La JAXA, l’agenzia spaziale giapponese, ha confermato poco fa che la sua sonda Akatsuki si è inserita nell’orbita desiderata attorno a Venere. La conferma che la disperata manovra di inserimento orbitale, avvenuta due giorni fa, fosse stata eseguita alla perfezione dal sistema di propulsione secondario era arrivata già pochi minuti dopo lo spegnimento dei motori; ora, però, è arrivata anche la conferma radio: analizzando le comunicazioni con la sonda, gli ingegneri hanno potuto calcolare con precisione la sua orbita.

Fra meno di una settimana, la sonda giapponese Akatsuki tornerà a far visita a Venere – stavolta, si spera, per restarci. La sonda, che nel 2010 aveva fallito la manovra di inserimento orbitale con cui si sarebbe dovuta lasciar catturare dalla gravità di Venere, ritenterà l’impresa il 7 Dicembre, quando passerà a 541 chilometri dalla superficie venusiana.

Le condizioni, almeno sulla carta, sono piuttosto sfavorevoli: il motore principale della sonda si era guastato meno di tre minuti dopo l’inizio della manovra di 12 minuti che avrebbe dovuto inserire Akatsuki in orbita attorno a Venere cinque anni fa. L’interruzione prematura della manovra aveva fatto sì che la sonda giapponese continuasse ad allontanarsi da Venere fino a perdersi su una nuova orbita eliocentrica. Ora, dopo aver dovuto sopportare condizioni ben oltre i limiti per cui era stata progettata, Akatsuki è pronta a riprovarci.

Stavolta, invece del motore principale, che è ancora fuori uso e fra l’altro anche privo di carburante (gli ingegneri hanno deciso di alleggerire la sonda versando nello spazio 65 chili di propellente), Akatsuki userà i suoi motori secondari, progettati per effettuare piccole correzioni dell’assetto o della traiettoria della sonda. La manovra durerà circa 20 minuti e 33 secondi e, qualora dovesse aver successo, porterà Akatsuki su un’orbita ellittica attorno a Venere.

“Il piano originale prevedeva che usassimo questi propulsori solo per il controllo dell’assetto e per scaricare momento angolare, quindi non ci aspettavamo una manovra così lunga,” spiega Takeshi Imamura della JAXA, l’agenzia spaziale giapponese. “Quindi sì, questa operazione sarà piuttosto pericolosa, ma nelle manovre precedenti già eseguite abbiamo raggiunto fino a 10 minuti di propulsione, e 20 minuti non sono molti di più rispetto a quelli che abbiamo già provato.”

Espellendo il carburante del motore principale e alleggerendo la sonda, gli ingegneri hanno alleviato notevolmente il lavoro dei propulsori secondari. Si pensa che il fallimento del motore principale sia stato causato da una formazione salina che avrebbe bloccato il flusso di propellente al motore e provocato un aumento della temperatura interna di Akatsuki.

Durante questi cinque anni di crociera interplanetaria, la sonda si è mantenuta quasi sempre all’interno dell’orbita di Venere, esponendosi a condizioni molto più estreme di quelle per cui era stata progettata.

“Le condizioni termiche sono state piuttosto severe, soprattutto quando eravamo in prossimità del perielio,” prosegue Imamura. La sonda ha doppiato il suo ultimo perielio ad Agosto e si sta ora allontanando dal Sole, risalendo verso l’afelio della sua orbita eliocentrica. “Abbiamo dovuto sopportare temperature molto elevate a causa della distanza ridotta tra il Sole e Akatsuki. Le radiazioni solari erano peggiori del 37% rispetto a quelle previste.”

I problemi, purtroppo, non finiscono qui: i propulsori secondari generano una spinta di soli 20 N l’uno, contro i 500 del motore principale. Ciò significa che Akatsuki dovrà inserirsi su un’orbita molto più elevata di quella prevista e non potrà raccogliere tutti i dati scientifici promessi nel 2010. Invece di compiere una rivoluzione attorno a Venere ogni 30 ore, come previsto inizialmente, Akatsuki completerà un’orbita in 15 giorni. Una seconda manovra prevista per Marzo ridurrà il periodo orbitale a 9 giorni.

Recentemente, tre delle cinque fotocamere a bordo della sonda giapponese sono state attivate per la prima volta da più di quattro anni. Tutte e tre sembrano essere in buone condizioni. Le altre due saranno attivate solo dopo l’eventuale inserimento orbitale. Per sicurezza, gli ingegneri hanno già comandato ad Akatsuki di effettuare delle osservazioni di Venere subito dopo l’inserimento orbitale qualora questo dovesse fallire, in modo da raccogliere almeno qualche dato scientifico.

