Dopo 16 mesi di osservazioni positive, SMART-1 dell'ESA sta per dare il suo ultimo contributo alla scienza lunare. Nelle sue orbite finali, l'astronave volerà così in basso che potrebbe schiantarsi contro una collina in un passaggio precedente, offrendo una migliore visione a diversi telescopi terrestri. Il cratere finale dovrebbe essere largo 3-10 metri (10-33 piedi) e profondo 1 metro (3 piedi).
SMART-1, la prima navicella spaziale europea di successo sulla Luna, sta per terminare la sua avventura esplorativa, dopo quasi sedici mesi di indagini lunari sulla scienza.
SMART-1 è stato lanciato il 27 settembre 2003 e ha raggiunto la Luna nel novembre 2004 dopo una lunga spirale attorno alla Terra. In questa fase, il veicolo spaziale ha testato per la prima volta nello spazio una serie di tecnologie avanzate.
Questi includevano il primo utilizzo di un motore a ioni (propulsione elettrica solare) per viaggi interplanetari, in combinazione con manovre di assistenza per gravità.
SMART-1 ha anche testato future tecniche di comunicazione nello spazio profondo per veicoli spaziali, tecniche per raggiungere la navigazione autonoma di veicoli spaziali e strumenti scientifici miniaturizzati, utilizzati per la prima volta intorno alla Luna.
Inizialmente previsto di operare per sei mesi attorno alla Luna, SMART-1 è stato successivamente esteso a una missione di un ulteriore anno, ora in via di conclusione. Il veicolo spaziale colpirà la superficie della Luna attraverso un piccolo impatto attualmente previsto per il 3 settembre 2006, alle 07:41 CEST (05:41 UT) o alle 02:37 CEST (00:37 UT), con un'incertezza dovuta alla conoscenza incompleta della topografia lunare. Le coordinate previste per l'impatto alle 5:41 UT sono circa 36,44º sud della latitudine e 46,25º ovest della longitudine.
Manovre fino all'impatto
Se lasciato sul corso della sua orbita lunare, SMART-1 avrebbe naturalmente colpito la Luna il 17 agosto 2006 sul lato lunare lontano, non visibile dalla Terra.
Una serie di manovre di 2 settimane è iniziata il 19 giugno e si è conclusa il 2 luglio ha permesso a SMART-1 di regolare la sua orbita per evitare che il veicolo spaziale si intersecasse con la Luna in un momento sfavorevole dal punto di vista scientifico e di ottenere un utile piccolo missione 'estensione'.
Un'ulteriore serie di manovre minori può essere eseguita il 27 e 28 luglio, il 25 agosto e il 1 e 2 settembre 2006 per adattare la traiettoria SMART-1.
Perché il 3 settembre?
La scelta del 3 settembre per l'impatto lunare è stata guidata dalla decisione di ottenere dall'orbita ulteriori dati lunari ad alta risoluzione e di consentire ai telescopi terrestri di vedere l'impatto dalla Terra.
Il 3 settembre 2006 il perilune SMART-1, in coincidenza con il punto di impatto, sarà nell'area lunare chiamata "Lago di Eccellenza", situata a latitudini medio-meridionali. Quest'area è molto interessante dal punto di vista scientifico. È una zona vulcanica di pianura circondata da altopiani, ma anche caratterizzata da eterogeneità dei minerali macinati.
Al momento dell'impatto, quest'area sarà al buio sul lato vicino della Luna, proprio vicino al terminatore - la linea che separa il lato lunare dal lato notturno. La regione sarà ombreggiata dai raggi diretti del Sole, ma sarà debolmente illuminata dalla luce della Terra - da Earthshine. L'orbita del veicolo spaziale la porterà sulla regione ogni cinque ore, abbassando di un chilometro ogni passaggio. Dalla Terra, un quarto di luna sarà visibile in quel momento.
Questa geometria è ideale per consentire osservazioni al suolo. In effetti, durante la luna piena la luminosità avrebbe oscurato completamente l'impatto per gli osservatori terrestri e anche durante la luna nuova sarebbe stato difficile, perché la luna nuova è visibile solo per pochi secondi dopo il tramonto. Inoltre, un impatto al buio favorirà il rilevamento del flash di impatto.
I telescopi terrestri cercheranno anche di osservare la polvere espulsa dall'impatto, sperando di ottenere dati fisici e mineralogici sulla superficie scavata dal veicolo spaziale.
Il tempo di impatto previsto (07:41 CEST) sarà buono per i grandi telescopi nelle Americhe del Sud e del Nord-Ovest e nelle Hawaii e forse in Australia. Ma se SMART-1 colpisce una collina nel suo passaggio precedente, intorno alle 02:37 CEST il 3 settembre, allora può essere osservato dalle Isole Canarie e dal Sud America. Se SMART-1 colpisce una collina sul passo il 2 settembre alle 21:33 CEST, allora i telescopi nell'Europa continentale e in Africa avranno il vantaggio.
Intrappolato dalla gravità lunare
Quando un'astronave orbita attorno alla Luna, come fa SMART-1, è condannata dalla legge di gravità. I rimorchiatori del Sole, della Terra e delle irregolarità nella Luna stessa, disturbano tutti la sua orbita. Prima o poi, qualsiasi orbita lunare avrà un impatto sulla superficie lunare a meno che non rimanga una quantità molto grande di carburante per essere potenziato e sfuggire alla gravità lunare.
