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L'incontro di New Horizons con Ultima Thule In evidenza

Una delle slides presentate da A. Stern con una rappresentazione della fascia di Kuiper e la traiettoria di NewHorizons.
Una delle slides presentate da A. Stern con una rappresentazione della fascia di Kuiper e la traiettoria di NewHorizons. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Tra 56 giorni ci sarà il fugace incontro tra la sonda e l'oggetto di Kuiper, per ora lontano ancora 70 milioni di km. Cosa dobbiamo aspettarci?

 Lo scorso 24 Ottobre, il team di New Horizons ha tenuto una conferenza stampa in cui si è fatto il punto sull'attesissimo "flyby" che si verificherà il primo giorno del 2019 tra la sonda e il KBO denominato 2014 MU69, ufficiosamente ribattezzato "Ultima Thule". Ripercorriamo i punti salienti di quella presentazione.

 Ultima Thule, come mostra l'immagine d'apertura, è nel bel mezzo della fascia di Kuiper. Con i suoi 30 km (circa) di diametro, non può certo competere con il doppio pianeta nano Plutone/Caronte, incontrato da NewHorizons nel luglio 2015; si tratta comunque di un oggetto 10 volte più grande del nucleo della cometa Churymov-Gerasimenko e, soprattutto, è considerato l'oggetto più remoto e primitivo mai esplorato da una sonda spaziale.

 Rispetto all'incontro con Plutone, questo presenta un numero maggiore di difficoltà e di incognite: l'orbita di Ultima (quindi la sua posizione e velocità) è più incerta perchè è stato osservato per meno tempo, non sappiamo se nei suoi paraggi ci sono mini-lune o altri detriti pericolosi, il livello di illuminazione più basso rende più difficoltoso riprendere immagini e fare misure, i tempi di comunicazione con la Terra sono più lunghi (già adesso sono necessarie ben 12 ore tra andata e ritorno dei segnali!); infine, la sonda è comunque più vecchia e con un margine di potenza minore a causa del decadimento del plutonio nelle pile RTG.

Lisse 5

Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

 Dalle recenti occultazioni (figura qui sopra) è emerso che Ultima ha una forma allungata con due rigonfiamenti, come se fosse composto da due corpi a contatto. Secondo gli esperti, la cosa più probabile è che la sua superficie sia molto primordiale, con poche modifiche e con alcuni crateri d'impatto. NewHorizons ne studierà geologia e morfologia, ricercando la presenza di elementi volatili in superficie (ghiaccio d'acqua, ammoniaca, monossido di carbonio e metano). Per farlo, utilizzarà la suite di 7 strumenti di cui è dotato (Ralph, Alice, LORRI, REX, SWOP, PEPSSI e SDC).

 In base ai piani, il sorvolo avverrà alle 6:33 (ora italiana) di Capodanno a distanza nominale di 3500 km e con una velocità relativa di 14,43 km/s; in queste condizioni, la risoluzione delle immagini dovrebbe raggiungere i 30m per pixel, quindi Ultima sottintenderà circa 1000 pixel sul sensore e si vedranno dettagli decisamente più piccoli di quelli su Plutone, come illustrato nella figura seguente:

Res

 Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

 Tuttavia, la decisione finale sulla traiettoria e quindi sulla distanza minima raggiunta dipenderanno dai risultati della campagna di "hazard avoidance observation" che inizierà a fine Novembre e durerà circa 20 giorni. Il team studierà le immagini riprese dalla sonda, che in quel periodo sarà giunta a 45-21 milioni di km da Ultima, alla ricerca di eventuali satelliti, anelli o nubi di polveri e gas attorno al KBO e solo il 16 Dicembre verrà stabilita la traiettoria definitiva. Nel caso in cui si riscontrino detriti pericolosi attorno all'oggetto, l'ultima delle 5 "Correction Maneuvers" devierà la sonda su una traiettoria più sicura a 10000 km da Ultima Thule.

FlyBy

Schedula dalla fase di approccio/allontanamento (in alto) e delle fasi cruciali del FlyBy (in basso) - Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

 Per concludere, di seguito riporto l'andamento della distanza reciproca tra New Horizon e Ultima, ricavata dalle effemeridi dal JPL/NASA estratte da Luca Cassioli; in maniera prudenziale, questo sistema di calcolo (che, curiosamente, si chiama "Horizon" anche lui) assume una distanza minima di 6000 km che è una sorta di compromesso tra le due opzioni; anche l'istante del flyby viene posticipato alle 6:59:01,74 (sempre ora italiana). Il cerchio rosso indica la posizione attuale mentre la curva in rosso che sbuca discostandosi da quella ufficiale solo nelle ore del massimo avvicinamento è stata calcolata dal sottoscritto assumendo una distanza minima "nominale" di 3500 km.

Range1

Distanza di New Horizons da Ultima Thule, in scala logaritmica. - Data source: NASA/JPL/Horizons - Data extraction: Luca Cassioli - Processing/Plot: Marco Di Lorenzo

 Un'altra curiosità riguardante le effemeridi Horizons riguarda la velocità della sonda dopo l'incontro, che risulta più bassa di un paio di cm/s. Probabilmente, la variazione è da attribuire a una sorta di "effetto fionda" negativo dato che la sonda, passando davanti a Ultima Thule, ne subirà la debole attrazione gravitazionale e cederà ad esso una minuscola porzione del suo momento angolare; è un pò il contrario di quando accaduto ad altre sonde interplanetarie (a partire da Pioneer e Voyager) che, passando dietro ai pianeti, ne hanno sfuttato l'attrazione per sottrarre loro del momento angolare e ricavarne una spinta in avanti.

Riferimenti:
http://pluto.jhuapl.edu/News-Center/Press-Conferences/October-24-2018.php

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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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