits: JAXA, Aburn University

 Le due opzioni, annunciate da JAXA tramite un tweet, sono illustrate nella grafica qui in alto. La prima prevede una complessa coreografia orbitale, con ben tre "gravity assist" con il nostro pianeta e uno con Venere tra il 2020 e il 2026, per poi giungere sull'asteroide 2001 AV43 nel 2029; peraltro, proprio l'11 Novenbre di quell'anno, è previsto che l'asteroide effettui un incontro estremamente ravvicinato con la Terra, a meno di una distanza lunare (313000 km). Questo corpo, forse un asteroide di tipo S, dovrebbe somigliare a un ellissoide allungato di 20x40 metri sulla base di osservazioni fotometriche e radar; ha un periodo di rivoluzione di 1,45 anni e uno di rotazione di 10,2 minuti e la sua orbita interseca anche quella di Marte.

 L'altra opzione di volo è ancora più intrigante perché, se da un lato il raggiungimento dell'obiettivo finale è più lontano nel tempo (estate 2031), offrirà la possibilità di fare un fugace incontro o fly-by con un altro asteroide lungo il suo percorso, nell'estate del 2026. Si tratta di 2001 CC21, stavolta un NEO di grosse dimensioni (circa 700 metri di diametro nominale), tassonomia di tipo L e con un'orbita molto ben definita e particolare, perché ha un periodo di rivoluzione di 1 anno e 18 giorni; questo lo porta a fare frequenti incontri con il nostro pianeta, però mai troppo ravvicinati dal momento che la distanza tra la sua traiettoria e l'orbita terrestre (la cosiddetta MOID) è 12,5 milioni di km; l'asteroide è di tipo Apollo ed effettua incontri ravvicinati anche con il pianeta Venere, sebbene con minore frequenza.

 Dopo altri due "swing-by" con la Terra (oltre a quello inevitabile di quest'anno), la sonda raggiungerebbe l'obiettivo finale, il piccolo asteroide 1999 KY26, anche lui un oggetto Apollo che incontra spesso la Terra. e classificato come probabilmente di tipo carbonaceo. Esso presenta una curiosa forma con una serie di "bozzi" o sporgenze a 4 diverse longitudini equispaziate, con una spiccata simmetria rispetto all'asse di rotazione; in pratica, visto dai poli, somiglierebbe a una sorta di quadrato dai vertici smussati; questo almeno è quello che si deduce dalle osservazioni radar-Doppler, effettuate da Goldstone durante il passaggio ravvicinato del giugno 1998, quando passò a poco più di 800000 km dalla Terra; in combinazione con le misure fotometriche, si è dedotto anche un periodo di rotazione di 10 minuti e 42,1 secondi e un diametro dell'ordine di 30 metri (comunque compreso tra 25 e 40 metri).

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Modello della forma dell'asteroide 1999 KY26 ricavato dagli spettri degli echi Doppler (proiezioni sulle direzioni dei tre assi cartesiani, l'asse z è quello di rotazione)  - Source: S.J.Ostro et al, 1998 - Processing: Marco Di Lorenzo

 Sarà interessante studiare la forma di un oggetto così particolare; peraltro, ricordiamoci che questi corpi "sub-PHA", anche se piccoli, sono in grado di raggiungere la superficie terrestre e fare danni in un'area circoscritta con una frequenza sicuramente maggiore dei PHA, dato che ce ne dovrebbero essere milioni che intersecano l'orbita terrestre e ne conosciamo solo una frazione piccolissima! Una volta giunta a fine missione, poi, Hayabusa potrebbe essere "deposta" in vicinanza di uno dei poli, diventando una caratteristica orograficamente importante dell'asteroide visto il rapporto di dimensioni non così esasperato, circa 15:1...


 A questo punto, vale la pena accennare a un paio di studi recentemente pubblicati su Ryugu, basati sempre sui dati di Hayabusa.

 Il primo articolo è una indagine sulle proprietà termiche della superficie dell'asteroide, ricavate con lo strumento TIR (Thermal InfraRed imager).

Surface temp

Termografia di Ryugu con lo strumento TIR il giorno 1/8/2018 - ©Shimaki et al., 2020 - Processing: Marco Di Lorenzo

 Le temperature registrate indicano una bassa inerzia termica e suggeriscono che la superficie dell'asteroide sia fortemente porosa e quindi in grado di dissipare rapidamente il calore. La curva piatta della temperatura diurna è spiegata solo attraverso la complessa topografia e le mappe seguenti riportano il modello termo-fisico adottato, in grado di giustificare le osservazioni in termini di porosità e inerzia termica.

Roughness

Thermal Inertia

Mappe globali di rugosità e di inerzia termica superficiale -  ©Shimaki et al., 2020 - Processing: Marco Di Lorenzo

 Peraltro, lo studio evidenzia che le pietre su Ryugu sono più porose rispetto alle normali condriti carbonacee e la distribuzione di rugosità, inferiore lungo il rilievo equatoriale (striscia orizzontale giallastra nella prima mappa), suggerisce che tali pietre, per effetto della debole gravità, siano rotolate via da questa regione verso le medie latitudini. Si nota anche una asimmetria tra i due emisferi, in termini di andamento dell'inerzia termica con la latitudine.

 Il secondo studio, invece, prende in esame e proprietà fotometriche globali di Ryugu e quindi la sua riflettività, ricavate con la fotocamera telescopica (ONC-T). Ne risulta che l'asteroide è scuro e presumibilmente ricco di minerali carbonacei. Di seguito, sono riportate la curva media di riflettività in funzione dell'angolo di illuminazione e la mappa globale di riflettività.

Phase Function

Riflettività

Source: Tatsumi et al. 2020 - Processing: Marco Di Lorenzo

 Abbiamo già parlato della recente, suggestiva immagine ripresa con la fotocamera telescopica in una regione della Via Lattea non distante dal centro della Galassia (la punta del piede di Ofiuco, tra il Sagittario e lo Scorpione, peraltro ben visibile in queste sere anche da noi). Qui ne riproponiamo una versione in falsi colori con tanto di mappa stellare di contesto, con i nomi delle costellazioni rigorosamente in giapponese!

Ofiuco

Mappa stellare che mostra la collocazione della regione fotografata da ONC-T sulla destra - Credits: JAXA - Processing. Marco Di lorenzo

 Infine, la NASA ha messo da poco a disposizione la pagina "Ryugu Trek" per esplorare la superficie di Ryugu, sulla base di alcune immagini raccolte da Hayabusa-2; esso permette di calcolare "percorsi" sulla superficie (con tanto di profilo di altezza), scaricare modelli dell'asteroide per la stampa 3D o anche effettuare navigazioni in modalità VR con lo smartphone (di seguito, una schermata).

RyuguTerk

 

Riferimenti:
https://spaceflightnow.com/2020/07/16/asteroid-samples-aboard-japanese-probe-on-track-for-return-to-earth-in-december/
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/topics/20200717_ReentryDate/
https://echo.jpl.nasa.gov/asteroids/ostro+1999_ky26_science.pdf
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/topics/20200626_Icarus/
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/topics/20200706_Reflectance/
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/topics/20200708_milkyway/

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

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