La sonda Dawn si avvicina a Cerere

Giovedì 19 ottobre la NASA ha ufficialmente comunicato il destino finale della sonda Dawn: continuerà ad orbitare attorno a Cerere fino all’esaurimento del propellente per i suoi motori, continuando a raccogliere dati riguardanti la sua superficie e la sua evanescente atmosfera.

Il 27 settembre 2017 la NASA ha festeggiato il decimo anniversario del lancio della sonda Dawn, avvenimento che diede il via ad un viaggio lungo, ad oggi, 6 miliardi e mezzo di chilometri. Vale la pena ripercorrere le tappe salienti dell’odissea di Dawn. Il 18 febbraio 2009 venne sfruttato un flyby a 542 km dal pianeta Marte al fine di raggiungere l’orbita dell’asteroide Vesta, obiettivo raggiunto il 16 luglio 2011. La sonda cominciò a quel punto un intenso periodo di osservazioni, orbitando ad una distanza di 2750 km dal secondo oggetto celeste per massa nella fascia degli asteroidi. Il 5 settembre 2012 Dawn lasciò Vesta ed entrò senza incertezze nell’orbita di Cerere nel marzo 2015, posizionandosi ad una altitudine di 13500 km dal suolo.

E’ interessante ricordare che Dawn è equipaggiata con un motore (ausiliario) di tipo tradizionale ad idrazina, e tre propulsori ionici allo xeno del tipo testato per la prima volta dalla sonda Deep Space 1. La combinazione di questi ultimi è in grado di accelerare i 747,1 kg di massa della sonda da 0 a 97 km/h in 96 ore. Questi propulsori caratterizzati da alta affidabilità sono ancora funzionanti ed in buono stato, a differenza delle quattro ruote di reazione utilizzate per il controllo dell’assetto che sono ormai inservibili (tre sono andate in avaria mentre una è stata disattivata da terra). Le circostanze hanno infatti costretto gli operatori a manovrare Dawn usando il razzo a propellente chimico originariamente concepito come semplice ausilio alle ruote di reazione.

Traiettoria di Dawn dal lancio ad ora. Credit NASA/JPL

La tecnologia con cui è stata realizzata Dawn le ha permesso di essere il primo veicolo spaziale in grado di orbitare attorno a due corpi celesti durante un’unica missione oltre l’orbita lunare. Destinata a terminare nel 2016, la missione è stata poi estesa fino a metà del 2018, grazie al risparmio di propellenti ottenuto dal team di controllo a terra. Il nuovo obiettivo di missione è di portare la sonda ad orbitare a meno di 200 km dalla superficie di Cerere, riducendo quindi di circa 185 km l’altitudine attuale rispetto alla superficie.

Fine ultimo di questa manovra è quello di integrare dati già raccolti con quelli ottenibili ad orbite più ravvicinate.

Due sono i principali sistemi per l’acquisizione dei dati: il primo è costituito dagli spettrometri di raggi gamma e protoni che misurano le radiazioni nucleari emesse dalla superficie, il secondo dal complesso di fotocamere e sensori di radiazioni elettromagnetiche.

La parte fondamentale di questo sistema (che comprende anche fotocamere tedesche) è di ideazione e realizzazione italiana, e prende il nome di VIR. Quest’ultimo è dotato di sensori in grado di catturare radiazione elettromagnetica in un range molto ampio che spazia dall’ultravioletto fino all’infrarosso. VIR è stato finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana e costruito da SELEX ES S.P.A. (gruppo Leonardo S.P.A. ex Finmeccanica) sotto la guida scientifica dell’IAPS (Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali), che si occupa anche di controllare la strumentazione da terra. Si spera che i dati raccolti con VIR possano far luce su alcuni degli aspetti più peculiari di Cerere, vale a dire la composizione degli strati più superficiali del pianeta nano e la quantità di ghiaccio in essi contenuti.

Cerere è l’oggetto più grande nella fascia degli asteroidi. Con un diametro di circa 950 km rappresenta infatti, da solo, il 25% della quantità di materiale totale presente in zona. Peculiare è la sua fuggevole atmosfera: diverse osservazioni suggeriscono la possibilità dell’emersione dal sottosuolo di ghiaccio d’acqua, il quale sublimerebbe rapidamente una volta esposto alla luce solare. Il gas si disperderebbe subito nello spazio, essendo la tenue gravità di Cerere non sufficiente ad intrappolare una qualche sorta di atmosfera.

Ricostruzione dell’aspetto di Dawn con le principali dotazioni credit NASA/JPL

Dawn cercherà di studiare il fenomeno durante la fase di perielio, proprio quando Cerere si troverà nel punto di massima vicinanza al Sole a 383 milioni di km dalla nostra stella, un avvenimento che si ripete una volta ogni 4,6 anni e pari al tempo necessario affinché sia completato il periodo di rivoluzione.

Per non contaminare Cerere con materiali e microrganismi di origine terrestre la sonda non sarà fatta schiantare sulla superficie, ma rimarrà su un’orbita stabile attorno all’asteroide anche quando non sarà più possibile operare il veicolo da Terra. La fine della missione è attesa nella seconda metà del 2018.

Alcuni scienziati avevano proposto di inviare Dawn verso un’altro dei tanti oggetti che popolano la fascia degli asteroidi, ma NASA ha deciso di mantenere fino al fine missione l’orbita attorno a Cerere, che è considerato obiettivo prioritario. Una decisione del tutto simile era stata presa l’anno scorso, quando in vista di del prolungamento della missione era stato ipotizzato di inviare la sonda verso l’asteroide Adeona.