Osiris-Rex mordicchia Bennu…

… MA NON CHIUDE LA BOCCA

Poco dopo la mezzanotte di mercoledì 21 ottobre 2020, la sonda Nasa Osiris-Rex ha toccato per qualche secondo l’asteroide Bennu per prelevarne un campione di polvere e sassi dalla superficie, con lo scopo di riportarlo a Terra.
L’obiettivo minimo era raccogliere almeno 60 grammi, ma Osiris-Rex non ha chiuso bene la bocca e ha lo sportellino del vano raccoglitore socchiuso: riusciranno gli scienziati della missione a salvaguardare il prezioso campione?

Manovra Touch-and_go riuscita…

Qui in Italia è da poco passata la mezzanotte del 21 ottobre, ma per gli scienziati Nasa che controllano col fiato sospeso la manovra di Osiris-Rex sono solo le 18:08. Insomma, sta per finire un’altra giornata lavorativa. Eccitante come poche, in realtà.

In quel momento arriva la conferma che la sonda Osiris-Rex (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) ha compiuto con successo la manovra di campionamento dei materiali della superficie dell’asteroide Bennu, a oltre 321 milioni di chilometri dalla Terra.
Nome in codice della manovra: Touch-and-Go (Tag), letteralmente Tocca-e-vai.

Osiris-Rex ha esteso il suo braccio di 3,5 metri, Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism (Tagsam, Meccanismo di acquisizione del campione Touch-and-Go) per toccare l’asteroide, soffiare un getto di azoto per “tirar su un polverone” – letteralmente – e catturare al suo interno polvere e sassi sollevatisi dalla superficie.

Questa serie di 82 immagini mostra il campo visivo del SamCam imager a bordo della sonda Osiris-Rex mentre questa si avvicina e atterra sulla superficie dell’asteroide Bennu. Il contatto è avvenuto nel sito Nightingale e il team sulla Terra ha ricevuto conferma del touchdown riuscito alle 00:08 del 21 ottobre, ora italiana.
Crediti: NASA/Goddard/University of Arizona

… ma ha raccolto abbbastanza?

La manovra Tag sembra riuscita alla perfezione, tanto che gli scienziati che ci lavorano da anni sono entusiasti del risultato.

La domanda allora diventa: abbiamo tirato su almeno 60 grammi di regolite?

La regolite è l’insieme eterogeneo di materiale, polvere e frammenti, che si trova sulla superficie dei corpi celesti rocciosi (ad esempio, pianeti, satelliti, asteroidi).

Le fasi successive al Tag, prevedevano tre modi diversi per verificare che un campione fosse stato acquisito e per stimarne la massa.

Dalle prime valutazioni, il campione sembra essere dell’ordine dei 400 grammi: molto più dell’obiettivo minimo di 60 grammi, ma molto meno della capienza massima, che è di quasi due chili.
Una stima più precisa si sarebbe potuta ottenere, ma ora non è consigliabile effettuarla. Ti racconto perché.

Tre verifiche per essere certi di avere il campione

Innanzitutto si sono confrontate le foto del luogo di contatto, prima e dopo la raccolta del campione: da queste si è dedotta una prima stima di quanto materiale Osiris-Rex ha raccolto.

Poi la sonda si è scattata un paio di selfie sull’estremità del braccio Tagsam, inquadrando per bene il meccanismo di testa che fa da vano raccolta. Dalla presenza di polvere sulla sua superficie si deduce l’avvenuto contatto.

E qui la sorpresa.
A quanto pare il coperchio del vano di raccolta di Tagsam non si è richiuso completamente. Dalle foto si vede chiaramente che la sonda sta disperdendo nello spazio parte del prezioso bottino.

L’ipotesi è che qualche frammento del materiale sia rimasto proprio sul bordo di questo coperchio, impendone la chiusura completa.

Estremità del braccio Tagsam della sonda Osiris-Rex che perde materiale perché il coperchio non si è chiuso bene.
L’estremità del braccio per la raccolta del campione, Tagsam, sembra perdere frammenti nello spazio.
Crediti: NASA/Goddard/University of Arizona

A questo punto il responsabile della missione, Dante Lauretta, ha esortato il suo team a non effettuare il terzo controllo sulla massa.

