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.
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:
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.
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.
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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