Prima di parlare dell'ultima impresa, vediamo cosa ha fatto Hayabusa-2 nella fase precedentex.
Box-B operations
Per Box-B, lo ricordiamo, si intende quella regione intorno alla “Home position” (Box-A) e sempre a 20 km dall'asteroide ma spostata trasversalmente rispetto ad essa. In pratica, essa è stata percorsa dalla sonda per studiare Ryugu da angolazioni diverse dalla congiungente Terra-Ryugu, con angolo di illuminazione differente; questi spostamenti trasversali erano stati già effettuati due volte in precedenza, la terza occorrenza si è verificata tra il 5 e il 12 gennaio e, in questo caso, lo scopo è stato quello di riprendere Ryugu “in opposizione”, cioè illuminato frontalmente, con un angolo nullo tra la direzione Ryugu-Sole e quella Ryugu-Hayabusa2 (angolo θ nella figura sottostante).
Image credit: JAXA
Quello che succede quando un oggetto dalla superficie irregolare o coperta di polvere (regolite) viene illuminato frontalmente è il cosiddetto “effetto opposizione”, ben illustrato dall'immagine seguente ripresa dalla telecamera grandangolare ONC-W1 lo scorso 25 Ottobre durante la prova generale di touchdown denominata “TD-1 R3”, a soli 450 metri d'altezza. Come si vede, attorno alla piccola ombra proiettata dalla sonda quasi al centro dell'asteroide appare una regione nettamente più luminosa. Essa è dovuta al fatto che le ombre proiettate da sassi e grani di polvere, quando l'illuminazione è frontale, scompaiono e quindi vediamo solo porzioni di superficie completamente illuminate.
Image credit: JAXA, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu, AIST.
Se la ripresa viene effettuata da una camera con un campo di vista molto più ristretto, come lo strumento telescopico ONC-T, allora l'effetto riguarda l'intero asteroide che si dimostra completamente uniforme e quasi bidimensionale, a riprova del fatto che la sue superficie non esibisce grosse variazioni di albedo (riflettività) e che le differenze che normalmente si vedono sono dovute quasi esclusivamente all'orografia e all'illuminazione laterale. In questo caso, l'asteroide entra nell'inquadratura perchè lo scatto è fatto da molto più lontano, ben 20 km di distanza (nel Box B, appunto).
Immagine catturata nelle prime ore del 9 gennaio con angolo di fase nullo, usando la “Optical Navigation Camera – Telescopic” (ONC-T). Image credit: JAXA, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu, AIST.
Tuttavia, al centro dell'immagine, salta all'occhio un punto nettamente più luminoso, indicato dalla freccia. Esso è un oggetto artificiale, il “Target Marker B” (TM-B), rilasciato dalla sonda lo scorso Ottobre proprio in prossimità del punto in cui la notte scorsa è stato effettuato il Touch-down. Il motivo per cui appare così luminoso è che la piccola sfera che lo costituisce è rivestita di un materiale catarifrangente, analogo a quello dei segnali stradali.
Dopo aver verificato l'efficacia del Target Marker, la quarta operazione “Box-B” ha avuto luogo tra il 18 e il 31 gennaio e stavolta lo scopo è stato quello di inquadrare per la prima volta le regioni polari settentrionali di Ryugu. In effetti, durante una analoga operazione svolta alla fine dell'estate scorsa, Hayabusa aveva fotografato le regioni intorno al polo sud. Stavolta, è stato preso di mira il polo Nord che ha mostrato una struttura meno frastagliata, anche se comunque caratterizzata da alcuni grossi massi. La banda chiara che attraversa l'asteroide passando sotto il suo centro è la protuberanza equatoriale (Ryujin Ridge) e su di essa si trova anche il sito prescelto per l'atterraggio della notte scorsa (freccia rossa).
Immagine catturata nella notte tra il 24 e il 25 gennaio, con il polo Nord in alto. Image credit: JAXA, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu, AIST.
Il touch-down
Prima dell'esplorazione ravvicinata su Ryugu da parte di Hayabusa-2, il piano era di effettuare il primo Touchdown a fine Ottobre, in una regione pianeggiante e libera da ostacoli ampia almeno 100 metri; questo perchè inizialmente si stimava che la precisione del sistema di navigazione fosse dell'ordine di ± 50 metri. Poi ci si è resi conto che la superficie dell'asteroide era completamente ricoperta da massi e ciottoli di diverse dimensioni e non c'erano regioni sufficientemente pianeggianti nemmeno di 30 metri.
