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Double Asteroid Redirection Test

sonda spaziale impattante con un asteroide a fini di test
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Double Asteroid Redirection Test (DART) è una sonda spaziale pensata per studiare gli effetti cinetici dell'impatto di un veicolo spaziale contro un asteroide. La missione ha l'obiettivo di verificare se l'impatto di un veicolo possa deflettere con successo un asteroide in collisione con la Terra. DART è un progetto congiunto tra l'agenzia spaziale americana NASA e il Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL)[1]. Il vettore è stato lanciato il 24 novembre 2021 dalla Vandenberg Space Force Base in California[2] e ha completato con successo la missione il 26 settembre 2022, schiantandosi contro Dimorphos, il corpo secondario dell'asteroide binario.

Double Asteroid Redirection Test
Emblema missione
Immagine del veicolo
Dati della missione
OperatoreNASA
Tipo di missioneDifesa planetaria
NSSDC ID2021-110A
SCN49497
DestinazioneDimorphos
Satellite di65803 Didymos
Esitosuccesso
VettoreFalcon 9 Block 5
Lancio24 novembre 2021
Luogo lancioComplesso di lancio 4 (Vandenberg Space Force Base)
Fine operatività2022
Durata10 mesi e un giorno
Proprietà del veicolo spaziale
MassaDART 610 kg
LICIACube 14 kg
CostruttoreApplied Physics Laboratory
Strumentazione
  • Fotocamera DRACO (Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Op-nav)
Sito ufficiale
AIDA
Missione precedenteMissione successiva
Europa Clipper

Missione modifica

 
Schema dell'impatto con il satellite dell'asteroide

Come bersaglio della missione è stato scelto 65803 Didymos, un asteroide binario costituito da un corpo principale di 780 m di diametro (Didymos) attorno al quale, a una distanza di circa 400 m (i due baricentri distano circa 1180 m), orbita un satellite di 160 m denominato 65803 I Dimorphos; questo secondo asteroide è il bersaglio della missione, il cui obiettivo è stimare l'entità della variazione dell'orbita di Dimorphos intorno a Didymos a causa dell'impatto.

Il lancio è stato effettuato il 24 novembre 2021 alle 6:21 UTC, in seguito la sonda ha dispiegato i pannelli solari e continuato il tragitto spinta da un motore ionico. L'arrivo/impatto è avvenuto come previsto alle 01:14 italiane del 27 settembre 2022[3][4][5]. La collisione è stata osservata dal cubesat LICIACube, microsatellite interamente progettato e realizzato da Argotec in collaborazione e con la partecipazione dell'Agenzia Spaziale Italiana, che si è sganciato dalla sonda madre poco prima dell'impatto[6] e dalla fotocamera di bordo DRACO; le immagini riprese da essi giungeranno a terra nelle settimane successive all'impatto[3].

Effetti sul sistema di asteroidi modifica

Diversi studi sono stati pubblicati sui possibili effetti dell'impatto, sia sul bersaglio principale, Dimorphos, che sul sistema di entrambi gli asteroidi[7][8][9].

L'obiettivo principale della missione è modificare la velocità orbitale di Dimorphos rispetto agli originari 0,174 m/s, riducendo il periodo orbitale di circa 10 minuti[10].

Nell'ottobre del 2022 la NASA ha comunicato che la missione è stata un completo successo, poiché il periodo orbitale del satellite è diminuito a 11 ore e 23 minuti, 32 minuti meno che in precedenza.[11]

Effetti sulla Terra modifica

L'obiettivo della missione è modificare l'orbita del solo asteroide secondario Dimorphos intorno all'asteroide primario Didymos, ma in parte verrà modificata anche l'orbita di entrambi intorno al Sole, sia per l'aggiunta di quantità di moto al sistema dovuta all'impatto stesso, sia per la formazione di una coda di detriti che aumenterà temporaneamente l'effetto del vento solare.

Uno studio del 2021[12] ha appurato che tale variazione di orbita sarà così lieve da non causare nessun pericolo di futuro impatto con la Terra, con cui il sistema binario di asteroidi avrà due punti di avvicinamento minimo di 7 milioni di chilometri nel 2062 e 5 milioni di chilometri nel 2123: in entrambi i casi tale distanza minima verrà alterata dall'impatto di Dart di meno di 100 km. Per confronto, la Luna dista dalla Terra circa mezzo milione di chilometri.

