Rifiuti spaziali, quella discarica chiamata Luna

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Luna - Sputnik Italia, 1920, 26.02.2022
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Approfondimento
Un corpo celeste di massa pari a circa 4 tonnellate è in avvicinamento verso la Luna e colpirà il satellite il 4 marzo.
Gli scienziati credono che si tratti di un modulo di un razzo cinese lanciato nel 2014. Frammenti simili sono già caduti sulla superficie del satellite terrestre in passato, anche dei lander si sono schiantati, ma l'evento imminente è imprevisto e incontrollabile.

"Asteroide" misterioso

Tutto è iniziato il 14 marzo 2015. Gli astronomi americani dell'Università dell'Arizona, che lavorano nell’ambito del programma Catalina Sky Survey, stavano osservando corpi celesti vicini alla Terra come loro solito e hanno scoperto l'asteroide, che è stato denominato WE0913A. Si è poi scoperto che questo non gira intorno al Sole, ma intorno alla Terra: quindi, è probabile che si tratti di un componente tecnico.
Tra coloro che hanno seguito l'odissea spaziale di questo oggetto misterioso c'era Bill Gray, lo sviluppatore del software di calcolo delle orbite di asteroidi e comete Project Pluto. Quando WE0913A è volato oltre la Luna, due giorni dopo che la NASA aveva lanciato il suo satellite Deep Space Climate Observatory (DSCOVR), lo scienziato pensò che fosse il secondo modulo del razzo vettore che aveva contribuito all’entrata in orbita del satellite. Altri astronomi si trovarono d'accordo con le conclusioni di Gray. Tutto corrispondeva: il frammento aveva la luminosità prevista, era apparso al momento giusto e si muoveva in un'orbita caotica.
Il missile Falcon 9 di SpaceX, che trasportava il satellite meteorologico spaziale, venne lanciato da Cape Canaveral in Florida l'11 febbraio 2015. Dopo aver completato la missione (inviando DSCOVR al punto di Lagrange L1, situato tra il Sole e la Terra), il secondo modulo esaurito è rimasto nello spazio. Gray ha ipotizzato che il razzo non avesse abbastanza carburante per tornare nell'atmosfera terrestre e abbastanza energia per lasciare il sistema gravitazionale Terra-Luna.
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Continuando ad osservare WE0913A, lo scienziato ha notato che il 5 gennaio 2022 il corpo è passato molto vicino alla Luna e la sua orbita è cambiata leggermente. I calcoli hanno dimostrato che il 4 marzo si schianterà contro il lato posteriore del satellite terrestre ad una velocità di oltre 9.000 chilometri all'ora. Gray ha riferito la scoperta ai colleghi della comunità di astronomi e, una volta confermate le sue scoperte, ai giornalisti.

Errori di calcolo

In breve tempo, tutti i giornali del mondo erano già riusciti a scrivere che il razzo non guidato di Elon Musk era diretto verso la Luna. Tuttavia, la mattina del 12 febbraio Gray ricevette un messaggio da John Giorgini del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA. Questa organizzazione non si occupa di detriti spaziali, ma monitora attentamente le traiettorie di molte sonde attive, tra cui DSCOVR. Nel messaggio, l'astronomo della NASA esprimeva i suoi dubbi in merito alla possibilità che un modulo del razzo Falcon 9 fosse passato vicino alla Luna il 13 febbraio 2015, due giorni dopo il lancio: secondo JPL Horizons, il satellite DSCOVR era allora in un'altra sezione dello spazio.
Gray si sbagliava: supponeva che il missile di SpaceX si fosse avvicinato alla Luna per accelerare il proprio percorso verso il punto L1. In realtà, DSCOVR era stato lanciato su un percorso diretto.
L'astronomo ha controllato dunque i dati di tutte le missioni lanciate poco prima del marzo 2015 in un'orbita che passa accanto alla Luna. Ed è arrivato alla conclusione che WE0913A era il terzo modulo del razzo cinese Changzheng-3C (Lunga marcia). Fu lanciato il 23 ottobre 2014 per trasportare la stazione automatica Chang'e-5T1 sulla superficie lunare. Si trattava di un test tecnico della missione Chang'e-5, che riuscì a raccogliere con successo campioni di suolo lunare nel 2020. Il modulo di accelerazione Changzheng-3C venne considerato perso nel registro dei mezzi tecnici rilevabili.
Gli studenti dell'Università dell'Arizona che hanno studiato lo spettro di WE0913A hanno confermato: sì, fa parte della missione cinese Chang'e-5T1 e non è un frammento del missile Falcon 9.
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Collisione inevitabile

