New Horizons pronta a cambiare rotta

La sonda, a fine mese, dovrebbe effettuare le manovre correttive che la porteranno a incontrare il piccolo oggetto 2014 MU ₆₉ nella fascia di Kuiper, all'inizio del 2019.

Nota: questo articolo è basato su quanto scritto da Alan Stern (direttore della missione) per la rivista Sky & Telescope (vedere link in fondo).

New Horizons ci sta deliziando con le spettacolari immagini del sistema di Plutone riprese a Luglio ma la sua missione non è finita: si stanno già facendo i preparativi per il prossimo flyby con un antico oggetto di taglia intermedia, situato nella fascia di Kuiper e chiamato (per ora) 2014 MU ₆₉. Di questo obiettivo secondario abbiamo già parlato in precedenza (si veda il recente articolo scritto da Elisabetta), adesso sono stati diffusi nuovi dettagli sull'argomento.

Quando, nell'ambito della Planetary Decadal Survey del 2003, l'Accademia Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti posizionò l'esplorazione di Plutone in cima alla lista di bilancio per le esplorazioni scientifiche della NASA, fu detto chiaramente che la missione doveva avere un approccio più ampio di un semplice flyby con Plutone e avrebbe dovuto includere uno o più flyby di oggetti nella fascia di Kuiper ( KBO) da 30 a 50 km di diametro. Infatti, gli autori della "Decadal Survey" soprannominarono la missione "Kuiper Belt Pluto Flyby". I responsabili della NASA la pensavano allo stesso modo, e alla fine si costruì una navicella spaziale pienamente in grado di operare ben oltre l'orbita di Plutone, fino ad almeno 55 unità astronomiche (8,2 miliardi di km) dal Sole, trasportando il carburante necessario per effettuare almeno un incontro ravvicinato con un KBO.

La motivazione per lo studio di KBO di piccole dimensioni è semplice: questi corpi sono utili per comprendere l'accrescimento di lontani pianeti nani come Plutone, Eris, Makemake, Haumea, Sedna e loro fratelli. Infatti, si ritiene che KBO di medie dimensioni siano i mattoni che hanno portato alla formazione di questi corpi più grandi. E poiché i KBO di medie dimensioni sono circa 1.000 volte più massicci di comete come 67P / Churyumov-Gerasimenko (che Rosetta sta studiando da vicino) ma anche migliaia di volte meno massicci di Plutone e i suoi fratelli, il loro studio può contribuire a ricostruire i meccanismi di accrescimento che 4,5 miliardi di anni fa hanno creato i piccoli pianeti che abbondano nel sistema solare.

Visualizzazione degli oggetti che costituiscono la fascia di Kuiper (puntini bianchi e marroni); i più famosi sono messi in evidenza. La traiettoria di New Horizons è in giallo, l'orbita di PT1 in rosso - Credits: Alex Parker

L'oggetto 2014 MU ₆₉ (inizialmente chiamato " PT1" ovvero "target potenziale 1"), è stato scoperto nel 2014 dal telescopio spaziale Hubble, nell'ambito di una campagna di ricerca dedicata; in realtà, HST ha trovato diversi bersagli potenziali, ma questo è stato scelto per diverse ragioni. Uno è che è il più accessibile (New Horizons avrà bisogno il meno carburante e minor tempo di volo per raggiungerlo). Inoltre, 2014 MU ₆₉ è anche quello scientificamente più interessante: è grande circa 45 km (assumendo una riflettività superficiale 4%) ed appartiene alla popolazione dinamicamente "fredda" o "classica" di oggetti che sono nati proprio lì nella fascia di Kuiper, direttamente dalla nebulosa solare primordiale e senza subire migrazioni significative.

Dopo l'approvazione della NASA ad esplorare 2014 MU ₆₉nel mese di agosto, il team di New Horizons ha iniziato a pianificare una serie di aggiustamenti di traiettoria a tal fine; le accensioni del motore si svolgeranno tra il 22 ottobre e il 4 novembre. Questo porterà la sonda ad intercettare l'orbita del KBO dopo un volo lungo circa 1.6 miliardi di km e della durata di circa 1150 giorni (poco più di 3 anni); l'incontro avverrà il primo giorno del 2019, a 44.2 au dal Sole ad una velocità relativa di 14,4 km/s, leggermente superiore a quella dell'incontro con Plutone (13.8 km/s).

