La straordinaria missione New Horizons

Cari ragazzi avevo già parlato della missione New Horizons (leggi anche L'ex-pianeta visto da vicino), ma penso che studiando il sistema solare non ci sia niente di più appropriato che proporvi il video del volo intorno a Plutone effettuato dalla sonda della NASA e pubblicato lo scorso 14 luglio 2017. È emozionate, la degna celebrazione di una missione a dir poco grandiosa.
Alan Stern, il direttore del progetto, ha raccontato la grande avventura nel numero di Le Scienze di Febbraio 2018. Ci sono voluti 26 anni per vedere la sonda sorvolare il pianeta nano, Plutone, ma ogni ora di lavoro è stata ben spesa. Dei 26 anni, nove sono stati quelli necessari per percorrere i quasi cinque miliardi di chilometri che separano la Terra da Plutone. Nel luglio del 2015, quando la sonda è arrivata a destinazione, la missione è stata celebrata da più di 500 articoli in prima pagina, da un doodle di Google e la pagina del sito della NASA dedicata a New Horizons ha avuto più di due miliardi di visualizzazioni! Quando si dice un evento mediatico.
La NASA aveva lanciato un bando per l'organizzazione di una missione con destinazione Plutone già nel 1999, ma il costo di ciò che era stato proposto all'epoca era così alto che il progetto non partì. Nel 2000 la NASA decise di bandire un nuovo concorso che sarebbe andato all'equipe scientifica in grado di dimezzare i costi. Vinse il gruppo di Alan Stern, che propose una sola sonda con a bordo tutti gli strumenti necessari, invece che le due proposte nella maggior parte delle altre esplorazioni planetarie. La sonda sarebbe stata ibernata durante il viaggio per risparmiare il costo del personale. Il progetto fu finanziato a novembre del 2001 e rimanevano quattro anni per non mancare la finestra di lancio prevista per il gennaio 2006. Missioni come Voyager, Galileo e Cassini avevano avuto dagli 8 ai 12 anni per programmare il lancio e il doppio del budget. Lavorando 52 settimane all'anno, per 24 ore al giorno per quattro anni ce l'avrebbero fatta!

New Horizons Discoveries Keep Coming

È incredibile pensare che la sonda doveva arrivare entro una precisa finestra temporale di nove minuti e una spaziale di 55 per 100 km, dopo i nove anni e i quasi 5 miliardi di chilometri di viaggio. Per avere un'idea, era come lanciare una pallina da golf da Los Angeles a New York e centrare direttamente la buca. Al suo arrivo i sette strumenti scientifici sulla sonda avrebbero dovuto funzionare alla perfezione. Così è stato. New Horizons è equipaggiato con sette strumenti all'avanguardia. Basti pensare che lo spettrometro del Voyager 1 aveva un solo pixel, mentre quello di New Horizons ne ha 64000. Ecco la lista dei sette strumenti di New Horizons: 1) REX (Radio Science Experiment), usa la strumentazione radio della sonda per misurare temperatura e pressione dell'atmosfera di Plutone; 2) PEPSSI (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigator), è uno spettrometro per studiare densità e composizione ionica dell'atmosfera di Plutone; 3) SWAP (Solar Wind Around Pluto), è uno strumento pensato per misurare la velocità di dispersione dell'atmosfera di Plutone e le sue interazioni con il vento solare; 4) LORRI (Long Range Reconnaissance Imager), è una telecamera ad altissima risoluzione anche a grande distanza; 5) SDC (Student Dust Counter), uno strumento progettato e gestito da studenti per analizzare la polvere spaziale che ha colpito la sonda durante il suo viaggio; 6) RALPH (in onore di Ralph and Alice Kramden della serie televisiva americana "Honeymooner's"), è una telecamera-spettrometro progettata per studiare i colori, la composizione e la temperatura della superficie di Plutone; 7) ALICE (vedi strumento 6 per il motivo della denominazione), uno spettroscopio per studiare la composizione dell'atmosfera di Plutone e cercare atmosfera anche sui cinque satelliti del pianeta nano. Pensate che questi strumenti sono gestiti e comandati da quasi cinque miliardi di chilometri! È incredibile, ma vero.

New Horizons Flyover of Pluto

Prima di questa missione, poco si sapeva di Plutone. Ora sappiamo, invece, che il pianeta nano è più complesso di quanto si pensasse, soprattutto perché geologicamente eterogeneo e attivo. La sua atmosfera, che sfugge meno velocemente di quanto ipotizzato, arriva a decine di chilometri di altezza, è caratterizzata da strati concentrici di foschia, ci sono pochissime nubi, la pressione superficiale è pari a quella che si trova nella mesosfera terrestre a circa 80 chilometri di altitudine. Le foschie permettono una colorazione azzurra simile a quella della Terra. Il suo diametro, misurato con precisione, è di 2375 chilometri. Plutone è roccioso, ma solo per il 66 %, per il resto è prevalentemente formato da ghiaccio d'acqua, che costituisce anche la maggior parte della superficie del pianeta. Le prime immagini hanno permesso di vedere montagne alte fino a 4500 metri. Sono montagne di ghiaccio che sprofondano sotto il loro peso. La superficie è eterogenea: ci sono ghiacciai, faglie, terreni frastagliati e montuosi, scarpate di metano congelato (la temperatura è tra i -220 e i -230°C), pozzi e crateri. Il ghiacciaio più grande, chiamato Sputnik Planitia, in onore delle missioni Sputnik, ha una superficie di 800000 chilometri quadrati, quanto quella dell'Italia e della Spagna messe insieme. Contando il numero di crateri si è stimata l'età del suolo (più crateri ci sono, maggiore il tempo necessario per la loro formazione). Si è visto così che la superficie di Plutone ha un'età che varia da 4 miliardi a 30 milioni di anni. C'è una chiara evoluzione geologica, anche se non si conosce il motore di questi cambiamenti. New Horizons ha permesso una conoscenza diretta anche dei cinque satelliti di Plutone, in particolare di Caronte, il più grande, con un diametro che è circa la metà di quello di Plutone stesso. Infatti, insieme, Plutone e Caronte, formano un sistema planetario binario, che influenza anche le orbite degli altri quattro satelliti. Tra le caratteristiche più sorprendenti di Caronte ci sono una fascia di canyon, cinque volte più profondi del Grand Canyon e una calotta polare rossa, forse formata da metano e azoto sfuggiti all'atmosfera di Plutone e rimasti congelati al polo di Caronte, dove le radiazioni UV li hanno trasformati in sottoprodotti colorati degli idrocarburi originari.
New Horizons continua a mandare dati e immagini ed è adesso diretta verso la fascia di Kuiper, l'anello di piccoli pianeti e meteoriti che orbita intorno al Sole oltre l'orbita di Nettuno. Il suo bersaglio è il piccolo Kuiper Belt Object (KBO) 2014 MU69, che sarà raggiunto il primo gennaio 2019. È il resto più incontaminato e antico della formazione del sistema solare che sia mai stato esplorato. Ha un diametro di appena 30 chilometri e chissà cosa ci svelerà sulla formazione del nostro sistema planetario. "Nuovi orizzonti" per la sonda della NASA, che potrebbe continuare a comunicare con il pianeta Terra fino a oltre il 2030!

Referenze

S. Alan Stern (2018) Plutone svelato. Le Scienze, 594: 48 - 55.

New Horizons

Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it)