Scritto: Venerdì, 08 Giugno 2018 18:04 Ultima modifica: Mercoledì, 15 Agosto 2018 08:27

Hayabusa 2 accende il LIDAR e fotografa Ryugu


La sonda giapponese si appresta ad entrare nella fase più spettacolare della sua missione...

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A sinistra una immagine a lunga esposizione (178 sec) che mostra Ryugu sovraesposto e svariate stelle di campo tra Gemelli e Orione. L'ingrandimento deriva da un'altra immagine a breve esposizione (riportata nell'articolo), opportunamente sovracampionata, mentre il riquadro in alto a destra mostra un modello sulla forma di Ryugu ricavato dalla curva di luce. A sinistra una immagine a lunga esposizione (178 sec) che mostra Ryugu sovraesposto e svariate stelle di campo tra Gemelli e Orione. L'ingrandimento deriva da un'altra immagine a breve esposizione (riportata nell'articolo), opportunamente sovracampionata, mentre il riquadro in alto a destra mostra un modello sulla forma di Ryugu ricavato dalla curva di luce. Credit: JAXA / T. Mueller - Processing: M. Di Lorenzo

 Aggiornamento della mattina dell'11 Giugno: effettuata la seconda correzione di rotta (TCM-2), a una distanza di 1320 km dall'asteroide; una serie di accensioni tra le 2:30 e le 3:40 (ora italiana) ha impartito una variazione complessiva di velocità pari a 29 cm/s, riducendo la velocità relativa da 2,34 a 2,13 m/s, eliminando le componenti trasversali e allineando la traiettoria della sonda con la congiungente Terra-Ryugu. Se non avvenissero ulteriori correzioni (invece ce ne saranno), la data prevista di arrivo sarebbe tra una settimana esatta. 

 L'esplorazione dell'asteroide Near-Earth 162173 Ryugu sta per entrare nel vivo. Domenica 3 Giugno, alle 7:59 ora italiana, Hayabusa-2 ha spento tre dei quattro motori a ioni che le avevano permesso di variare la velocità di quasi 400 m/s nell'arco dei precedenti 5 mesi; in quel momento la sonda distava 3100 km da Ryugu ed aveva una velocità residua di avvicinamento dell'ordine di 3 m/s. Lo spegnimento ha decretato l'inizio della fase di approccio vero e proprio all'asteroide, un lento avvicinamento cadenzato da piccoli aggiustamenti di rotta che porteranno la sonda a soli 20 km dall'asteroide, tra 18 giorni.

H2 1articolo

Andamenti di distanza e velocità relative tra Hayabusa-2 e Ryugu nell'ultima fase di spinta dei motori a ioni (a sinistra) e nell'attuale fase di approccio (a destra); la parte in grigio è una estrapolazione semplificata di quello che avverrà nei prossimi giorni, in realtà la sonda non ridurrà gradualmente la sua velocità ma lo farà attraverso una serie di brevi frenate (TCM), quindi il risultato finale sarà una specie di "gradinata" non troppo lontana dalla linea obliqua arancione. - Data source: JAXA - Processing: M. Di Lorenzo 

 Nel frattempo, il team scientifico che controlla la sonda le ha ordinato di riprendere una serie di immagini ottiche utilizzando la fotocamera telescopica di bordo (ONC-T), utili per stabilire la posizione rispetto all'asteroide. Le sole stime basate sulle trasmissioni radio (che forniscono distanza e velocità), infatti, non sono sufficientemente precise per localizzare la sonda con una precisione migliore di 1 km, necessaria per poter effettuare correttamente la manovra di approccio. Naturalmente, queste immagini si sono rivelate preziose anche planetologi e per il grande pubblico perchè mostrano finalmente la sagoma di Ryugu non più puntiforme; al momento attuale, come mostra l'immagine in apertura, è ancora presto per distinguere dettagli superficiali ed è solo possibile intuire la forma che è approssimativamente sferica e comunque non troppo irregolare, come del resto già suggerito dalla curva di luce osservata da Terra. Anche le dimensioni precedentemente stimate sono confermate; infatti, poichè la camera telescopica ha un campo largo 6,35°, e il sensore conta 1024x1024 pixel, ciascuno di essi sottintende 22,3 secondi d'arco e questo angolo corrisponde a una scala di circa 280 metri/pixel alla distanza da cui l'immagine è stata scattata (2600 km nella notte tra il 5 e il 6 giugno). Perciò, dato che l'immagine originale qui sotto mostra una macchia di 3 pixel o poco più, si deduce un diametro di 850-900 metri, in ottimo accordo con le stime di 870-920 metri fatta da Terra e basate sulla magnitudine assoluta dell'oggetto.

