Guardare nello spazio è una tecnica collaudata per far passare più velocemente lunghi viaggi, ma non è una tecnica spesso applicata alla scala del sistema solare.
Questo è esattamente l’approccio a cui si è rivolto un team di scienziati nella speranza di lanciare un giorno una missione su una famiglia di strani corpi ghiacciati chiamati Centauri. I ricercatori avevano proposto una missione alla NASA nel 2019 che sarebbe volato da due centauri nella classe di missione scientifica planetaria più piccola dell’agenzia. La NASA ha deciso di non perseguire l’idea; infine il processo si è concluso con la selezione nel giugno 2021 di due nuove missioni su Venere.
Ma gli scienziati dietro l’idea della missione non erano ancora pronti a lasciarla andare. “Dopo aver messo insieme una missione spaziale e aver passato tutto quel tempo a pensare a quanto sarebbe fantastico se potessi farlo, ne sei ancora davvero entusiasta”, Kelsey Singer, scienziato planetario del Southwest Research Institute in Colorado , ha detto a Space.com.
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Quindi Singer e i suoi colleghi hanno dato un’altra occhiata alla loro idea e l’hanno aggiornata. Erano fiduciosi sui risultati scientifici che la missione poteva offrire e sull’importanza di visitare da vicino i Centauri. Ma tra un sorvolo e l’altro, il veicolo spaziale ha dovuto compiere enormi viaggi che hanno lasciato gli scienziati senza nuovi dati per un massimo di cinque anni.
E la crociera non è entusiasmante. “Non è la nostra parte preferita della missione, mettiamola così”, ha detto Singer. Il team aveva pensato ad alcune opzioni per sfruttare al meglio questo tempo nel concetto di missione originale, ma ha deciso di rivisitare le lunghe crociere quando ha aggiornato l’idea.
“Poi ci siamo resi conto che c’è una domanda così alta per il tempo del telescopio spaziale”, ha detto Singer. “E sarebbe anche un ottimo modo per riempire il tempo di crociera.”
Un tale telescopio spaziale dovrebbe essere uno strumento aggiuntivo ottimizzato per astrofisicapiuttosto che uno strumento scientifico planetario modificato, gli scienziati hanno deciso, per garantire che tutti ricevessero dati utili.
Un telescopio spaziale da cavalcare non è il modello abituale per i veicoli spaziali che si occupano di scienze planetarie o di astrofisica, ma Singer e i suoi colleghi sostengono che la loro missione offre alcuni vantaggi reali anche agli scienziati che non hanno alcun interesse per gli strani e ghiacciati Centauri.
“Ci sono alcuni vantaggi nell’andare tanto lontano quanto vorremmo, e non è molto comune avere un telescopio spaziale così lontano”, ha detto Singer.
Per uno, non c’è interferenza atmosferica per offuscare la vista, ovviamente, ma questo è vero per tutti i telescopi spaziali. Ciò che il viaggio verso i Centauri offrirebbe in modo unico è uno strumento che potrebbe avere un campo visivo più ampio e un angolo diverso sugli oggetti nel sistema solare rispetto, ad esempio, al Telescopio spaziale Hubble intrappolato in orbita attorno alla Terra. Inoltre, la polvere nel sistema solare interno riflette la luce che una missione nello spazio profondo potrebbe evitare, affinando la sua visione.
Non è un sistema che farebbe appello, o addirittura sarebbe fattibile per, tutta la ricerca. Ma non è necessario; ha lo scopo di aumentare i rendimenti della scienza, non di sostituire la flotta di telescopi spaziali della NASA. “Vorremmo non replicare qualcosa che è già stato pianificato”, ha detto Singer. “Vorremmo davvero provare a riempire un buco”.
Destinazioni ghiacciate
Anche con il lavoro astronomico aggiunto, il cuore della missione rimarrebbero i Centauri. Questi oggetti hanno preso il nome perché mostrano le caratteristiche sia degli asteroidi che delle comete, ricordando agli astronomi gli esseri mitici che univano una testa e un busto umani con il corpo di un cavallo.
Ora, gli scienziati sanno che i centauri sono descritti più accuratamente come i predecessori di una cometa. “Lo sono fondamentalmente fascia di Kuiper oggetti che sono più vicini “, ha detto la cantante, riferendosi ai corpi ghiacciati scoperti dopo Nettuno. “Sono stati in un certo senso in questo profondo congelamento, e ora sono solo, per caso, interazioni gravitazionali, che vengono respinti. “
Gli scienziati sanno che i Centauri sono nuovi arrivati nel regno dei pianeti giganti perché la regione è un territorio pericoloso; un oggetto può oscillare solo per così tanto tempo prima che un pianeta entri in collisione con esso o lo faccia rimbalzare verso l’interno o verso l’esterno, su una scala da 100.000 a 10 milioni di anni, una piccola frazione dell’età del sistema solare.
“Tutti pensano che lavorino su corpi primitivi”, ha detto Singer. “Ma non sono nemmeno vicini ai primitivi rispetto agli oggetti della Cintura di Kuiper, perché sono successe così tante cose”. Asteroidi sono gli avanzi della formazione dei pianeti, certo, ma alcuni hanno subito così tante collisioni che sono solo cumuli di macerie.
