Il tempo delle comete

The nucleus of Comet Halley
5 Dicembre 2002

Si avvicina il Natale e come vuole la tradizione alberi e presepi saranno adornati con una bella stella cometa. E in gennaio anche l’Agenzia Spaziale Europea ne approfitta per lanciare la missione Rosetta, che ci porterà ad atterrare proprio su una cometa. Che significato ha questo “tempo delle comete”?

È arrivato il tempo delle comete nel senso che in questi anni, grazie alla missione Rosetta potremo effettivamente saperne molto di più. Anche se le comete sono fra i corpi celesti più celebri presso il grande pubblico, pochi sanno che si tratta di corpi costituiti soprattutto da polvere e ghiaccio d’acqua e di anidride carbonica. Soprattutto sono frammenti che si sono originati all’epoca della formazione stessa del sistema solare. Studiando le comete possiamo avere informazioni sul nostro passato e, in generale, capirne di più della formazione dei sistemi planetari. Un argomento molto attuale, vista che la ricerca di sistemi planetari intorno a stelle diverse dal Sole sta facendo progressi.

Le comete provengono da due zone principali del sistema solare: le comete che sono frequentemente visibili, come la cometa di Halley, che ha un periodo di 72 anni provengono da quella che si chiama fascia di Kuiper, oltre l’orbita di Nettuno. Ci sono poi comete cosiddette di lungo periodo, che hanno un periodo di milioni di anni e che provengono da una zona lontanissima, la nube di Oort. La composizione chimica delle comete è un altro grande motivo di interesse: sono stati rilevati molti composti organici, cioè composti di C, N, O e H. E questi elementi sono alla base della vita terrestre.

Il viaggio di Rosetta sarà un alternarsi di brevi stati di attività e lunghissimi periodi di ibernazione, in un viaggio che sembra uscito da un film di fantascienza. Nel corso del suo lungo viaggio di ben 8 anni, al termine del quale ci sarà l’incontro con la cometa Wirtanen, Rosetta osserverà anche due asteroidi, Otawara e Siwa. Che interesse hanno gli asteroidi?

Come le comete, anche gli asteroidi sembrano essere “frammenti” del sistema solare primordiale. Molti suppongono che le comete e gli asteroidi non siano che due facce della stessa medaglia: che siano cioè corpi molto simili distinti principalmente dal fatto di trascorre la loro vita su orbite diverse. Solo qualche decennio fa si pensava al Sistema Solare come composto da una stella, il Sole, dai 9 pianeti (da Mercurio a Plutone) e pochi corpi minori, come le comete e gli asteroidi. Ma mentre le prime, per la loro luminosità erano ben note fin dall’antichità, il primo asteroide – Cerere - fu scoperto solo all’inizio dell’800 dall’italiano Giuseppe Piazzi.

Oggi sappiano che ci sono migliaia di asteroidi, alcuni dei quali di centinaia di km di diametro, la maggior parte dei quali orbita intono al sole formando una vera e propria ciambella tra l’orbita di Marte e quella di Giove. Una ciambella tridimensionale che ha una dimensione verticale di circa un’unità astronomica, ovvero circa 150 milioni di km, pari alla distanza fra Terra e Sole, un quinto della distanza media di Giove dal Sole. Inoltre gli asteroidi sono raggruppati in famiglie. Due famiglie di asteroidi, detti Troiani formano delle vere e proprie torri che hanno una base di circa 150 milioni di km e che si innalzano sopra e sotto il piano su cui orbitano i pianeti per circa 450 milioni di km. Una torre precede Giove nella sua orbita, l’altra la segue, in una triangolazione perfetta.

Artist's impression of the Rosetta orbiter and lander

Alle comete e agli asteroidi è interessata anche la NASA. Per esempio, la sonda americana STARDUST è passata a 3300 km da un asteroide che è stato chiamato Annefrank. Che cosa differenzia Rosetta dalle missioni degli USA?

Rosetta è una missione che ha molti aspetti unici: raggiungerà la cometa Wirtanen nei pressi dell’orbita di Giove, quando questa è ancora un agglomerato di ghiaccio e polvere, senza coda. La navicella si inserirà in orbita intorno alla cometa e la seguirà nel suo tragitto di avvicinamento al Sole. E ne vedrà nascere prima la chioma, poi la coda, per effetto dell’evaporazione del materiale superficiale, dovuto al riscaldamento del Sole. Tutto questo non è mai stato tentato prima. Poi lascerà precipitare un piccolo robot sulla superficie stessa della cometa per un atterraggio soffice che non era mai stato tentato prima.

Ma, a parte i record, Rosetta è carica di strumenti scientifici Sulla navicella ce ne sono ben 11 per lo studio "a distanza" dei due asteroidi, della cometa e dell'ambiente di gas e ioni che circonda questi corpi. Il robot, poi, è dotato di tre gambe snodate per attutire la caduta. Subito dopo l'impatto con la superficie, il robot fa scattare un'ancora che lo fissa alla cometa: il campo gravitazionale della cometa è così basso che il rischio è che dopo un rimbalzo il robot si perda nello spazio. Anche il robot è rimpinzato di strumenti: ce ne sono ben 9. Ma il robot ha anche un'arma in più: una specie di cavatappi (SD2) con cui può carotare il terreno della cometa per almeno 20 centimetri ed estrarne materiale da analizzare automaticamente.

Rosetta verrà lanciata da Kourou, a bordo di un Ariane 5 il prossimo gennaio. Le prime osservazioni di un asteroide saranno del 2006. Quelle del secondo asteroide, Siwa, nel 2008. Infine l’incontro con la cometa Wirtanen nel 2011. Bisognerà aspettare molto prima di avere risultati. Ma ne vale la pena?

Bisognerà aspettare anche mentre Rosetta raccoglierà i dati. Nel suo punto di massima distanza dalla Terra si troverà a oltre 1 miliardo di km. Per percorrere quella distanza, la luce e dunque i segnali che Rosetta ci invierà, impiegherà oltre 50 minuti. Quindi la parola d’ordine della missione è “calma e pazienza”. Ma questo è vero sempre nella ricerca scientifica. Per fare della buona ricerca scientifica serve molta fantasia, molta creatività. Ma anche un enorme dose di lavoro e di pazienza, appunto. È la regola di base.

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