180606 ONC Tzoom2

Immagine ripresa il 5 Giugno alle 21.15 (ora italiana) con la ONC-T e tempo di esposizione di 0,09 secondi. - Credit: Jaxa (Ground observation team: JAXA, Kyoto University, Japan Spaceguard Association, Seoul National University. ONC team: JAXA, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu, AIST)

  Sempre la mattina del 6 giugno è stato anche acceso il laser-altimetro, lo strumento che avrà il compito di misurare con precisione la distanza dalla superficie dell'asteroide, soprattutto durante le manovre di rilascio dei rovers e del lander (quest'ultimo sviluppato in Francia e Germania) e duramte la delicata raccolta dei campioni da rispedire a Terra tra 2,5 anni; tutte queste componenti sono mostrate nell'immagine sottostante. Il LIDAR era rimasto spento per 2 anni ed è stato riattivato gradualmente, dimostrando un corretto funzionamento; per ora si è ancora troppo lontani dall'asteroide per poter effettuare misure ma presto verrà utilizzato.

components

Le informazioni e i principali componenti della sonda in una ricca infografica JAXA (esteticamente migliorata e arricchita dal sottoscritto)

 Infine ieri è stata effettuata la prima delle operazioni di correzione di rotta (TCM-1) nell'ambito della manovra di approccio. I tradizinali propulsori a idrazina sono stati azionati più volte dalle 5:30 alle 6:40 circa (ora italiana, mentre la distanza dall'asteroide era di circa 1900 km; la spinta ha corretto la velocità anche in senso trasversale (con un Δv complessivo pari a 28 cm/s) e la velocità relativa sonda-asteroide è scesa a 2,35 m/s (8,5 km/h).

 Le due immagini qui sotto, anch'esse tratte dal comunicato stampa diffuso l'altroieri, ripercorrono il viaggio di Hayabusa-2 durato 3,5 anni, con il "gravity assist" della Terra e le 3 fasi di spinta evidenziate in arancione; la forza espressa dai motori (in genere se ne accendono 2 o 3 contemporaneamente) è mostrata sulla destra ed ha impartito alla sonda un'accelerazione tipica di 4,5·10-5 m/s2 (4,6 milionesimi di g), debole ma prolungata e quindi efficace più di un razzo tradizionale.

Thrust and orbits

Traiettoria della sonda Hayabusa durante il suo trasferimento all'orbita di Ryugu (a sinistra) e intensità della forza esercitata dai motori a ioni nelle fasi di spinta corrispondenti (a destra). - Credit: JAXA - Processing: M. Di Lorenzo

 Complessivamente, i quattro motori a ioni hanno funzionato per oltre 18000 ore producendo una Δv = 1015 m/s; questo ha portato a consumare 24 kg di Xeon (il gas che viene ionizzato e accelerato per fornire la spinta), mentre nel serbatoio ce ne sono ancora 42 kg da utilizzare nel viaggio di ritorno in due separate fasi di spinta, come mostrato nella seguente "timeline" della missione:

timeline

Credit : JAXA

 

Riferimenti:
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/press/doc/Hayabusa2_Press20180607e.pdf
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/operation/
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180608/ 

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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!

https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58 | Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

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