Gli asteroidi troiani, la maggior parte dei quali orbitano attorno al sole alla stessa distanza di Giove, sono talvolta soprannominati “fossili” della formazione del sistema solare: ecco perché la NASA ha lanciato il Missione Lucia nell’ottobre 2021 per sorvolare una manciata di questi oggetti. Ma mentre Centauri e Troiani probabilmente si formarono nello stesso luogo gelido, i Troiani raggiunsero l’orbita di Giove molto prima di quanto i Centauri lasciassero il loro congelatore.
Anche se gli scienziati sperano che i centauri siano incontaminati, quell’aggettivo non dovrebbe in alcun modo implicare noioso. “Hanno atmosfere, in alcuni casi sono in coma come le comete”, ha detto Singer. “C’è anche l’opportunità di avere una vera geologia”.
Ma c’è di più. “La cosa davvero strana è che alcuni di loro hanno anelli e non abbiamo idea di come si siano formati fondamentalmente”, ha detto Singer. “Ci sono molte idee divertenti là fuori, ma non abbiamo molti dati per definire come formare: questi sarebbero i primi piccoli corpi con anelli che verrebbero visitati”.
Viene chiamato il più grande di questi oggetti Chariklo. Scoperta nel 1997, Chariklo è larga circa 300 chilometri, orbita attorno al sole tra Saturno e Urano e ha un sistema ad anello. Ma l’orbita di Chariklo significa che l’oggetto non trascorre molto tempo sul piano principale del sistema solare, quindi il tempismo di una visita è complicato.
“Ci piacerebbe dire che andremo al più grande, ma il più grande non è molto facile da raggiungere”, ha detto Singer. Invece, la missione prende di mira il secondo centauro più grande, chiamato Chirone. “Chirone è una specie di punto debole, perché ha un’orbita molto più piacevole e possiamo anche andare su molti altri oggetti contemporaneamente a Chirone”.
Scoperto due decenni prima di Chariklo, Chirone è largo circa 220 km e vaga anche tra le orbite di Saturno e Urano, solo con un’inclinazione molto inferiore. Scienziati pensa che abbia gli anelli e sputa materiale nello spazio. “Ci piace descriverlo come un mini-pianeta perché ha tutte queste cose interessanti in corso”, ha detto Singer.
“Non è una patata spaziale”, ha aggiunto. “È difficile persino indovinare come potrebbe essere la superficie, ma avrebbe sicuramente una geologia interessante e con ogni probabilità cose che non abbiamo mai visto da nessun’altra parte”.
Il percorso per il lancio
L’aggiunta del telescopio spaziale al progetto ha spostato il concetto di missione dalla categoria scientifica planetaria più piccola della NASA alla classe New Frontiers di medie dimensioni e la missione si baserebbe sul lavoro di una precedente missione New Frontiers, Nuovi orizzontisu cui ha lavorato anche Singer.
Quella navicella spaziale è stata lanciata nel 2006 e ha sorvolato Plutone nel 2015, fornendo il primo sguardo ravvicinato al mondo e rivelando fenomeni che gli scienziati non si sarebbero mai sognati di trovare lì; il veicolo spaziale ha anche sorvolato un oggetto della cintura di Kuiper ora soprannominato Arrokoth nel 2019. L’orbita di Urano, il raggio esterno del roaming di Chirone, è la metà di quella solare sughero cioè, riducendo drasticamente la durata di una missione sul Centauro rispetto al volo di New Horizons.
Come New Horizons, la missione Centaur sorvolerebbe piuttosto che orbitare attorno ai suoi obiettivi, raccogliendo quanti più dati possibili durante il breve incontro.
Ma la missione Centaur porterebbe anche rinforzi: minuscoli cubi, forse fino a 10 di loro. Ad ogni passaggio ravvicinato, gli scienziati avrebbero schierato uno di questi esploratori, disponendo il cubesat in modo che sorvolasse il Centauro circa mezza giornata prima o dopo che l’astronave principale lo avesse fatto. Questo è mezzo giorno centauro, non mezzo giorno terrestre: con il programma sfalsato, il lato che la navicella spaziale principale ha visto di notte sarebbe alla luce del giorno per il cubesat; unisci i due passaggi ravvicinati e gli scienziati potrebbero mappare l’intera superficie del mondo.
È una tecnica che Singer crede sarebbe fattibile in molte più destinazioni rispetto ai Centauri – purché tu voglia studiare le rotazioni almeno ogni 20 giorni terrestri circa, la logistica funziona, ha detto.
La prossima volta è prevista la NASA richiedere idee per le missioni New Frontiers entro il 2024. Gli scienziati non sanno ancora quali corpi del sistema solare saranno prioritari per quel round di proposte; quelle priorità provengono da un enorme piano decennale che gli scienziati prevedono di essere pubblicato in circa un mese.
Per ora, Singer e i suoi colleghi sono concentrati sul rendere il concetto di missione il più forte possibile e sostenere l’idea che vale la pena considerare le missioni interdisciplinari, un approccio che non corrisponde al processo tradizionale della NASA per la selezione delle missioni. “Non ho visto nient’altro là fuori come questo, ma penso che sia principalmente solo a causa del modo in cui è la struttura dei finanziamenti”, ha detto.
“La cosa grandiosa, inoltre, è che continuiamo a scoprire più Centauri”, ha detto Singer. “Quindi questo andrà solo meglio, fortunatamente.”
Il concetto di missione è descritto in a carta pubblicato lo scorso autunno sulla rivista Planetary and Space Science.
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