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Dawn sta per iniziare il suo "GRaND Finale"

Le orbite attraverso le quali verrà trasferita la sonda Dawn nei prossimi mesi; a destra, l'ingrandimento della porzione bordata in rosso.
Le orbite attraverso le quali verrà trasferita la sonda Dawn nei prossimi mesi; a destra, l'ingrandimento della porzione bordata in rosso. Image credit: NASA/JPL-Caltech - Processing: M. Di Lorenzo

 Presto la sonda abbasserà drasticamente la sua orbita, giungendo a sfiorare la superficie di Cerere come mai aveva fatto prima; questo permetterà di studiarne in dettaglio la composizione con lo strumento GRaND.

 L'avevamo anticipato lo scorso autunno, quando la NASA, in occasione del decimo anniversario dal lancio, annunciò che la sonda sarebbe tornata a visitare il pianeta nano da vicino; all'epoca si parlava di circa 200 km di altezza. Adesso, mentre si celebrano i 3 anni dall'arrivo su Cerere, la NASA ha alzato la posta e Dawn si appresta a iniziare l'ultima, ardita manovra che la porterà a volare undici volte più vicino alla superficie di quanto aveva fatto nel corso dell'orbita più bassa LAMO (poi ribattezzata XMO1). 

 Come racconta nei dettagli l'ingegnere capo Marc Rayman nel suo ultimo "Journal", nelle scorse settimane il team addetto alla navigazione ha lavorato alacremente generando qualcosa come 45000 possibili traiettorie e scegliendo quella ideale; egli riferisce che, spesso, c'erano oltre 100 computer che lavoravano simultaneamente al problema. A causa della scarsità del combustibile a disposizione, la manovra è complessa e si dividerà in due fasi, schematizzate nell'immagine di apertura. Inizialmente, Dawn dovrà passare dall'attuale orbita XMO5 (un'ellisse di 4400x39100 km con periodo di rivoluzione di circa 1 mese) all'orbita intermedia XMO6 (375x4800 km, periodo di 37 ore). Quest'orbita ha un'altezza media comparabile con quelle HAMO e XMO2 ed è principalmente rivolta a raccogliere spettri infrarossi e immagini da 1500-2500 km di altezza nell'emisfero sud, dove ora è estate. Il punto più basso dell'orbita cadrà invece a circa 55° di latitudine nord e avrà un'altezza confrontabile con quella dell'orbita LAMO; di questa regione, già fotografata in dettaglio precedentemente, Dawn acquisirà nuove immagini a colori.

 Dopo aver effettuato 10 orbite XMO6, Dawn riaccenderà i motori a ioni per l'ultima emozionante impresa che la porterà nell'orbita XMO7 (nome decisamente inaspettato!), un'ellisse di 35x4000 km da compiere in poco più di 24 ore. In pratica, all'altezza minima, la sonda giungerà quasi a sfiorare i rilievi e sarà come volare nella stratosfera, sulla Terra, alla quota dei palloni sonda; la differenza è che, sul nostro pianeta, una cosa simile sarebbe impossibile per la presenza dell'atmosfera che con il suo attrito frenerebbe qualsiasi satellite e anzi lo disintegrerebbe a causa della elevatissima velocità orbitale necessaria (quasi 8 km/s); invece su Cerere non c'è una vera atmosfera e, inoltre, la ridotta gravità implica una velocità orbitale di "soli" 1690 km/h nel punto più basso (0,47 km/s).

Immagine

La precessione dell'orbita XMO7, vista dal piano equatoriale di Cerere; la sonda si muoverà in senso antiorario - Image credit: NASA/JPL-Caltech

 Se tutto andrà come si spera, quindi, il prossimo 17 Aprile Dawn accenderà i suoi motori a ioni e raggiungerà l'orbita XMO6 dopo circa 1 mese di spinta, a metà Maggio. Poi, il 31 di quel mese, una nuova spinta lo porterà, nel giro di una settimana, nell'ultima strepitosa orbita.

 L'altezza minima di 35 km potrebbe oscillare, da un'orbita all'altra, di qualche km a causa di vari effetti (che Marc spiegherà nel prossimo journal e che sicuramente includono le anomalie gravitazionali del pianeta nano). Lo scopo primario non è quello di riprendere fotografie dettagliate (anzi si sa già che saranno "mosse" a causa della distanza ridotta e della velocità, anche se comunque riveleranno dettagli mai visti prima) ma di raccogliere preziose informazioni sulla composizione chimica superficiale (fino a 1 metro di profondità) tramite lo strumento "gamma ray and neutron detector" (GRaND). Durante l'orbita LAMO/XMO1 questo strumento aveva già dato indicazioni di una maggiore abbondanza di acqua a latitudini elevate, adeso si spera di ottenere informazioni ancora più chiare e dettagliate al riguardo. Peraltro, una proprietà importante dell'orbita XMO7 sarà quella di effettuare una precessione naturale, ruotando il periastro di 2° verso sud ad ogni rivoluzione, come si vede nella figura in alto; questo movimento, unito al moto di rotazione di Cerere, permetterà una mappatura completa della composizione superficiale, almeno nell'emisfero settentrionale. Purtroppo, mantenere l'assetto della sonda a un'altezza così ridotta richiederà frequenti aggiustamenti e, con le "reaction wheels" non funzionanti, questo porterà ad esaurire le riserve di idrazina entro la fine dell'anno; a quel punto, la missione Dawn sarà definitivamente terminata.

Juling e

Una porzione del cratere Juling fotografato dall'orbita LAMO nel 2016 - Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/ASI/INAF - Processing: M. Di Lorenzo

 In attesa di questi nuovi, eccitanti risultati, chiudiamo con una bella immagine ripresa 2 anni fa sull'interno del cratere irregolare Juling; sul versante nord di questo cratere (a sinistra) le osservazioni infrarosse hanno rivelato la presenza di acqua e l'estensione di questo deposito sembra essere cresciuta nell'arco di 6 mesi, da 3,5 a 5,5 km2. La variazione stagionale, la prima rivelata dalla sonda Dawn, è stata attribuita alla cattura e alla condensazione del vapore generato sul fondo illuminato del cratere e intrappolato dalle pareti fredde in ombra. Si notino, su tali pareti, anche le evidenti stratificazioni mentre in alto e a destra fanno bella mostra numerose frane che si dipartono da strutture dendritiche sulla sommità.

 

Fonti:
https://www.jpl.nasa.gov/blog/columns/dawn-journal/
https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=PIA21920

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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!

Sito web: https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58
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