Il concept di questo artista mostra il Wide-field Infrared Survey Explorer, o navicella spaziale WISE, nella sua orbita intorno alla Terra. NASA/JPL-Caltech Se sei cresciuto nell'era del programma Apollo, le navette spaziali e il telescopio Hubble, probabilmente sei abituato a pensare che l'esplorazione spaziale coinvolga pezzi di hardware con cartellini dei prezzi sorprendenti, separare, missioni mirate e brevi aspettative di vita. Ma in un'epoca in cui la NASA è sottoposta a pressioni di bilancio sempre più dure, gli scienziati spaziali di oggi non hanno più un assegno in bianco per esplorare il cosmo. Anziché, devono usare la loro ingegnosità per sfruttare al meglio le risorse limitate, ad esempio, portando un satellite fuori servizio dal letargo e riutilizzandolo per una nuova missione.
Questo è esattamente ciò che la NASA sta facendo con il Esploratore di indagini a infrarossi ad ampio campo , o SAGGIO .
Quando il telescopio orbitale da 320 milioni di dollari è stato lanciato nel dicembre 2009, la sua missione originale era quella di cercare la radiazione infrarossa proveniente da oggetti distanti - dagli asteroidi alle stelle nane brune esotiche - che erano troppo deboli per essere osservate all'interno dello spettro della luce visibile [fonti:Chow, Klotz]. Nei 13 mesi successivi, WISE ha fatto un ottimo lavoro in quel compito, catalogando 560 milioni di oggetti celesti. Oltre alle stelle e alle galassie, WISE ha scoperto 19 comete inedite e più di 33, 500 asteroidi [fonte:Chow]. Infine, dopo che WISE ha completato il suo lavoro, Gli scienziati della NASA hanno spento la maggior parte dell'elettronica del satellite e l'hanno lasciato in orbita in letargo nel febbraio 2011 [fonte:Space.com].
Ma a quanto pare, WISE non è ancora finito. Nell'agosto 2013, La NASA ha annunciato che stava riattivando il satellite per un nuovo, missione triennale. Invece di sondare i lontani confini dello spazio, WISE cercherà e studierà gli oggetti vicini alla Terra (NEO), rocce spaziali che possono essere trovate in orbita entro 28 milioni di miglia (45 milioni di chilometri) dal percorso del nostro pianeta intorno al sole, che gli scienziati dicono sia abbastanza vicino da rappresentare un pericolo di collisione con noi. Inoltre, WISE aiuterà la NASA a identificare gli asteroidi che potrebbero essere buone potenziali destinazioni per gli astronauti, come parte dell'obiettivo del presidente degli Stati Uniti Barack Obama di inviare esseri umani a visitare un asteroide catturato entro il 2025 [fonte:NASA].
Nel suo nuovo ruolo, WISE ha il potenziale per fare alcune scoperte molto importanti e per farlo a buon mercato, ad un costo di soli $ 5 milioni per ogni anno aggiuntivo di attività [fonte:Klotz].
In questo articolo, parleremo del nuovo entusiasmante lavoro di WISE, così come alcune delle cose incredibili che il satellite ha già realizzato.
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Una nuova immagine a infrarossi di WISE mostra un bocciolo di rosa cosmico che sboccia con nuove stelle. Le stelle, chiamato l'ammasso Berkeley 59, sono i punti blu a destra del centro dell'immagine. Hanno solo pochi milioni di anni, giovane su scale temporali stellari. NASA/JPL-Caltech/UCLA Per cooptare una frase del capitano immaginario James Kirk di "Star Trek, " quando WISE è stato lanciato nel 2009 in un'orbita polare a 326 miglia (525 chilometri) sopra la superficie terrestre, è stato progettato per guardare con audacia dove nessuno aveva mai guardato prima. WISE non è stato il primo osservatorio orbitale a infrarossi, ma a differenza delle precedenti sonde, è stato progettato per sorvegliare l'intera distesa del cielo, guardare più lontano nello spazio per individuare oggetti deboli e/o distanti [fonte:NASA].