Al contempo, gli scienziati concordano sul fatto che la traiettoria di WE0913A sia stata calcolata correttamente. Quindi, una collisione con la Luna è inevitabile.
Si presume che questo accadrà il 4 marzo alle 13:25 (ora italiana) nelle vicinanze del cratere Hertzsprung, sul lato della Luna inaccessibile all'osservazione terrestre. Gli esperti stimano che l'impatto creerà un cratere di circa 19 metri di diametro sulla superficie lunare. La NASA promette di fotografare il cratere dall'orbita circumlunare usando il Lunar Reconnaissance Orbiter.
Gli scienziati non si aspettano nulla di nuovo: hanno ripetutamente tracciato ciò che accade quando parti di razzi o asteroidi di dimensioni analoghe cadono sulla Luna. Per esempio, i moduli superiori delle missioni Apollo sono stati lanciati sulla superficie lunare per sondarne il sottosuolo attraverso le onde sismiche generate dall'impatto. Nel 2009 è stato inviato verso il cratere Cabeo il rimorchiatore Centaur, per cercare l'acqua in una nuvola di gas e polvere proveniente dal fondale del cratere.
Non c'è alcun segno di acqua nel sito d'impatto previsto per WE0913A e i sismometri Apollo sono da tempo fuori uso. Forse le onde sismiche dell'impatto potrebbero essere raccolte dal modulo cinese Chang'e-4, che si trova ora sul lato posteriore della luna.

Cosa è successo al missile di SpaceX?

I missili riutilizzabili sono dispositivi tecnologici complessi. Sono nati relativamente di recente. In precedenza, i veicoli che non sarebbero mai rientrati sono stati utilizzati per decenni per lanciare missioni spaziali: i loro moduli rimanevano nello spazio dopo che il carico utile era stato consegnato. Nella maggior parte dei casi calavano gradualmente dall'orbita circumterrestre e prendevano fuoco entrando nell’atmosfera terrestre.
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Ma a volte, in caso di lanci a lungo raggio e in presenza di grandi quantità di carburante non utilizzato, il modulo superiore può entrare in un'orbita indipendente e perdersi nello spazio. Di regola, le società del settore smettono di tracciare le traiettorie dei moduli esauriti dopo la fase principale di una missione. Questi diventano così detriti spaziali. A quanto pare, questo è quello che è successo al secondo modulo del missile Falcon 9 che ha trasportato DSCOVR alla sua destinazione.
È interessante notare che SpaceX non ha dichiarato nulla quando le è stato chiesto se WE0913A potesse essere un modulo del suo missile. Questo significa che non è stato tracciato dopo la separazione. Potrebbe aver orbitato intorno al Sole, come ha fatto il missile della missione Chang'e 2. O, più probabilmente, è rimasto nell'orbita terrestre. Diverse decine di frammenti di razzi sono rimasti in quell’area dagli anni '60 e '80. Alcuni sono probabilmente già caduti sulla Luna o lo faranno in futuro.

Il destino dei detriti spaziali

Considerato il fatto che vengono spedite nello spazio diverse missioni lunari in contemporanea, lo spazio intorno al satellite della Terra è sempre più affollato. E la questione relativa al luogo futuro di collisione non è più irrilevante, considerata anche l’intenzione di costruire in futuro sulla Luna delle basi permanenti. Ma per ora, sembra che una collisione con la Luna sia un'opzione più sicura e più rispettosa dell'ambiente per smaltire i moduli esauriti piuttosto che farli rientrare sulla Terra. Mentre la stragrande maggioranza di questi oggetti brucia a contatto con l’atmosfera, alcuni frammenti arrivano sulla superficie terrestre e possono costituire una minaccia. Per questo motivo, si cerca di orientare i missili in modo che gli oggetti cadano nell'oceano. Ma anche con una combustione completa, le particelle di ossido di metallo rimangono negli strati superficiali dell’atmosfera terrestre.
Teoricamente, le missioni spaziali a lungo raggio potrebbero essere pianificate in modo che i moduli del veicolo di lancio entrino in un’orbita circumlunare ellittica e che alla fine entrino in collisione con il satellite.
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Gli eventi di impatto potrebbero quindi essere utilizzati per studiare la struttura profonda della Luna. Ma per farlo, è necessario collocare sulla sua superficie una rete di sensori sismici.
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