Nel frattempo, la comunità scientifica sta incrociando le dita per il successo della missione. Con la fine della sonda europea Venus Express, disintegratasi nell’atmosfera a inizio anno, nessuna altra sonda oltre ad Akatsuki raggiungerà Venere nel prossimo decennio. Qualora l’inserimento orbitale dovesse aver successo, Akatsuki dovrebbe riuscire ad operare per almeno due anni.

“L’orbita venusiana nel nuovo piano sarà molto ellittica,” spiega Imamura. “Da lontano, monitoreremo continuamente le dinamiche su scala globale dell’atmosfera e delle nubi, mentre da distanze ravvicinate scatteremo immagini dell’atmosfera e della superficie.”

Il 3 dicembre, due sonde giapponesi sfioreranno la Terra per effettuare una manovra di fionda gravitazionale. Le sonde Hayabusa 2 e Procyon, lanciate assieme esattamente un anno prima, passeranno a qualche milione di chilometri dalla superficie terrestre, sfruttando la gravità del nostro pianeta per accelerare e modificare le proprie orbite.

Concluso l’incontro con la Terra, Hayabusa sarà nuovamente impegnata nella lunga traversata del sistema solare che le farà raggiungere l’asteroide 1999 JU3 Ryugu a metà del 2018. Una volta raggiunto l’asteroide, la nave madre giapponese rilascerà una flotta di sonde secondarie, tra cui una sonda che si schianterà contro l’asteroide e tre rover e una piattaforma scientifica europea che ne esploreranno la superficie. Raccolti i campioni del suolo, la sonda farà rientro sulla Terra. Una simulazione in tempo reale della traiettoria di Hayabusa 2 è disponibile cliccando qui.

Lo stesso giorno, due milioni e mezzo di chilometri più in alto di Hayabusa 2 ci sarà un’altra sonda giapponese, il piccolo veicolo sperimentale Procyon, diretto verso l’asteroide binario 2000 DP107. Purtroppo, a causa di un guasto al propulsore a ioni, gli scienziati hanno dovuto rinunciare all’obiettivo primario della missione, ovvero quello di esplorare l’asteroide. Nonostante ciò, gli altri sistemi di bordo continuano a operare alla perfezione: recentemente, Procyon ha perfino effettuato delle osservazioni della lontana cometa di Rosetta.

Alle 19:50 ora italiana del 22 ottobre, la sonda americana New Horizons ha riacceso i suoi propulsori a idrazina e completato la prima delle quattro manovre necessarie a raggiungere la sua prossima destinazione, il corpo 2014 MU69 nella Fascia di Kuiper, nel Gennaio 2019.

La manovra è durata 16 minuti ed è risultata in un cambiamento di velocità pari a circa 10 metri al secondo. Il segnale di conferma della buona riuscita della manovra ha raggiunto il centro di controllo di Laurel, nel Maryland, alle 2:30 di stamattina ora italiana. Le prossime manovre sono previste per il 25 e il 28 Ottobre e il 4 Novembre. In totale, le quattro manovre comporteranno un cambiamento di velocità di circa 57 metri al secondo.

New Horizons si trova attualmente 120 milioni di chilometri oltre Plutone, a 5.08 miliardi di chilometri dalla Terra.

La nuova destinazione della sonda americana è un mondo largo 30-45 chilometri, individuato automaticamente dal software a bordo del telescopio spaziale Hubble il 27 Giugno 2014 in alcune immagini ottenute il giorno precedente. Tra il 2 e il 23 Agosto successivi, Hubble ha osservato l’oggetto altre 930 volte, confermando che, dei cinque candidati osservati, era il più accessibile vista la traiettoria di New Horizons. Degli altri quattro obiettivi, tre sono stati scartati quasi immediatamente. La decisione finale, presa alla fine di Agosto di quest’anno (clicca qui per i dettagli) è stata tra 2014 MU69 (PT1 1110113Y) e 2014 PN70 (PT3 G12000JZ), un mondo leggermente più grande di MU69 ma anche più difficile da raggiungere.

MU69 si trova attualmente nella costellazione del Sagittario e quindi in prossimità del centro galattico, il che ha complicato ulteriormente il suo studio. Nonostante sia ben 10 volte più grande e 1000 più massiccio della cometa 67P/Churymov-Gerasimenko, dimora celeste delle sonde europee Rosetta e Philae, MU69 è 50-80 volte più piccolo, 10 mila volte meno massiccio e 100 mila volte meno luminoso di Plutone, visto dalla Terra.

Si pensa che gli oggetti della Fascia di Kuiper (KBO, plurale KBOs) siano i mattoncini da costruzione di corpi più massicci, quali Plutone. Inoltre, essendo molto meno influenzati dal Sole rispetto agli asteroidi e alle comete, sono probabilmente rimasti incontaminati dall’alba del sistema solare.