Il terzo metodo per stimare la massa infatti è proprio quello meno vantaggioso in caso di coperchio del vano di raccolta non ben sigillato. Si tratta di uno studio del momento di inerzia, che si sarebbe dovuto fare facendo ruotare su se stessa la sonda, con il braccio ben esteso verso l’esterno.
Hai presente quel solito esempio della ballerina che va più veloce se chiude le braccia e più lenta se le riapre? Bene, è la stessa cosa.

Durante la missione, la Nasa ha fatto ruotare Osiris-Rex registrandone per bene i movimenti. Ricompiendo le stesse misure durante lo stesso tipo di rotazione, ma con più massa all’estremità del braccio (il campione, dopo la raccolta), si sarebbe potuto stimare l’entità della massa del campione in base al suo momento di inerzia. Ovvero in base alle differenze nel movimento della sonda dovute dall’aumento della massa all’estremità del braccio.

Lo ridico: facendo ruotare su se stessa una sonda si può stimare una differenza in massa, rispetto a prima. A 321 milioni di chilometri. Sì, lo so: la fisica è una cosa meravigliosa.

Se il coperchio però non è ben sigillato, una tale manovra farebbe solo disperdere ancora più materiale.

La priorità adesso è ripiegare il braccio e richiudere all’interno della sonda l’estremità col campione raccolto. Prima di disperderlo completamente nello spazio.

Perché ci interessano così tanto i sassetti dall’asteroide?

I campioni di materiale proveniente da asteroidi o comete è di grande interesse in astrofisica perché permette un viaggio nel tempo a ritroso fino all’epoca di formazione del sistema solare.

Asteroidi e comete sono residui del processo da cui si sono formati i pianeti e sono dunque piccoli scrigni con la composizione primordiale del nostro sistema solare. Ci interessa sapere come sono composti, geologicamente e morfologicamente. Ma ci interessa anche sapere se in/su di essi ci sono quelle molecole particolari, organiche, che si ritengono poter essere state l’origine della vita sulla Terra.

Perché ci interessa Bennu?

101955 Bennu ha poi un interesse ulteriore per la comunità scientifica. Si stima che Bennu possa avere 8 potenziali occasioni di impatto con la Terra tra il 2169 ed il 2199. Minima probabilità, a dire il vero: 0,07% per ognuno degli 8 casi. Che l’impatto avvenga o meno dipende anche dalla composizione dell’asteroide, per questo l’obiettivo primario di Osiris-Rex è proprio consentirne lo studio, e da vicino!

Asteroide Bennu visto dalla sonda Osiris-Rex.
Immagine dell’asteroide Bennu, mosaico di 12 scatti ottenuti dalla sonda Osiris-Rex il 2 dicembre 2018 da circa 24 chilometri di distanza.
Crediti: NASA/Goddard/University of Arizona

È la prima volta che una missione spaziale ci riporta campioni di un asteroide?

No.
La prima sonda a riportare sulla Terra un campione di un asteroide è stata la giapponese Hayabusa (letteralmente “Falco pellegrino”) nell’estate 2010. Un campione minuscolo in realtà, solo pochi milligrammi, perché la fase di recupero non è andata liscia. Il contatto con l’ateroide Itokawa c’è comunque stato e qualche migliaio di microparticelle sono rimaste a bordo della sonda.

Un’analoga missione Jaxa (Japan Aerospace Exploration Agency) è stata più fortunata. La sonda, che si chiama Hayabusa 2, è adesso in viaggio di ritorno verso la Terra dopo che in due occasioni, 21 febbraio e 11 luglio 2019, ha raccolto materiale dall’asteroide Ryugu. Il suo rientro è previsto per il 6 dicembre 2020.

La missione in breve

Osiris-Rex è partita da Cape Canaveral l’8 settembre 2016.
È arrivata nei pressi dell’asteroide Bennu il 3 dicembre 2018 e il 31 dicembre ha cominciato a orbitare attorno all’asteroide per ottenere una mappa dettagliata.
Grazie alla mappatura, si è potuto individuare il sito di contatto primario, Nightingale, e quello (d’emergenza) secondario, Osprey. La difficoltà della manovra di raccolta di campioni da un asteroide infatti sta nella superficie accidentata e ricca di massi ravvicinati, che rendono difficile il contatto sicuro.
Il rientro a Terra della sonda è previsto nel settembre 2023.


Hai delle curiosità riguardo l’asteroide Bennu o la missione Osiris-Rex? Vuoi sapere di più sulle missioni Hayabusa? Lasciami un commento!


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