Fly-by Plutone. Hic sunt leones !

• 11 luglio 2015

Ci siamo, l’astronautica sta per segnare una pietra miliare che resterà scolpita per sempre nei secoli futuri: stiamo per raggiungere le “Colonne d’Ercole” del Sistema Solare ed il 14 Luglio 2015, una sonda automatica sorvolerà Plutone, l’ultimo dei pianeti secondo i dizionari di astronomia del secolo scorso. La New Horizon entra quindi nell’elite delle sonde che hanno compiuto il primo fly-by con un oggetto del Sistema Solare; nel corso di 56 anni l’uomo ha raggiunto pianeti, satelliti, comete ed asteroidi. In futuro questi corpi saranno raggiunti da altre sonde per vari scopi scientifici, ma nessuno potrà più fregiarsi del primato.

Per avere un’idea della complessità tecnologica della missione, bastano alcuni numeri: la sonda (lanciata il 19 Gennaio 2006) impiegherà 3’462 giorni di viaggio per raggiungere Plutone che al momento dell’incontro si troverà ad una distanza di 4.77 miliardi di km dalla Terra. Il complesso tragitto ha portato la New Horizon a transitare, un anno dopo il lancio, nei pressi di Giove di cui ha sfruttanto l’immane gravità per accelerare, portando la sua velocità di crociera ad oltre 14 km/s. La sonda comunica con la Terra con un ritardo di circa 4.5 ore, tramite un’antenna parabolica di 2.5 m di diametro che trasmette su banda X: in pratica contattare la sonda equivale a centrare un microbo velocissimo sulla Luna! La minima distanza di avvicinamento al pianeta sarà di 12'500 km: ovvero la distanza percosa dalla New Horizon in quindici minuti (i margini di errore sono assai ridotti e non controllabili in tempo reale per lo sfasamento). Ulteriori approfondimenti sono disponibili in questo nostro articolo di due anni fà.
A partire dal tramonto e per tutta la notte Plutone in questo periodo sarà osservabile nella costellazione del Sagittario: impresa non facile perchè esso brilla di magnitudine 14 in uno sfondo compatto di stelle; occorrono cartine dettagliate con le coordinate esatte ed un telescopio da 30 cm di apertura, oppure meglio un paio di fotografie scattate a giorni di distanza per coglierne il moto proprio.

Fin da ora la missione ha confermato l’esistenza di metano congelato su Plutone: esso probabilmente deriva dal metano primordiale contenuto nella nube di gas e polveri che ha dato origine al Sistema Solare 4.5 miliardi di anni fa. Plutone e la sua luna maggiore Caronte ruotano su se stessi in orbita sincrona: le immagini giunte a noi mostrano il contrasto sulla superficie di Plutone, dominata da una zona più luminosa nell'emisfero settentrionale e una fascia discontinua di materiale più scuro che corre lungo l'equatore. Su Caronte invece la regione più scura è quella polare. Le immagini in arrivo sono spettacolari e da maggio 2015 superano in risoluzione e nitidezza tutte quelle realizzabili da Terra.

Gli obiettivi della missione sono molteplici: caratterizzazione globale geologica e morfologica di Plutone e Caronte, mappa della loro composizione chimica superficiale, caratterizzazione dell’atmosfera di Plutone ed il suo tasso di evaporazione, osservazione di fenomeni variabili sulla superficie e nell’atmosfera di Plutone, studio della ionosfera plutoniana e della sua interazione con il vento solare, studio di idrogeno, idrocarburi, nitrati vari in atmosfera, mappatura della superficie delle lune minori (Idra, Notte, Stige e Cerbero), migliorare le stime dei dati approssimati su Plutone e Caronte, ricerca di nuove lune o anelli. Nel corso dei prossimi 4 mesi tutti i dati scientifici raccolti dalla sonda saranno stati scaricati a Terra e la loro analisi terrà impegnati gli scienziati per i prossimi 2 anni.

La New Horizon è alimentata da un generatore termoelettrico a Plutonio di 245 W che converte in corrente continua il calore di decadimento radioattivo tramite effetto Seebeck (è un effetto termoelettrico per cui una differenza di temperatura genera elettricità in un circuito: è l'opposto delle celle di Peltier usate per raffreddare i CCD): tale potenza diminuisce al ritmo dell’1.5% annuo, e quindi si stima una riserva energetica di almeno 50 anni. A bordo ci sono ancora circa 35 kg di Idrazina (metà di quanto caricato in partenza) che è usato come propellente per direzionare la sonda.
Dopo il fly-by di Plutone, la NASA ha in programma di estendere la durata della missione con nuovi ambiziosi target: già a partire da fine anno inizieranno alcune correzioni di rotta verso un oggetto trans-nettuniano che sarà scelto a breve fra 2 candidati, 2014 MU69 e 2014 PN70. Entrambi scoperti l’anno scorso dal team dell’Hubble Space Telescope, essi saranno sulla traiettoria della New Horizon fra 40 mesi circa (Gennaio 2019): sono piccoli asteroidi dal diametro di 50 km circa ad una distanza di 45 UA che appartengono alla fascia di Kuiper. A meno di scoperte imprevedibili e affidandosi alle esigue scorte di propellente residuo, dal 2020 in poi la sonda rimarrà in contatto con la Terra; si prevede che essa raggiungerà nel 2047 l’eliopausa, ovvero la zona in cui si annulla il vento solare e che quindi possiamo definire come il reale confine del Sistema Solare. Da quel momento, ad una distanza tripla rispetto a Plutone, la New Horizon entrerà nello spazio interstellare, laddove già oggi si trovano le sonde Voyager 1 e 2: HIC SUNT LEONES!

Nell’immagine scattata all’Osservatorio di Sormano la sera del 12 giugno Plutone è identificabile tra i due trattini come una debole “stellina” di magnitudine 14 tra le stelle del Saggitario.