Per realizzare ciò, WISE ha fatto affidamento su un design sofisticato e una tecnologia all'avanguardia. Il satellite era dotato di un telescopio sensibile e di rilevatori di luce infrarossa montati all'interno di un serbatoio di idrogeno solido congelato - immagina un thermos gigante, e fondamentalmente hai avuto l'idea - che ha mantenuto gli strumenti al gelo di -429 gradi Fahrenheit (-256 Celsius). Quell'effetto agghiacciante ha impedito a WISE di raccogliere la firma termica del proprio gadget, rendendo le sue osservazioni ancora più precise [fonte:NASA].
Nel corso dei suoi 13 mesi di lavoro, WISE ha scansionato il cielo 1 1/2 volte, prendendo circa 1,8 milioni di immagini che gli scienziati stanno unendo per creare una mappa composita del cosmo [fonte:Klotz]. Alcuni degli scorci di dettagli inediti dell'universo che forniva erano sorprendenti. Per esempio, un'istantanea ha rivelato che una vasta nuvola rossa e verde nello spazio profondo era piena di stelle appena formate, solo pochi milioni di anni, all'interno di fili di polvere interstellare simili a fiori [fonte:Space.com].
Ma WISE non è stato progettato per funzionare per sempre a piena capacità. Nel settembre 2010, la navicella iniziò a esaurire il refrigerante necessario per raffreddare i suoi rivelatori a infrarossi. A quel punto, gli scienziati hanno spento due dei quattro rilevatori e hanno smesso di guardare nei lontani confini dello spazio [fonte:Chow]. Ma il congegno dell'osservatorio orbitale funzionava abbastanza bene da essere particolarmente adatto per un'altra importante missione.
Dopo aver terminato la sua missione originale, WISE ha effettivamente avuto una sorta di prova su quello che alla fine sarebbe diventato il suo secondo atto. Dopo che la NASA ha spento gran parte delle sue apparecchiature a infrarossi quando il refrigerante ha iniziato a esaurirsi, gli scienziati hanno utilizzato ciò che era ancora operativo per lavorare su un progetto chiamato NEOWISE tra gennaio 2010 e febbraio 2011. La navicella spaziale ha iniziato a scrutare il cielo alla ricerca di oggetti più vicini. Nel corso del 2010, ha osservato circa 158, 000 corpi rocciosi, di cui 34, 000 asteroidi nella fascia principale del sistema solare tra Marte e Giove, e individuato 135 oggetti vicini alla Terra potenzialmente pericolosi, ovvero quelli abbastanza vicini all'orbita terrestre da poter presentare un rischio di collisione [fonte:NASA].
Quando la NASA riattiverà di nuovo WISE, utilizzerà il telescopio da 16 pollici (40 centimetri) del satellite e i suoi sensori a infrarossi per cercare ulteriori oggetti vicini alla Terra. Poiché i sensori non vengono più raffreddati, non funzionano tutti, e quindi il satellite non è così bravo a rilevare le radiazioni da lontano, oggetti deboli come una volta. Ma ha ancora abbastanza capacità per individuare le radiazioni infrarosse da oggetti più vicini. "Due dei nostri quattro rilevatori a infrarossi funzionano ancora anche a temperature più calde, così possiamo usare quelle bande per continuare la nostra caccia ad asteroidi e comete, " Amy Mainzer del Jet Propulsion Laboratory della NASA ha dichiarato a Space.com nell'ottobre 2010 [fonte:Malik].
Il rilevamento a infrarossi è uno strumento particolarmente utile, non solo per individuare gli asteroidi, ma anche per calcolarne con precisione le dimensioni. Gli asteroidi riflettono la luce ma non la emettono, e variano in albedo , o la capacità di riflettere la luce visibile. Ciò significa che per un normale telescopio ottico, un piccolo, la roccia spaziale di colore chiaro può sembrare grande quanto una scura molto più grande. Un telescopio a infrarossi, però, capta una parte dello spettro non visibile che un normale telescopio perde, e può dare un quadro più completo di un asteroide [fonte:NASA].
Gli scienziati scommettono che la capacità consentirà a WISE di darci un'idea migliore di quali asteroidi sono abbastanza grandi e abbastanza vicini da costituire un problema e quale potrebbe essere la dimensione giusta per essere catturata da un veicolo spaziale robotico.