Allontanarsi dalla gravità della Luna e andare nello spazio profondo avrebbe significato annullare del tutto il programma scientifico SMART-1. In effetti, quando SMART-1 era in orbita attorno alla Luna, c'era abbastanza propellente rimasto per una spinta orbitale, ma non per una fuga, quindi il veicolo spaziale era un vero "prigioniero" della Luna.
SMART-1 è sopravvissuto molto più a lungo del previsto quando la missione scientifica di 6 mesi inizialmente prevista. Il suo motore a ioni sperimentale, alimentato dal Sole, era molto efficiente. Quando SMART-1 si stabilì nella sua orbita operativa attorno alla Luna nel marzo 2005, erano rimasti solo 7 chilogrammi di propellente (gas allo xeno in bottiglia) su 84 chilogrammi disponibili al momento del lancio.
Gli ingegneri dell'ESA hanno utilizzato tutto lo xeno rimanente per evitare un incidente anticipato dovuto a settembre 2005, dopo una manovra per rilanciare l'orbita. Di conseguenza, SMART-1 ha guadagnato un ulteriore anno di vita operativa nella sua orbita lunare, a tutto vantaggio degli scienziati e ingegneri spaziali europei.
Con propellente allo xeno, SMART-1 ha utilizzato i suoi propulsori per idrazina per eseguire l'ultima grande manovra alla fine di giugno 2006 per allungare ulteriormente la durata della missione e vincere altre tre settimane di operazioni.
Qualche danno per la luna?
Quasi 50 anni fa, nel 1959, l'astronave russa Luna-2 fu il primo oggetto creato dall'uomo a colpire la Luna. Da allora molti altri hanno fatto lo stesso, senza alcun danno evidente, e l'impatto di SMART-1 sarà più leggero di quello di qualsiasi altro impattatore artificiale fino ad ora.
Quando arriva sulla superficie della Luna, SMART-1 viaggerà a 2 chilometri al secondo. È molto più lento di un meteoroide naturale, ad esempio i meteoroidi Leonidi arrivano sulla Luna a 70 chilometri al secondo. SMART-1 entrerà in un angolo di occhiata, come un maglione da sci. SMART-1 può colpire una ripida collina a 7000 chilometri all'ora, ma è più probabile che scivoli giù su una parte piatta della superficie lunare, facendo cadere 15 metri nell'ultimo chilometro di movimento in avanti. All'impatto, la sua velocità verticale sarà di soli 70 chilometri all'ora, che è inferiore a quella di alcuni saltatori di sci.
Eventualmente SMART-1 scivolerà per una breve distanza dopo l'impatto, lanciando polvere davanti a sé e spruzzando polvere su entrambi i lati come le ali di una farfalla. Il cratere realizzato da SMART-1 sarà largo da 3 a 10 metri e forse profondo un metro. La Luna ha già 100.000 crateri che superano i quattro chilometri di larghezza e ogni giorno diversi piccoli meteoriti rendono i crateri grandi quanto quelli di SMART-1.
Ogni elemento chimico presente su SMART-1 e nelle sue apparecchiature esiste naturalmente sulla Luna. Ad esempio alluminio e ferro sono molto comuni. L'idrogeno, il carbonio e l'azoto sono molto più scarsi sulla Luna, ma arrivano naturalmente sulla superficie dal vento solare e dagli impatti dei frammenti ghiacciati di comete, che contengono molti elementi. Da questo punto di vista, si può pensare a SMART-1 come una cometa artificiale. Inoltre, la piccola idrazina rimasta nei propulsori SMART-1 brucerà immediatamente all'impatto.
Ultime osservazioni
Durante gli avvicinamenti lunari ravvicinati, la videocamera AMIE a bordo dello SMART-1 avrà una vista obliqua di alcune aree che in precedenza abbiamo esaminato solo verticalmente, fornendo una sorta di vista tridimensionale della superficie. Tuttavia, poiché l'impatto avverrà in una zona scura della Luna, non è possibile aspettarsi di vedere molto dalla luce visibile durante la discesa finale.
Durante le ultime orbite, gli altri strumenti a bordo, incluso il telescopio a raggi X D-CIXS e lo spettrometro a infrarossi SIR, avranno viste dettagliate di alcune regioni lunari da altitudini molto basse.
Potenti telescopi sulla Terra possono vedere un debole lampo dall'impatto stesso, seguito da una nuvola di polvere sollevata dall'impatto, forse larga 5 chilometri. La polvere oscurerà la vista di una parte della superficie della Luna per 5 o 10 minuti. Il comportamento della nuvola fornirà preziose informazioni sugli eventi di impatto in generale, mentre l'analisi della luce dalla polvere, con spettrografi nei telescopi, può rilevare materiali scavati dall'impatto appena sotto la superficie lunare.
Le osservazioni si baseranno sul debole bagliore di Earthshine - a meno che parte della nuvola di polvere non venga lanciata a più di 20 chilometri sopra la superficie lunare. In tal caso, sarà illuminato direttamente dalla luce solare e apparirà molto più luminoso per forse qualche minuto. Gli astronomi dilettanti potrebbero essere in grado di individuare la nuvola di polvere illuminata dal sole con il loro binocolo e piccoli telescopi.
Fonte originale: comunicato stampa ESA