Questo flyby è condizionato alla approvazione e al finanziamento, da parte della NASA, di un' estensione di 4 anni per la missione New Horizons; la decisione in proposito è attesa per la fine dell'estate dell'anno prossimo, più o meno quando l'ultimo dei dati relativi al flyby di Plutone (attualmente nella memoria di bordo) verrà trasmesso a Terra. Se l'approvazione ci sarà, lungo la strada verso 2014 MU ₆₉ la sonda farà anche osservazioni della eliosfera utilizzando gli strumenti SWAP (rivelatore di vento solare), PEPSSI (spettrometro per particelle energetiche), SDC (contatore di impatti da polvere) e ALICE (spettrografo ultravioletto).

Verranno anche osservati, all'incirca, altri 20 KBO che New Horizons incontrerà da lontano; non riusciremo a vederli risolti (appariranno più piccoli di un pixel), ma le immagini ci permetteranno comunque di studiare come la luce riflessa dalla loro superficie varia in funzione dell'angolo Sole-oggetto-sonda ( angolo di fase); questi dati fotometrici non possono essere ricavati da osservazioni fatte da Terra (quando l'angolo di fase è sempre molto piccolo) e riveleranno le proprietà ottiche della loro superficie. La fotocamera del veicolo spaziale verrà usata anche per cercare più in profondità eventuali satelliti intorno a questi KBO, meglio di quanto si possa fare da Terra o con Hubble. Questi studi sulle proprietà superficiali e sulle popolazioni satellitari dei piccoli KBO forniranno un contributo significativo e assolutamente unico che solo New Horizons può dare.

Naturalmente, la principale finalità scientifica della "missione KBO", se finanziata, sarà il flyby di 2014 MU ₆₉. Gli obiettivi per questo flyby includono:

• mappatura della geologia di superficie per capire come si è formata e si è evoluta
• misura della temperatura superficiale
• mappatura della topografia tridimensionale della superficie
• mappatura della composizione superficiale, da confrontare con le comete, Plutone e altri corpi minori
• la ricerca di eventuali segni di attività, come ad esempio nubi di gas simili a chiome cometarie
• la ricerca (e l'evemtuale studio) di satelliti o anelli
• la misura della massa o di un limite superiore ad essa

Il team di New Horizons è già al lavoro per determinare quanto vicino possiamo arrivare a 2014 MU ₆₉. La speranza è di arrivare molto più vicino alla superficie di quanto fatto su Plutone, dunque meno di 12500 km, in modo da avere immagini e osservazioni spettrali con una risoluzione superiore; si intende utilizzare tutti e sette strumenti a bordo di New Horizons. Se la missione estesa verrà approvata, nel 2017 verrà preparato un piano di osservazioni molto più dettagliato, da sviluppare e testare l'anno successivo. Ci si aspetta che New Horizons inizi a fare osservazioni a distanza su 2014 MU ₆₉ nel mese di ottobre 2018, a cominciare dalla ricerca di satelliti e dalle misure di navigazione per affinare la traiettoria finale (esattamente come si è fatto per Plutone). Non vedremo l'oggetto risolto, fino a quando il veicolo spaziale non inizierà le osservazioni "ad alta intensità" pochi giorni prima dell'incontro.

Quindi segnamoci sul calendario la data del 1 Gennaio 2019! Anche se questo flyby probabilmente non sarà così spettacolare come quello di Plutone, sarà un incontro da primato perchè riguarderà il più remoto oggetto mai esplorato. Sarà anche una miniera d'oro per la conoscenza dei KBO, qualcosa che probabilmento non potrà essere ripetuto per decenni...

Riferimenti:
http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/new-horizons-a-billion-miles-to-2014-mu69-10012015/?et_mid=788245&rid=246599608
http://pluto.jhuapl.edu/Mission/Spacecraft/Payload.php