Molti di noi hanno sperimentato la frustrazione di inquinamento, nebbia o nuvole, trasformando una notte di osservazione delle stelle in un esercizio di frustrazione. Anche in orbita, i telescopi non possono vedere troppo bene attraverso la polvere che sporca il Sistema Solare interno. Ma un team di scienziati della NASA ha escogitato un modo per sollevare l'astronomia da questa nebbia cosmica.
Venere, Terra e Marte orbitano tutte all'interno di una nuvola di polvere creata da comete e occasionali collisioni tra asteroidi. Questa cosiddetta nuvola zodiacale è la caratteristica più luminosa del Sistema Solare dopo il Sole e può essere fino a mille volte più luminosa degli oggetti che gli astronomi stanno effettivamente prendendo di mira. La luce influenza le osservazioni orbitali nello stesso modo in cui la luce proveniente da una luna piena influenza le osservazioni basate sul suolo. La nuvola zodiacale è così luminosa che ha interferito con ogni missione di osservazione astronomica a infrarossi, ottica e ultravioletta che la NASA abbia mai lanciato.
"Per dirla semplicemente, non è mai stata notte per gli astronomi spaziali", ha detto Matthew Greenhouse, un astrofisico presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, MD. La luce della nuvola è massima nel piano dell'orbita terrestre, lo stesso piano in cui opera ogni telescopio spaziale.
Quindi, in che modo la NASA sta pianificando di allontanarsi dal cloud? Inclinando le orbite dei futuri telescopi. Questo tipo di regolazione consentirebbe ai veicoli spaziali di spendere una parte significativa di ciascuna orbita sopra e sotto la polvere più spessa, dandogli una visione più chiara degli oggetti nello spazio.
"Semplicemente posizionando un telescopio spaziale su queste orbite inclinate, possiamo migliorare la sua sensibilità di un fattore due nel vicino ultravioletto e di 13 volte nell'infrarosso", ha spiegato Greenhouse. "Questa è una svolta nella capacità scientifica senza assolutamente aumentare le dimensioni dello specchio del telescopio."
Greenhouse ha collaborato con Scott Benson e il gruppo di studio COllaborative Modeling and Parametric Assessment of Space Systems (COMPASS), entrambi presso il Glenn Research Center della NASA a Cleveland, OH. Stanno studiando le missioni per mettere un telescopio in questo tipo di piano angolare - un'orbita extra-zodiacale - usando i nuovi sviluppi di array solari, propulsione elettrica e veicoli di lancio spendibili a basso costo.
Hanno sviluppato una missione di prova del concetto chiamata Extra-Zodiacal Explorer (EZE), un osservatorio di classe EX da 1.500 libbre. EZE sarebbe lanciato su un razzo SpaceX Falcon 9. Una nuova potente energia solare-elettrica come il suo stadio superiore dirigerebbe l'astronave su una manovra di assistenza alla gravità oltre la Terra o Marte, un sorvolo che reindirizzerebbe la missione in un'orbita inclinata di ben 30 gradi rispetto a quella terrestre.
Il motore Evolution Xenon Thruster (NEXT) della NASA è un tipo migliorato di unità ionica. Funziona rimuovendo gli elettroni dagli atomi di gas xeno e accelerando gli ioni carichi attraverso un campo elettrico per creare spinta. Mentre questi tipi di motore offrono una spinta molto minore in un dato momento rispetto ai razzi chimici tradizionali, sono molto più efficienti in termini di consumi e possono funzionare per anni.
Due di questi motori avanzati, che traggono energia dagli array solari di bordo, sarebbero alloggiati nella fase superiore dell'EZE. Sparavano per inviare l'astronave sul flyby planetario che l'avrebbe messa in un'orbita extra-zodiacale. "Abbiamo eseguito un propulsore NEXT per oltre 40.000 ore nei test a terra, più del doppio della durata operativa del propulsore necessaria per consegnare il veicolo spaziale EZE alla sua orbita extra-zodiacale", ha spiegato Benson. "Questa è una tecnologia matura che consentirà missioni spaziali molto più convenienti in entrambe le discipline astrofisiche e delle scienze planetarie".
Se questa missione concettuale funziona, dice il team, sarà la migliore performance di un osservatorio nella storia del programma Explorer della NASA. Sarà anche un punto di svolta. Come ha spiegato Greenhouse, "renderà disponibili orbite extra-zodiacali a qualsiasi astronomo che proponga al programma Explorer della NASA. Ciò consentirà capacità scientifiche senza precedenti per gli esploratori astrofisici. "
Fonte: NASA