Alla fine, l'operazione è stata rinviata a Febbraio ma nel frattempo si è selezionata la regione migliore, denominata “L08-E1”, e si è sganciato il Target Marker nelle sue vicinanze, come illustrato nel mosaico seguente; essa soddisfa i requisiti richiesti, tra i quali una latitudine compresa nella fascia ±30° e una pendenza superficiale media inferiore a 30° (entrambe per consentire alla sonda di rimanere costantemente in contatto con la Terra e con i pannelli solari orientati approssimativamente verso il Sole), una temperatura superficiale inferiore a +97° C e l'assenza di massi più alti di 70 cm, al fine di evitare che il corpo della sonda li urtasse considerando che il collettore (Horn) ha una lugheza di circa 1 metro.
Il sito di atterraggio L08-E1 (viola) e la posizione del Target Marker (croce bianca) in confronto ale dimensioni della sonda (in basso a sinistra). - Credits: JAXA
I tentativi di discesa, nello scorso autunno, hanno mostrato che la sonda sarebbe stata capace di avvicinarsi con sufficiente precisione alla regione selezionata, pur avendo quest'ultima un raggio di soli 3 metri. Così, alle 5:13 (ora italiana) di ieri la sonda ha acceso i motori ed è iniziata la discesa a 90 cm/s. Poco dopo le 11, giunta a 4,5 km di distanza, la velocità è stata ridotta a soli 10 cm/s e alle 23:40 la sonda era a soli 45 metri dalla superficie dell'asteroide ed è iniziata la fase di "hovering" mentre le comunicazioni passavano all'antenna a basso guadagno. Infine, giunta a 8,5 metri dall'obiettivo, la sonda ha utilizzato il riferimento del Target Mark per allinearsi con il moto dell'asteroide ed assumere il giusto assetto rispetto alla superficie, prima di posarsi. A contatto avvenuto, un proiettile di tantalio di 5 grammi è stato sparato a una velocità di circa 300 m/s sulla superficie, al fine di sollevare materiale da raccogliere nel collettore.
I due schemi qui sotto mostrano, rispettivamente, l'intera manovra e il dettaglio della fase cruciale.
Credit: JAXA
Credit: JAXA
Di seguito, una animazione delle ultime fasi di avvicinamento, tratte dalla galleria di immagini pubblicate in tempo reale.
Ultime immagini dell'approccio di Hayabusa-2 a Ryugu riprese dalla ONC-W1 - Credits: JAXA
L'ultimo fotogramma della sequenza, opportunamente processato per mostrare meglio le differenze di luminosità su piccola scala, è quello mostrato nell'immagine di apertura, a sinistra. sempre in apertura, a destra, c'è una eccezionale ripresa arrivata e mostrata durante la conferenza stampa tenuta nei locali JAXA, circa un'ora dopo il touchdown. Essa mostra, da una distanza di pochi metri, il terreno in cui è appena avvenuto il contatto (al centro), più scuro perchè perturbato dai retrorazzi della sonda che sta lentamente risalendo. Si notano anche diverse chiazze scure sfocate che sono probabilmente grani di polvere sollevati durante il touchdown e depositati sulla lente della fotocamera grandangolare (probabilmente, da ora in poi affliggeranno le immagini ONC-W1 un pò come le cicatrici riportate da un guerriero in una battaglia!!).
Nella una conferenza stampa il Project Manager ha mostrato anche l'andamento della temperatura superficiale registrata da Hayabusa-2, con un netto incremento che testimonia l'avvenuta espulsione del proiettile da parte del "proiettore"; il calore sviluppato dall'impatto ha fatto salire la temperatura di circa 10 °C.
Credits: JAXA
Per concludere, i volti stanchi ma soddisfatti del team che ha seguito la discesa...
Credit: JAXA
Riferimenti
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/topics/20190220e_BoxB/
/http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/topics/20190220e_TDPoint/
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/topics/20190221e_TD1-L08E1_Schedule/
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/galleries/onc/nav20190221
https://www.14dd5266c70789bdc806364df4586335-gdprlock/watch?v=WmPQmVVtE5A
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