Un altro studio[13], del 2020, mostra come ci sia una remota possibilità che l'impatto di DART causi l'arrivo sulla Terra, dopo qualche giorno o qualche anno, di una piccola quantità di minuscoli frammenti di Dimorphos, delle dimensioni di qualche centimetro o meno, anche se l'effettivo ammontare e la dimensione dei frammenti è difficilmente calcolabile dato l'ampio numero di variabili in gioco. Frammenti di questo tipo non potrebbero in alcun modo raggiungere la superficie della Terra, ma si disintegrerebbero sicuramente a molti chilometri di altezza a causa dell'enorme attrito con l'atmosfera, dando luogo a fenomeni popolarmente noti come "stelle cadenti".

Stato modifica

 
DART sulla rampa di lancio con il vettore Falcon 9, nel complesso di lancio 4
Il video accelerato degli ultimi 5,5 minuti di DART che si avvicina all'asteroide, fino all'impatto
  • Ad agosto 2018, la NASA ha approvato il progetto, dando il via alla parte di progettazione finale e la fase di assemblaggio.
  • Nel gennaio 2019 la NASA ha annunciato la scelta del cubesat italiano LICIACube.[14]
  • L'11 aprile 2019 la NASA ha annunciato che DART sarà lanciato con il vettore di lancio Falcon 9 di SpaceX[15].
  • Il DART è stato lanciato con un razzo SpaceX il 24 novembre 2021 alle ore 22:21 locali dalla Vandenberg Space Force Base in California.[2]
  • 4/6 marzo 2022: il flyby dell'asteroide 138971 - 2021 CB21[16][17] è stato annullato.[18]
  • luglio 2022: il flyby dell'asteroide 385186 1994 AW1 è stato annullato.[18]
  • 12 settembre 2022, 01:14 italiane: distacco con successo del satellite Liciacube.[19]
  • 12 settembre 2022, 02:04 italiane: ricevuto primo segnale radio da Liciacube dopo il distacco.[20]
  • 27 settembre 2022, 01:14 italiane: impatto avvenuto come previsto[21] fotografato con successo dalla telecamera di bordo DRACO[8], dal nanosatellite LICIAcube, dal telescopio spaziale James Webb, e da telescopi a terra, tra cui uno del progetto ATLAS[6][7].

Visibilità dalla Terra modifica

La visibilità di un corpo celeste nel cielo notturno terrestre dipende, oltre che dalla posizione dell'oggetto sulla sfera celeste, anche dalla magnitudine visuale dell'oggetto, che è una misura della sua luminosità; tale valore è tanto più alto quanto minore è la visibilità; la magnitudine del sistema Didymos-Dimorphos varierà tra 15 e 16 tra maggio e novembre, raggiungendo il minimo di 15 proprio nei giorni dell'impatto[22]. Si tratta però di valori basati sullo stato pre-impatto, che potrebbero quindi variare a causa dell'impatto stesso. È necessaria una magnitudine inferiore a 6 per la visibilità a occhio nudo.

A luglio 2022 l'impatto è previsto per le 19:14 EDT del 26 settembre 2022[5] (23:14 UTC, 01:14 del 27 settembre in Italia); in quel momento Didymos si troverà in questa posizione nella sfera celeste[23]:

Localmente, la posizione nella volta celeste dall'Italia (da Roma) sarà di pochissimi gradi sopra l'orizzonte:

Normalmente un oggetto risulta visibile quando si trova almeno a 5-10° sopra l'orizzonte, a causa della presenza di edifici, vegetazioni e colline, quindi per poter osservare questo evento sarà necessario posizionarsi in una zona sgombra di ostacoli sull'orizzonte.

L'oggetto sorgerà sopra l'orizzonte meno di un'ora prima dell'evento[23]:

  • Alba: 00:35
  • Transito: 04:13
  • Tramonto: 07:47

Secondo uno studio[24] pubblicato a luglio 2022, la magnitudine del sistema binario potrebbe passare da 14 a 11 a seguito dell'impatto, e potrebbe formarsi una chioma di detriti larga 20 km e una coda di detriti che risulterebbe visibile da Terra, tramite telescopio, per diversi giorni dopo l'impatto: in un telescopio con una risoluzione di 0,25 arcsec/pixel la coda risulterebbe lunga un migliaio di pixel e larga una trentina.

Gli effetti dell'impatto sono stati osservati con successo da alcuni telescopi a terra, tra cui uno del progetto ATLAS e quelli del Virtual Telescope Project / Little Karoo Observatory; questi ultimi hanno mostrato gli effetti in diretta streaming[6][7].

