Buon Compleanno, Dawn!

Otto anni fa partiva la sonda americana per l'esplorazione dei grandi asteroidi. Intanto arrivano nuove immagini e mappe di Cerere...

Era il 27 Settembre 2007 quando, manco a farlo apposta proprio all'alba locale, la sonda Dawn ("alba" appunto) si staccava definitivamente da terra presso la Cape Canaveral Air Force Station, iniziando una storica odissea che l'avrebbe portata dentro la fascia degli asteroidi per esplorare da vicino, per la prima volta, i due corpi maggiori che lì risiedono, Vesta e Cerere.

Nel suo aggiornamento mensile ( Dawn Journal), il capo ingegnere e direttore della missione Marc Rayman ripercorre le entusiasmanti tappe del viaggio, la cui traiettoria è rappresentata nella figura sottostante, insieme alle caratteristiche dell'orbita che variava continuamente per effetto della spinta dei motori a ioni, oltre che dell'incontro ravvicinato con Marte nel 2009. Le croci nella figura fanno riferimento ai "compleanni" della sonda, riportati anche nella tabella a destra; da Marzo di quest'anno, Dawn è stata catturata nel campo gravitazionale di Cerere e la sua orbita attorno al Sole coincide ora con quella del pianeta nano.

Traiettoria della sonda attraverso il sistema solare (a sinistra) e alcune tappe della missione con le modifica all'orbita (a destra); sono indicate distanza minima e massima dal Sole in Unità Astronomiche e l' inclinazione rispetto al piano dell'orbita terrestre Credit: NASA/JPL/M.Rayman

Nei suoi otto anni di viaggio, i motori hanno spinto la navicella per un totale di 1.976 giorni (il 68% del tempo totale) e questo ha comportato il consumo di 396 kg di propellente allo Xeno, che ammontava inizialmente a 425 chilogrammi. La spinta complessiva ha impresso alla sonda l'equivalente di 39.200 chilometri all'ora ma questa spinta non si è tradotta in un reale aumento della velocità, bensì in un cambiamento di orbita (o, se si preferisce, un aumento di energia potenziale rispetto al Sole); in ogni caso, questa variazione di velocità virtuale (il cosiddetto " delta-v") è nettamente superiore a quella raggiunta da qualsiasi altro veicolo spaziale utilizzando i propri propulsori (cioè senza ricorrere a "gravity assist" con i pianeti) e questo primato sarebbe stato impossibile senza ricorrere agli efficientissimi motori a ioni.

Purtroppo, quello appena festeggiato sarà anche l'ultimo compleanno per Dawn. La sonda, infatti, ha carburante sufficiente per un altro cambiamento di orbita e questo avverrà a partire dal 23 Ottobre fino a metà Dicembre, quando raggiungerà la quota LAMO ("Low Altitude Mapping Orbit") da dove scatterà le immagini le più dettagliate della superficie di Cerere (35 m/pixel). Il destino di Dawn a quel punto è segnato perchè, esaurite le scorte di Xeno e di Idrazina (il propellente dei motori di manovra), nel corso del 2016 perderà l'assetto e non sarà più in grado di comunicare con la Terra, finendo probabilmente per schiantarsi sulla superficie del pianeta nano.

In questi giorni, si sta tenendo a Nantes (Francia) la conferenza " European Planetary Science" e in questa occasione sono state presentate nuove mappe e risultati basati sulle ultime rilevazioni di Dawn.

Quella riportata qui sotto è una nuova mappa globale di Cerere con i colori accentuati; si tratta in realtà di "pseudo-colori" in quanto i tre canali utilizzati sono centrati sulle lunghezze d'onda di 920 nm (infrarosso vicino), 750 nm (rosso profondo) e blu (440nm), invece dei classici RGB. In ogni caso, sono messi in evidenza terreni con diversa composizione ed è chiaro che le latitudini medio-alte (vicino ai poli) riflettono soprattutto la radiazione rossa e infrarossa mentre il colore delle zone a bassa latitudine è molto più variegato, con alcunele regioni ricche di "macchie brillanti" (e il particolare il famoso cratere Occator) che hanno una tonalità bluastra.

