GOCE: storia di un de-orbiting

Nella notte tra il 10 e l'11 Novembre il satellite ESA GOCE si è distrutto nel rientro in atmosfera. Un de-orbiting che non ha causato danni, monitorato da vicino da esperti e appassionati.

di Livia Giacomini 11/11/2013 17:17

E’ avvenuto nella notte tra il 10 e l’11 novembre alle 00:16 UTC, circa l’1:15 ora italiana, probabilmente sull’Oceano Atlantico a est della terra del Fuoco. Come da previsioni, GOCE si è disintegrato nell’alta atmosfera senza danni per gli esseri umani. Secondo l’ESA l’ultima orbita percorsa ha attraversato Siberia, Pacifico occidentale, oceano Indiano orientale e Antartide e possono essere ricaduti a Terra fino a un massimo di 250 chilogrammi di detriti, pari al 25% della massa totale del satellite. Per ora, non si hanno fotografie da Terra né avvistamenti diretti delle meteore e degli altri fenomeni associati a questi ultimi istanti del rientro.

Un’immagine da Terra di GOCE scattata il 22 Settembre 2013. Crediti: Ralf Vandebergh

Quella che pubblichiamo è una delle ultime immagini di GOCE ripreso da Terra, realizzata mentre il satellite era nelle fasi precedenti alla discesa, attivo e ancora funzionante. L’immagine è stata scattata da Ralf Vandebergh (trovi qui il suo sito) il 22 Settembre 2013, mentre GOCE si trovava a 231 Km di altezza, in una orbita polare a bassissima altitudine (circa 500Km al di sotto della maggior parte dei satelliti di osservazione della terra). Un’orbita che ha permesso al satellite ESA, nei suoi 4 anni di lavoro, di tracciare una mappa dettagliata delle variazioni della gravità terrestre. Pur scattata da Terra, la fotografia permette di identificare alcuni dettagli della struttura del grande satellite di oltre 5 metri e 1000 chili.

Dopo questo scatto, il satellite ha continuato a funzionare a lungo, fornendo dati per un periodo che è andato oltre ogni aspettativa. Il 21 Ottobre GOCE ha terminato il carburante iniziando la procedura di rientro in orbita. In questa fase ha continuato a comunicare con la terra fino all’ultimo contatto avvenuto il 10 Novembre alle ore 23:50 CET, dalla stazione in Antartica chiamata Troll. GOCE si trovava in quel momento a 120 Km di altitudine e la temperatura del computer centrale, che ancora riusciva a trasmettere dati, aveva raggiunto gli 80°c. Tutto il processo, chiamato de-orbiting, previsto fin dalle prime fasi di progettazione della missione, è avvenuto sotto il monitoraggio costante degli addetti ai lavori e dei semplici curiosi che hanno seguito la discesa online, con il fiato sospeso e non senza un minimo di preoccupazione.

C’è da dire che questo tipo di monitoraggio non può predire con largo anticipo l’ora e il punto preciso di rientro, fornendo delle previsioni statistiche che vengono modificate in funzione dei dati acquisiti ora per ora, minuto per minuto, di un fenomeno complesso, che contempla un largo numero di variabili.
Per capire l’impossibilità di una previsione esatta, è necessario conoscere i dettagli della procedura di rientro.

Già nella sua orbita di funzionamento, orbita polare a meno di 260 Km di altitudine, GOCE subiva una forte interazione con l’atmosfera che ne rallentava il percorso e che doveva essere compensata dai motori del satellite. Questo perché, anche in una situazione di atmosfera molto tenue, come accade sopra ai 200 Km, gli atomi e le molecole dell’aria impattano con la sonda, rallentandola. Per questo GOCE, dopo aver terminato il carburante ha gradualmente perso altitudine rallentando in un processo naturale di discesa lenta, durato oltre 2 settimane.

Arrivato ad una certa quota, il satellite ha trovato un’atmosfera diventata improvvisamente più densa. L’altitudine a cui questo avviene varia in genere tra i 100 e i 120 Km e dipende da vari fattori come le condizioni atmosferiche e l’attività solare che fa espandere e contrarre l’atmosfera stessa. Per GOCE questo è avvenuto intorno agli 80 Km. A questa altitudine, è come se il satellite avesse colpito una specie di “guscio”, dando il via a un re-entry distruttivo e imprevedibile. A questo punto l’attrito fa riscaldare il corpo che si incendia e le forze aerodinamiche che agiscono ad alte velocità possono rompere in pezzi e disintegrare l’oggetto, complicando ancora di più le previsioni.

Tutto questo succede ogni anno, per 100/150 le tonnellate di oggetti costruiti dall’uomo che rientrano nell’atmosfera. Tra i de-orbiting più famosi degli ultimi anni, quello nel 1979 dell’americano Skylab, nei cieli australiani, e quello della sovietica MIR avvenuto nel 2001 (i video a questo link). Secondo l’ESA, facendo un conto di quanto materiale umano abbia seguito lo stesso destino nei 56 anni totali di volo spaziale, si arriva a una stima di 15.000 tonnellate.
Il tutto senza causare, finora, danni a cose o persone.

Per saperne di più:

L’articolo ESA sul rientro di GOCE
Dettagli sul rientro in orbita a questo sito

Fonte: Media INAF | Scritto da Livia Giacomini

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