Dopo nove anni di grandi scoperte, la missione di Kepler volge al termine

Dopo essere sopravvissuto a molteplici imprevisti, da guasti meccanici a ondate di raggi cosmici, dopo nove anni di preziosissime scoperte di pianeti extrasolari, la missione del telescopio Kepler volge verso il termine mentre il combustibile a sua disposizione si avvicina all’esaurimento, evento che dovrebbe verificarsi entro qualche mese.

Due delle ruote di reazione di Kepler, durante la fase di assemblaggio (Fonte: Ball Aerospace)

Come spesso accade alle missioni spaziali riuscite, specialmente se di lunga durata, si vorrebbe avere un distributore di idrazina nello spazio per poterle prolungare, ma non siamo ancora arrivati a tale livello tecnologico, pertanto anche Kepler, dopo nove anni di onorato servizio, si avvicina al pensionamento. Lanciato nel marzo del 2009, progettato per monitorare una porzione della nostra regione della Via Lattea e scoprire pianeti extrasolari, ha dovuto fronteggiare lo spettro del termine della propria vita utile già nel 2013. Nel maggio di cinque anni fa, infatti, la NASA ha annunciato un guasto ad un giroscopio tale da compromettere il sistema di puntamento del telescopio: sembrava in effetti scritta la parola fine sulla missione, ma così non è stato. Un’estensione della missione, denominata K2 (“Second Light”), è stata resa possibile dall’utilizzo della pressione del vento solare come metodo di puntamento e orientamento della sonda. Il telescopio non ha così cessato di cercare nuovi pianeti, anche se ha visto limitato il proprio raggio d’azione ai sistemi planetari delle più deboli stelle nane rosse.

Il volume di ricerca di Kepler nel contesto della Via Lattea (fonte: Smithsonian Institute)

Essendo stato lanciato con  con circa 12 chilogrammi di idrazina, la NASA aveva stimato che K2, che ha richiesto che il telescopio spostasse il suo campo visivo verso nuove porzioni del cielo all’incirca ogni tre mesi (in quella che è stata definita una “campagna”), potesse condurre dieci campagne con il combustibile rimanente. Tuttavia la stima era stata sin troppo prudente, perché se così fosse stato, dopo soli 30 mesi anche l’estensione sarebbe giunta alla conclusione. Ad oggi Kepler ha invece completato ben 16 campagne e durante il mese di marzo ha cominciato la diciassettesima. Anche Kepler ricade quindi nel novero delle molte “eroiche” missioni NASA che non hanno avuto uno svolgimento perfettamente “nominale”, ma che hanno trovato un modo per continuare a lavorare nello spazio o su altri pianeti (basti pensare su tutte a Galileo e a Opportunity). La durata e gli esiti della missione sono quindi andati oltre ogni più rosea previsione, sebbene il combustibile avrà una fine e fra qualche mese accadrà l’inevitabile: Kepler si spegnerà. Di fatto, la ragione per cui Kepler ha potuto godere di una così lunga e proficua vita operativa risiede nella lungimirante decisione dei team tecnici, che nel 2009, prima del lancio, pensarono di riempire il serbatoio di idrazina completamente. Infatti, la missione primaria era stata concepita per durare appena tre anni e mezzo e i calcoli avevano considerato la necessità di 7  chilogrammi di combustibile, ma il serbatoio era così capiente che la tentazione degli ingegneri, poi ascoltata e messa in pratica, era stata quella di riempirlo completamente.

I guai del 2013 che hanno determinato il robusto cambio di piano non sono stati gli unici. Nel 2012 Kepler registrò la perdita della prima delle quattro ruote di reazione che presiedevano al puntamento e all’allineamento del telescopio rispetto ai sistemi planetari osservati. Dopo la perdita della seconda ruota, come già detto, nel 2013 fu necessario ripensare la missione in toto. Nel 2016 fu la volta in cui Kepler andò in emergency mode, modalità che prevede un’operatività minima ma consumo di combustibile elevato. Fortunatamente anche in quel caso la NASA trovo l’espediente giusto e nel giro di pochi giorni i contatti con il telescopio spaziale furono recuperati riportandolo ad una condizione di stabilità con l’antenna correttamente puntata verso la Terra.

Kepler è stato la maggior fonte di scoperte di pianeti extrasolari, da quando è stata confermata l’esistenza del primo, nel lontano 1995. La NASA tiene una pagina di statistiche dalla quale si evince che la fortunata ricerca di nove anni della sonda ha totalizzato ben 2.342 pianeti scoperti, tra cui 30 con dimensione inferiori al doppio di quella della Terra e nella zona abitabile, più altri 2.245 candidati planetari. Numeri che potrebbero non fermarsi nella loro crescita, nei pochi mesi di vita rimasti al telescopio.

Il campo fotometrico di ricerca di Kepler, nelle costellazioni del Cigno, della Lira e del Dragone (fonte: NASA)

Il team di Kepler sta infatti pianificando di raccogliere quanti più dati scientifici possibili nel  tempo rimanente e trasmetterli sulla Terra, prima che la perdita dei propulsori alimentati a idrazina segni il punto in cui non sarà più possibile puntare Kepler verso la Terra per il trasferimento dei dati. La NASA ha anche in programma di prendere alcuni dati di calibrazione finali con “l’ultima goccia” idrazina disponibile, per così dire, se l’opportunità si presenta. Senza avere un misuratore di gas, la NASA ha monitorato la sonda focalizzandosi sui segnali di allarme per livello di combustibile basso, come per esempio una perdita di pressione del serbatoio o variazioni repentine nelle prestazioni dei propulsori. Tuttavia alla fine, quella che è emersa è una stima di durata residua, non un dato certo. Condurre queste rilevazioni è fondamentale per avere un’indicazione di quanto tempo  rimane per continuare a raccogliere dati scientifici. Metaforicamente la situazione è simile a quella in cui ci si trova quando, sull’autostrada, si deve far benzina alla propria auto. Sarà il caso di fermarsi a questa stazione di rifornimento o potremmo proseguire sino alla prossima? Nel caso di Kepler non ci sono stazioni, ma è il caso di decidere con un certo anticipo sin quando conviene raccogliere dati avendo certezza di poterli ancora trasmettere a Terra evitando di perderli nel freddo dello spazio su una sonda senza combustibile. A differenza di missioni come quelle in orbita intorno alla Terra per cui occorre evitare impatti con altri satelliti o operanti in condizioni critiche (come Cassini, che si è preferito mandare in rotta di collisione con Saturno per evitare la contaminazione radioattiva di alcune lune), per Kepler non si pone alcuno di questi problemi. Fluttuante e solitario nello spazio profondo, ci si potrà permettere di usare sino all’ultima goccia di idrazina per ottenere tutti i dati ancora scaricabili.

Ma mentre Kepler si prepara al pensionamento, TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) si prepara per il lancio. Il nuovo telescopio per la ricerca di esopianeti dovrebbe essere lanciato il 16 aprile Cape Canaveral su un Falcon 9 di SpaceX e si occuperà come il suo predecessore di trovare le piccolissime variazioni di luminosità nelle stelle in cerca di pianeti extrasolari con il metodo dei transiti. La novità di TESS sarà che che questo telescopio, a differenza di Kepler, potrà esplorare quasi l’intera volta celeste in un periodo osservativo di due anni. Con TESS sarà così possibile trovare anche i pianeti rocciosi più piccoli attorno a stelle molto brillanti a meno di 300 anni luce dalla Terra, aggiungendo nuove scoperte alla preziosissima eredità di Kepler.