Mappa a "pseudo-colori" di Cerere creata con le immagini riprese tra agosto e settembre 2015. Anche se Cerere sembra di un grigio uniforme in colori naturali, questa tecnica consente di evidenziare la sottile risposta del materiali alle diversi lunghezze d'onda.
Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Invece nella mappa sottostante sono riportati i nomi finora approvati dall' International Astronomical Union. I colori rappresentano la quota delle diverse caratteristiche topografiche: l'indaco corrisponde a 7,5 chilometri sotto il livello di riferimento, mentre il bianco indica i 7,5 chilometri sopra il livello di riferimento. Le famose "macchie bianche" nel cratere Occator mantengono il loro aspetto brillante in questa mappa, anche se il loro colore di elevazione dovrebbe essere simile al fondo del cratere in cui risiedono. Esterno a questa rappresentazione è il cratere Kait che si trova sulla longitudine 0.

Mappa topografica con i nuovi nomi approvati dalla IAU.
Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Le due viste "a volo d'uccello" riportate di segito si riferiscono invece a una proiezione tridimensionale delle immagini sui dati altimetrici (sempre codificati dai colori) delle due caratteristiche più famose di Cerere: il cratere Occator con i "bright spot" e l'enigmatica montagna di forma conica, adesso soprannominata "montagna solitaria". Le viste 3D sono state create a partire dalle immagini scattate da Dawn durante l'orbita HAMO.

Cerere - cratere Occator
Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

La montagna di Cerere. Il dislivello massimo è pari a 8 chilometri in questa rappresentazione tridimensionale: il blu rappresenta i terreni più bassi, il marrone quelli più alti. Le striature bianche che corrono lungo il fianco della montagna sono parti particolarmente brillanti della superficie.
Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI

"Le forme irregolari dei crateri su Cerere sono particolarmente interessanti, perchè assomigliano ai crateri che vediamo sulla luna ghiacciata di Saturno Rea", ha affermato Carol Raymond, vice ricercatore principale di Dawn al JPL. "Sono molto diversi dai crateri a forma di ciotola su Vesta".

Un'osservazione "bonus" sorprendente è venuta poi dallo spettrometro a raggi gamma e neutroni di Dawn. Lo strumento ha rilevato tre raffiche di elettroni energetici che potrebbero derivare dall'interazione tra Cerere e la radiazione solare; l'osservazione non è ancora del tutto chiara, ma può essere importante nel formare un quadro completo sul pianeta nano. "Questa è un'osservazione molto inaspettata per la quale stiamo testando ipotesi" ha detto Russell.

Sul sito Dawn, la galleria continua ad arricchirsi ogni giorno di una nuova immagine ripresa dall'orbita HAMO e non è possibile riproporle e commentarle tutte in questo post. Qui ci limineremo a pubblicare un mosaico di 5 immagini riprese nei pressi del Polo Sud di Cerere e di cui avevamo mostrato un' anteprima parziale qualche giorno fa. Si tratta di una regione a sud dei crateri Yalode e Urvara (fare riferimento alla mappa precedente con i nomi) e che sta lentamente venendo alla luce con i cambiamenti stagionali.

Mosaico delle immagini HAMO nei pressi del polo Sud (dalla n.19 alla n.23, come vengono numerate nella Gallery Dawn). - Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA - Processing : M. Di Lorenzo (DILO)

Per finire, ecco invece una vista crepuscolare agli antipodi, in prossimità del Polo Nord e in corrispondenza del meridiano principale di Cerere (da notare la "colata" che sembra uscire dal cratere in basso a destra):

Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Un sentito ringraziamento a Elisabetta Bonora per il contributo fornito alla stesura di questo articolo!

Riferimenti:
- http://dawnblog.jpl.nasa.gov/2015/09/27/dawn-journal-september-27-2/
- http://www.nasa.gov/feature/dawn-team-shares-new-maps-and-insights-about-ceres