La sonda giapponese Hayabusa-2, lanciata quasi esattamente 6 anni fa, è ormai giunta alla stessa distanza della Luna ed è entrata in una delle fasi più delicate della sua missione: dopo avere trascorso un anno e mezzo nelle vicinanze dell'asteroide NEO, era ripartita alla volta della Terra a metà novembre dello scorso anno. A settembre, giunta a 36 milioni di km a noi, ha spento i motori a ioni che l'avevano dolcemente guidata verso il suo pianeta natale ed ha cominciato ad usare i suoi razzi chimici di manovra (RCS) per affinare la sua traiettoria. Anche se il veicolo principale è destinato a sfiorarci per poi procedere verso altri obiettivi, da esso sta per staccarsi una piccola capsula che rientrerà sulla Terra con un carico prezioso: i campioni prelevati dalla superficie di Ryugu!
Per poter arrivare a questo risultato, ultimamente la sonda sta eseguendo una complessa coreografia fatta di manovre correttive sempre più frequenti, per poter "aggiustare" il tiro e consegnare la capsula esattamente nel luogo desiderato, ovvero nel deserto australiano centro-meridionale, nella Woomera Prohibited Area; si tratta di un'importante installazione aerospaziale militare e civile, la cui mappa è riportata qui sotto. La capsula, infatti, non è dotata di motori di manovra e, una volta distaccata dalla sonda madre, procederà per inerzia sulla traiettoria precedentemente impostata e che deve essere quindi assolutamente precisa.
La riserva di Woomera, con le zone e l'autostrada che verranno chiuse in occasione del rientro della capsula - Credits: Government of South Australia / Jaxa
Tre settimane fa, illustrammo le prime manovre correttive pianificate, denominate TCM-0, TCM-1 e TCM-2, effettuate tra Settembre e Novembre, quando la sonda distava ancora più di 8 milioni di km; quelle manovre hanno permesso di impostare una traiettoria provvisoria di sicurezza, destinata a passare quasi 300 km sopra la superficie terrestre. Adesso che Hayabusa-2 è tremendamente vicina, le operazioni sono divenute davvero frenetiche: il 26 novembre, la terza "Trajectory Correction Maneuver" (TCM-3) ha impostato una nuova traiettoria diretta approssimativamente al luogo di rientro in Australia; per fare questo, è stata sufficiente una deflessione minima di 1,2 m/s, pari a 0,0085° in termini di angolo tra la direzione iniziale e quella finale. Lo scopo era quello di dirigere la sonda verso il luogo desiderato con un errore massimo di 10 km e questo, a 3,6 milioni di km dalla Terra, equivale a colpire una zona grande come una coccinella da una distanza di 1 km!
Infografica che mostra l'effetto delle manovre correttive TMC-3 e TMC-4 sull'ampiezza della regione prevista di atterraggio. - Credits: JAXA
Quattro giorni dopo questa manovra correttiva, il team di navigazione ha determinato posizione e traiettoria esatta del veicolo e scelto la soluzione ottimale per le successive manovre. La mattina del 1 dicembre, quando la sonda stava per penetrare la sfera di influenza gravitazionale terrestre, è arrivata la TCM-4, con una correzione di soli 4,6 cm/s che ha spostato di 33 km il punto previsto di atterraggio, riducendo nel contempo l'ellisse di errore da 100x230 km a 100x150 km.
Arriviamo così all'evento di domattina, il distacco della capsula dalla sonda madre, previsto intorno alle 6:30 ora italiana a circa 220000 km dalla Terra. La sequenza verrà trasmessa in diretta a partire dalle 5:30 su questo link, per chi volesse fare la levataccia e vederla.
Infografica che mostra in dettaglio le fasi finali del fly-by e del rientro il 6 dicembre - Credits: JAXA
L'ultima manovra TCM-5 verrà eseguita dalla sonda madre per evitare di seguire il destino della capsula e bruciare nell'atmosfera. Essa avverrà in più fasi, con 3 accensioni consecutive che si concluderanno alle 10 ora italiana, a una distanza di 160000 km da Terra. Domani, poco prima delle 18 in Italia, Hayabusa-2 entrerà nell'ombra della Terra, a 12000 km di altezza, e cercherà di fotografare la capsula mentre si appresta ad entrare nell'atmosfera. L'ingresso in atmosfera, a 120 km di altezza, è previsto quando in Italia saranno le 18:28:27; la fase "fireball", tra 80 e 40 km di altezza, durerà 36 secondi e rallenterà la capsula da 11,6 a 3 km/s (dunque una decelerazione media di oltre 24g); poi, dopo una discesa "balistica" di 2-3 minuti, lo scudo termico si staccherà a circa 10 km di altezza e il paracadute verrà aperto, riducendo la velocità di caduta da 100 m/s a soli 0,1 m/s durante il touchdown, circa 20 minuti dopo.
L'operazione di rientro e recupero ricalcherà quanto già fatto dalla prima capsula rilasciata della sorella (che allora si chiamava semplicemente Hayabusa ma che adesso forse è più corretto indicare come Hayabusa-1); 10 anni fa, essa riportò pochi campioni di polvere di un altro asteroide, Itokawa, con una composizione differente da Ryugu. I preparativi fervono e la squadra giapponese, in collaborazione con i colleghi australiani, ha già approntato una piccola "camera pulita" che ospiterà la capsula appena raccolta, come si vede qui sotto.
Credits: Jaxa - Processing: Marco Di Lorenzo
Ricordiamo
Riferimenti:
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/enjoy/material/press/Hayabusa2_Press_20201130_ver8_en2.pdf
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/topics/20201204_ts4/
GOOGLENEWS
