Aspettando il distacco di Huygens

Huygens descent
Tuffo di Huygens nell'atmosfera di Titano
23 Dicembre 2004

Giorni caldi per la missione NASA/ESA, che sta esplorando il sistema di Saturno e delle sue lune. Per il 25 dicembre è infatti previsto il distacco della sonda europea Huygens, che si tufferà nell’atmosfera di Titano il 14 gennaio, il corpo celeste più lontano su cui sia mai atterrata una sonda. Qual è il punto della situazione?

In questo momento la navicella Cassini e la sonda Huygens stanno continuando a orbitare insieme intorno a Saturno. Il 20 dicembre è stata eseguita una manovra per predisporre navicella e sonda al distacco programmato per il 25 dicembre, quando nelle prime ore del mattino (in Italia) una serie di esplosioni controllate libereranno la sonda Huygens dalla navicella.

Navicella e sonda continueranno a percorrere insieme un'orbita intorno a Saturno che intercetterà la luna Titano il 14 gennaio. Solo a quel punto i destini dei due elementi si separeranno: Huygens procederà nella sua rotta di collisione e si tufferà nell’atmosfera della luna di Saturno, mentre Cassini continuerà ad orbitare intorno al pianeta gigante. Ma fintanto che Huygens non avrà completato la sua missione, tutta l’attenzione di Cassini sarà per la sonda dell'ESA.

Huygens approaching Titan
Huygens

Tra i protagonisti della missione di Huygens c’è anche un’antenna costruita in Italia. Che cosa ha di speciale?

Le comunicazioni sono uno degli aspetti più delicati di una missione che si spinge nel sistema solare esterno, come la Cassini/Huygens. L’enorme distanza della sonda da Terra ci obbliga a utilizzare antenne ad alto guadagno, ovvero antenne che hanno una altissima capacità di puntamento, proprio come quella realizzata dall’Agenzia Spaziale Italiana. L’antenna italiana è una parabola di 4 metri di diametro, installata sulla navicella Cassini, che è progettata e costruita da Alenia Spazio, che ha coordinato un team di altre industrie.

Per quanto riguarda Huygens, l’antenna italiana ha un compito cruciale: raccogliere i dati che riceverà dalla sonda mentre sta scendendo su Titano e spedirli a Terra. Ma questo potrà avvenire solo alla fine delle trasmissioni di Huygens. Quando la sonda avrà terminato la missione, Cassini potrà permettersi di perderla di vista, di ruotare la sua antenna verso Terra e di iniziare a trasferire i dati. Ma anche allora occorrerà avere pazienza. I dati arriveranno alla base di controllo dell’ESA solo 80 minuti dopo essere stati ritrasmessi dalla Cassini. E in questo caso è la struttura dello spazio-tempo che lo impone: la luce impiega 80 minuti per percorre la distanza che ci separa da Titano. Sarà un esercizio di attesa…

Huygens probe descending through Titan's atmosphere
Huygens discende su Titano

Il Beagle 2 doveva essere la prima sonda europea a posarsi su un pianeta, ma la sua missione è fallita. Si può sperare meglio per il destino di Huygens?

Per alcuni aspetti Huygens è una missione meno sofisticata di quanto non doveva essere il Beagle2. Mentre il Beagle2 era un robot che doveva entrare in funzione dopo essere atterrato su Marte, Huygens svolgerà gran parte della missione durante la caduta, e non dopo.

Inoltre per quanto Titano sia un mondo di cui sappiamo molto meno di Marte, siamo certi che la sua atmosfera è assai densa: questo ci permette di usare come sistema di rallentamento della caduta una serie di paracaduti.

Huygens entrerà nell’atmosfera a circa 18000 km/h, raggiungendo una temperatura di circa 8000 °C nei primi 3 minuti di discesa, durante i quali sarà protetto da un guscio termico.

Dopo l’ingresso la velocità diminuirà rapidamente per attrito. E quando ancora la superficie di Titano sarà lontana si aprirà un paracadute posteriore, con il compito di liberare Huygens dal suo guscio posteriore. Subito dopo verrà espulso anche il guscio termico anteriore e si aprirà il paracadute principale, di 8 metri di diametro. A questo punto Huygens sarà a 160 km di quota e a una temperatura di circa –120 °C, e gli strumenti inizieranno a studiare l’atmosfera ricca di metano della luna di Saturno.

Dopo 15 minuti, Huygens si libererà anche del paracadute principale, che sarà rimpiazzato da un paracadute più piccolo, di 3 metri di diametro. Questo diminuirà la frenata, permettendo alla sonda di raggiungere la superficie quando le batterie che la alimentano sono ancora attive.

Huygens changing its parachutes
Huygens cambia i paracadute

Ma che mondo troverà al di là delle nubi di metano?

Non lo sappiamo. Le osservazioni della Cassini hanno messo in evidenza la formazioni di nubi di metano, come accennavi, oltre le quali sono state evidenziate caratteristiche superficiali poco chiare, che potrebbero essere crateri o canali. Uno dei misteri è legato alla produzione stessa del metano, che altrimenti verrebbe distrutti dai raggi ultravioletti del sole.

Potremmo trovare un mare di metano liquido oppure una superficie solita. In ogni caso se tutto va bene, Huygens dovrebbe essere in grado di mandarci immagini e rumori di quel mondo: è fornito di una fotocamera e anche di un microfono, con il quale speriamo di ascoltare il suono dei tuoni delle nuvole.

Certamente le informazioni che raccoglieremo circa la composizione chimica dell’atmosfera e i processi che hanno luogo nei vari strati sono informazioni importanti per aprire una finestra sul passato della Terra stessa. Com’è ormai noto, si suppone che l’atmosfera di Titano ricordi, per molte caratteristiche, l’atmosfera primordiale terrestre, dove secondo alcune teorie potrebbero essersi formati i "mattoncini fondamentali" della vita basata sul carbonio, come la nostra.

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