Perché gli osservatori orbitali sono così utili?Per la maggior parte della storia dell'astronomia, gli scienziati erano limitati in ciò che potevano vedere del cosmo perché l'atmosfera terrestre oscurava la vista anche di telescopi terrestri ben equipaggiati. Ma con l'avvento dell'era spaziale, gli astronomi avevano una nuova opzione. Potrebbero mettere degli osservatori in orbita sopra l'atmosfera, dando loro la possibilità di fare osservazioni senza ostacoli. Un ottimo esempio:il telescopio spaziale Hubble, schierato dalla navetta spaziale Discovery nel 1990 e tuttora in funzione, ha contribuito a riscrivere i libri di testo di astronomia, far luce su questioni come l'età dell'universo e l'esistenza dell'energia oscura [fonti:HubbleSite, NASA].
La concezione di questo artista mostra come vengono create le famiglie di asteroidi. Le collisioni catastrofiche tra asteroidi situati nella fascia tra Marte e Giove hanno formato famiglie di oggetti su orbite simili intorno al sole. NASA/JPL-Caltech WISE dovrebbe essere di grande aiuto in due importanti missioni della NASA:tracciare oggetti vicini alla Terra e ideare un modo per proteggere la Terra da loro, e organizzare una missione con equipaggio su un asteroide entro il 2025.
L'identificazione e il monitoraggio di asteroidi che potrebbero avventurarsi nelle vicinanze della Terra è una missione della NASA particolarmente prioritaria. La sua urgenza è stata portata a casa dall'esplosione del febbraio 2013 di un 18 metri (60 piedi) di diametro, 11, 000 tonnellate (12, 125 tonnellate) meteora sopra la città russa di Chelyabinsk. Quel pezzo di roccia spaziale ha rilasciato quasi 30 volte l'energia di una delle bombe atomiche esplose alla fine della seconda guerra mondiale, e più di 1, 200 persone sono rimaste ferite da detriti volanti [fonti:Yeager, Klotz].
Si spera che la compilazione di un database di oggetti vicini alla Terra e il monitoraggio dei loro movimenti dia alla NASA un preavviso di un oggetto in rotta di collisione e il tempo per implementare una strategia difensiva, se questo significa deviare l'asteroide con i trattori gravitazionali, vele solari o altre tecnologie future, o romperlo con un'esplosione nucleare [fonte:Messier].
La NASA prevede anche di utilizzare un veicolo spaziale robotico per catturare un piccolo asteroide vicino alla Terra e reindirizzarlo in sicurezza verso un'orbita stabile in prossimità della Terra e della luna. Un video della NASA mostra un possibile metodo:una sonda robotica alimentata da vele solari potrebbe superare l'asteroide, lazo con cavi, e poi infilalo in una gigantesca "borsa per la cattura di asteroidi, " che consentirà all'imbarcazione di controllare e dirigere i suoi movimenti.
Una volta che l'asteroide è dove lo vuole la NASA, gli astronauti vi voleranno con la navicella spaziale Orion, un veicolo per lo spazio profondo ancora in fase di sviluppo, e poi una passeggiata spaziale verso la sua superficie. Rimuoverebbero campioni di roccia che sarebbero stati riportati sulla Terra per ulteriori studi [fonte:Moscowitz, NASA]. Infine, gli asteroidi catturati potrebbero essere una fonte di materiali preziosi come nichel, platino e palladio, o anche siti per la produzione [fonte:Mann].
Sono affascinato dall'idea della NASA di atterrare su un asteroide, in parte perché quando ero bambino negli anni '60, Ricordo ancora l'emozione di vedere una versione a fumetti di Classics Illustrated del romanzo fantasy del 1877 di Jules Verne "Off on a Comet". Nel romanzo di Verne, però, gli astronauti non atterrano su una cometa. Anziché, un oggetto celeste chiamato Gallia spazza via la Terra e raschia via un pezzo di terra vicino a Gibilterra, e nel processo porta con sé diverse dozzine di umani in un viaggio attraverso il sistema solare. Mentre quella premessa divertiva i lettori del 19° secolo, Certo, nella vita reale una tale collisione potrebbe causare una catastrofe globale simile a quella che ha ucciso i dinosauri. Stiamo molto meglio seguendo il piano della NASA.