Caratteristiche modifica

 
Schema della sonda

Per la missione è impiegata una sonda a basso costo di dimensioni 1,2x1,3x1,3 m, che con gli strumenti di bordo arriva a misurare complessivamente 1,8x1,9 m. L'energia è fornita da due pannelli solari di 8,50 m, mentre la propulsione è fornita dal propulsore ionico NEXT-C, con il quale la sonda dovrebbe arrivare alla collisione con una velocità di circa 6,6 km/s. Per raggiungere il satellite di Didymos, un oggetto con un diametro di appena 160 metri, a 11 milioni di chilometri dalla Terra, è necessario un sistema di guida, navigazione e controllo autonomi. A tale scopo è stato sviluppato il sistema SMART Nav (Small-body Maneuvering Autonomous Real Time Navigation), sfruttando anche l'esperienza in sistemi di guida missilistica dell'APL.

Fotocamera "DRACO"[25][26] modifica

L'unico strumento di cui dispone la sonda è la fotocamera ad alta definizione DRACO (Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Op-nav), derivante dal LORRI del New Horizons,[27] che aveva queste caratteristiche tecniche:

  • Telescopio di tipo "Ritchie-Chrétien" f/12,6
  • Apertura di 208 mm

Le caratteristiche specifiche di DRACO sono invece:

  • Sensore: sCMOS CIS2521 della BAE (datasheet)
  • Risoluzione: 2560x2160 (5 megapixel)
  • FoV: +/- 0,145°
  • IFoV: 2,5 µrad (0,0000025 rad), 4,9 µrad /0,0000049 rad) (binned)
  • F number: f/12,6
  • Apertura: 208 mm
  • PSD (300 km): 1,0 m
  • Pixel da 6,5 um
  • Processore UT700 LEON3
  • FPGA RTG4
  • 32 MB SRAM (per elaborazione)
  • 16 GB flash RAM (per memorizzazione)

DRACO inizierà a riprendere il sistema di asteroidi 30 giorni prima dell'impatto, ma si calcola che solo 4 ore prima dell'impatto le ottiche saranno in grado di vedere i due asteroidi come oggetti distinti, e solo 1 ora prima dell'impatto diverrà chiaramente distinguibile Dimorphos, l'asteroide minore obiettivo della missione. Le immagini verranno trasmesse alla Terra alla velocità di una ogni 5 secondi. Si calcola che la massima risoluzione raggiunta prima dell'impatto sarà di 20 cm/pixel.

Cubesat "LICIACube" modifica

LICIACube (Light Italian Cubesat for Imaging of Asteroids) è un cubesat italiano coordinato dall'ASI e realizzato dall'Argotec a Torino. Consiste in un nano-satellite delle dimensioni di una scatola da scarpe, simile al satellite ArgoMoon, che verrà trasportato dal modulo principale durante il tragitto, per poi venire sganciato poco prima della collisione. LICIACube sarà fondamentale per studiare lo schianto della sonda, il cratere e i detriti generati, ricavando dati importanti per valutare la deflessione dell'asteroide.[14]

Missione HERA modifica

Inizialmente la missione DART era stata concepita per funzionare in coordinamento con la missione Hera dell'ESA, che avrebbe ripreso l'asteroide-obiettivo prima e dopo l'impatto, ma, come spesso accade nelle missioni spaziali, i piani sono cambiati in corso d'opera, e attualmente DART e Hera sono due missioni ancora collegate tra loro, ma separate da un ampio intervallo temporale: Hera verrà infatti lanciato dalla Terra due anni dopo l'arrivo di DART al suo obiettivo, che Hera raggiungerà invece nel 2026[28][29].

Modelli 3d modifica

La Johns Hopkins University ha messo a disposizione[30] vari modelli 3d relativi alla missione: modelli stampabili della sonda e dell'asteroide, le istruzioni per costruire un modellino della sonda con il LEGO, un sito per esaminare online il modello 3d della sonda, e un'app per smartphone che permette di visualizzare un modello della sonda in realtà aumentata (AR), come se si trovasse fisicamente nell'ambiente in cui si trova l'osservatore.

