Il saluto di Rosetta alla Terra

Il 13 novembre, la sonda Rosetta dell’Agenzia Spaziale Europea è passata a circa 5300 km dalla Terra, Rosetta ha ricevuto una spinta gravitazionale da parte del nostro pianeta che le
permetterà di raggiungere il suo obiettivo finale, la cometa 67/P Churyumov-Gerasimenko, nel 2014.

Ma in che modo un pianeta accelera una sonda, lanciandola lontano nello spazio? – Quando una sonda si avvicina a una pianeta, acquista una velocità aggiuntiva grazie al fatto che
il pianeta sta orbitando intorno al Sole. Grazie alla forza di gravità, il pianeta “trascina” la sonda con di sé durante la sua orbita, infliggendo alla sonda una spinta, proprio
come accade al sasso lanciato da una fionda accelerata in avanti dal movimento della mano. Rosetta è stata progettata per sfruttare questo effetto tre volte: una utilizzando la forza
gravitazione di Marte e due volte quella del nostro pianeta.

La “fionda gravitazionale” che abbiamo descritto è una manovra puramente passiva: lasciamo che la forza di gravità faccia valere le sue leggi. Quel che è importante
però è che – dati una pianeta e una sonda – la velocità finale di quest’ultima, in direzione, verso e intensità, dipende unicamente dalla velocità iniziale.
Quindi se vogliamo che l’incontro con un pianeta fornisca alla sonda una certa velocità bisogna fare in modo che la velocità con la quale la sonda si avvicina al pianeta sia
quella giusta. È per questo che al Centro di Controllo di Missione dell’ESA, ESOC, a Darmstadt in Germania, tutto era stato preparato in anticipo di diversi mesi con un piano di
attività previste per la manovra orbitale.

Quindi era tutto previsto e automatizzato? – Non completamente. Prima del passaggio occorre determinare in modo molto preciso la traiettoria di avvicinamento del satellite, decidere
quando e se è necessario che la sonda modifichi leggermente la sua traiettoria e una serie di check point per vedere se servono ulteriori manovre di correzioni. Nel caso di Rosetta, per
esempio abbiamo acceso i propulsori a bordo della sonda 4 settimane prima del passaggio, variando la velocità di appena 3,4 cm/secondo (un decimo di kilometro all’ora) mentre la sonda
viaggiava a circa 968 kilometri orari. Questo ci ha permesso di arrivare allo swing-by con la velocità giusta per ottenere, dopo il passaggio, la velocità opportuna per proseguire
la missione come avevamo previsto.

Nel complesso il 99% dei comandi è predeterminato e telecomunicato ai sistemi di bordo della sonda, che poi lo eseguono secondo quanto previsto. L’1% dei comandi, invece, è legato
a situazioni non prevedibili che richiedono un’azione specifica in tempo reale. Per esempio nel corso del passaggio ravvicinato con la Terra, siamo entrati nelle fasce di radiazione di Van
Allen, come previsto. Si tratta di una zona in cui sono presenti moltissimi ioni elettricamente carichi, che si estende da circa 1000 a circa 40 mila km sopra la Terra. Era previsto che
all’ingresso nelle Fasce si sarebbe spento il tracciatore di stelle (star tracker), uno strumento che serve alla sonda per calcolare la propria posizione. E questo perché le
caratteristiche delle fasce di Van Allen ne rendevano di fatto inutile l’utilizzo. Una volta usciti dalle fasce di Van Allen, però, lo star tracker non riusciva a ritrovare la
configurazione, così sia intervenuti noi da Terra.

Ce l’avrebbe fatta comunque lo stesso, ma con più tempo, durante il quale i suoi dati sarebbero mancati. È solo un esempio di un piccolo problema, del tutto ordinario ma
imprevedibile. E soprattutto è un esempio del fatto che siamo in grado di intervenire in tempo reale anche per risolvere problemi su una sonda. È una testimonianza di quanto
avanzata inizino ad essere le competenze europee nel volo spaziale.

Rosetta ha approfittato del passaggio ravvicinato per realizzare anche alcune immagini spettacolari del nostro pianeta, nelle quali si vede anche una splendida Italia notturna?

In una delle immagini realizzate da Rosetta si vede l’emisfero notturno della Terra e le illuminazioni delle zone più antropizzate. Si distingue molto bene la penisola italiana.

Possiamo considerarlo come un tributo al fatto che c’è molta Italia su Rosetta, a partire dal fatto che è stata costruita nei laboratori della Thales Alenia Spazio, a Torino.
Inoltre degli 11 strumenti a bordo della navicella, due sono stati sviluppati sotto la responsabilità scientifica della comunità italiana: GIADA, il cui responsabile scientifico
è Luigi Colangeli e VIRTIS, il cui responsabile è Angioletta Corradini, entrambi dell’Istituto Nazionale di Astrofisica. Non solo: Rosetta lascerà cadere sulla cometa un
piccolo robot, Philae, dotato di altri 9 strumenti. Anche nel caso di Philae, uno degli strumenti di bordo è a responsabilità italiana: Amelia Ercoli-Finzi, del Politecnico di
Milano.

Rosetta è detta “cacciatore di comete”, ma più che una sonda-cacciatore è una sonda-archeologo, perché tra i suoi obiettivi ci sono alcuni fra i corpi più
vecchi del sistema solare, asteroidi e comete. E in particolare sarà la prima sonda a inserirsi in orbita intorno a una cometa. Che cosa vogliamo scoprire?

Quando nel 2014 intercetterà la cometa 67/P Churyumov-Gerasimenko si troverà a circa 5 unità astronomiche di distanza da Sole. A quell’epoca la cometa non sarà
ancora provvista di coda, ma consisterà in un semplice nucleo di roccia e ghiaccio. Rosetta si metterà in orbita introno alla cometa e ci permetterà di seguire da vicino
alcune fasi molto delicate che non sono mai state studiate finora, come il riscaldamento del nucleo e la nascita delle due code cometarie, quella azzurrognola di ioni e quella rossastra di
polvere. Philae, inoltre, è stato progettato per un atterraggio morbido sul corpo celeste, ed eseguirà alcune trivellazioni della sua superficie. Prima di arrivare sulla cometa,
Rosetta ci darà l’opportunità unica di studiare da vicino alcuni asteroidi: l’asteroide Steins già il prossimo settembre, mentre nel luglio 2010 sarà la volta
dell’asteroide Lutetia.

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