Note modifica

  1. ^ DART Launch Moves to Secondary Window, su nasa.gov, 17 febbraio 2021.
  2. ^ a b Il programma dalla Nasa è un esperimento che supera la fantascienza: "Cerchiamo di imparare come potremmo sventare una minaccia dal cielo", in la Repubblica, 24 novembre 2021. URL consultato il 24 novembre 2021.
  3. ^ a b (EN) NASA’s DART Mission Hits Asteroid in First-Ever Planetary Defense Test, su nasa.gov, 27 settembre 2022.
  4. ^ Double Asteroid Redirection Test (DART) Status Update (PDF), su lpi.usra.edu.
  5. ^ a b Dart mission overview, su dart.jhuapl.edu.
  6. ^ a b c SpaceX e NASA defletteranno un asteroide vicino alla Terra, su astronautinews.it, 16 aprile 2019.
  7. ^ a b c Derek C. Richardson, Harrison F. Agrusa e Brent Barbee, Predictions for the Dynamical States of the Didymos System before and after the Planned DART Impact, DOI:10.3847/PSJ/ac76c9.
  8. ^ a b Ryota Nakano, Masatoshi Hirabayashi e Harrison F. Agrusa, NASA’s Double Asteroid Redirection Test (DART): Mutual Orbital Period Change Due to Reshaping in the Near-Earth Binary Asteroid System (65803) Didymos, in The Planetary Science Journal, 2022, DOI:10.3847/PSJ/ac7566.
  9. ^ Masatoshi Hirabayashia, Alex B.Davisb e Eugene G.Fahnestoc, Assessing possible mutual orbit period change by shape deformation of Didymos after a kinetic impact in the NASA-led Double Asteroid Redirection Test, in Advances in Space Research, vol. 63, n. 8, pp. 2515-2534.
  10. ^ E. Dotto, V. Della Corte e M. Amoroso, LICIACube at (65803) Didymos: the Italian cubesat in support to the NASA DART mission (PDF), in 52nd Lunar and Planetary Science Conference 2021 (LPI Contrib. No. 2548).
  11. ^ NASA says DART's asteroid impact was a huge success, su planetary.org, 11 ottobre 2022.
  12. ^ Rahil Makadia (University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, IL, USA), Siegfried Eggl e Eugene Fahnestock, Changing the heliocentric orbit of the Didymos system with DART, 2021.
  13. ^ Paul Wiegert, On the Delivery of DART-ejected Material from Asteroid (65803) Didymos to Earth, in The Planetary Science Journal, DOI:10.3847/PSJ/ab75bf.
  14. ^ a b Prove generali di Armageddon, su agi.it, 23 gennaio 2019.
  15. ^ Karen Northon, NASA Awards Launch Services Contract for Asteroid Redirect Test, su NASA, 11 aprile 2019. URL consultato il 12 aprile 2019.
  16. ^ Pagina su asteroide 138971-2001-cb21, su spacereference.org.
  17. ^ Small-Body Database Lookup, su ssd.jpl.nasa.gov.
  18. ^ a b Asteroid and Comet Mission Targets Observed by Radar, su echo.jpl.nasa.gov.
  19. ^ https://twitter.com/asi_spazio/status/1569214382122438656, su Twitter. URL consultato il 12 settembre 2022.
  20. ^ Report su distacco Liciacube, su asi.it.
  21. ^ Conferma impatto avvenuto, su cnr.it.
  22. ^ How bright is Asteroid 65803 Didymos (1996 GT)?, su theskylive.com.
  23. ^ a b Online planetarium, su theskylive.com.
  24. ^ Fernando Moreno, Adriano Campo Bagatin e Gonzalo Tancredi, Ground-based observability of Dimorphos DART impact ejecta: photometric predictions, in MNRAS 515, 2178–2187 (2022).
  25. ^ Zachary J. Fletcher, Andrew F. Cheng e Olivier S. Barnouin, DRACO: DIDYMOS RECONNAISSANCE AND ASTEROID CAMERA FOR OP-NAV. (PDF).
  26. ^ E. Adams e E. Smith, Double Asteroid Redirection Test (DART) Planetary Defense Mission: First Months in Flight and Readiness for Impact (PDF), in 53rd Lunar and Planetary Science Conference (2022).
  27. ^ (EN) NASA DART Impactor, su dart.jhuapl.edu. URL consultato il 2 giugno 2019 (archiviato dall'url originale il 2 giugno 2019).
  28. ^ Missione HERA, su esa.int.
  29. ^ Missione HERA, su esa.int.
  30. ^ DART Augmented Reality (AR) Experience, su dart.jhuapl.edu.

Altri progetti modifica

Collegamenti esterni modifica

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