17:22 25 Novembre 2020
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Il 20 ottobre la sonda OSIRIS-Rex della NASA si è avvicinata all’asteroide Bennu e ha prelevato campioni di materiale. Gli scienziati intendono verificare l’origine di questo corpo celeste e cercare presenze di primitive forme di vita. In quest’articolo una carrellata delle imprevedibili scoperte effettuate studiando corpi celesti.

Si ritiene a differenza dei pianeti all’interno dei quali si è verificata una differenziazione delle sostanze gli asteroidi siano ancora formati da quei primitivi materiali del disco protoplanetario dal quale si originò l’intero Sistema solare. Come sostengono gli scienziati, gli asteroidi sono “capsule del tempo conservatesi nel vuoto cosmico”.

Piccoli loro frammenti giungono periodicamente sulla Terra sotto forma di meteoriti, ma non è mai possibile capire da quale corpo celeste provengano.

Un’altra questione riguarda invece la possibilità di prelevare campioni concreti. Per la prima volta ci riuscì la sonda Hayabusa dell’Agenzia spaziale giapponese (JAXA).

Nel novembre del 2005 la sonda raccolse campioni di terreno dalla superficie dell’asteroide Itokawa e li riportò sulla Terra nel giugno del 2010.

Una volta aperti i campioni, gli scienziati rinvennero circa 1.500 microgranuli di olivina, pirosseno e plagioclasio, ossia minerali condritici.

Interessante è il fatto che questi risultarono metamorfizzati, ossia sottoposti per lungo tempo a riscaldamento, fenomeno possibile soltanto negli strati più interni di un corpo celeste di dimensioni medio-grandi.

Nel 2019 i giapponesi ripeterono la missione. La sonda Hayabusa-2 prelevò due campioni dall’asteroide Ryugu, uno dei quali dagli strati sottostanti quello superficiale. Furono sganciati dei rover sull’asteroide e questo consentì di prelevare frammenti di terreno.

Si prevede l’arrivo della capsula sulla Terra il 6 dicembre di quest’anno.

Saranno i primi campioni prelevati dagli strati più interni di un asteroide, sebbene non molto profondi.

Nonostante i successi di entrambe le missioni, da un’analisi approfondita emerge che sia Itokawa sia Ryugu sono asteroidi molto giovani con meno di 9 milioni di anni. Gli scienziati ritengono che siano a loro volta frammenti di un corpo celeste più voluminoso.

Mentre l’asteroide Bennu, secondo gli esperti, è composto dalla stessa polvere cosmica dalla quale 4,6 miliardi di anni fa ebbero origine il Sole e i pianeti. Probabilmente Bennu è persino più antico. Riceverne campioni rappresenta per i planetologi la possibilità di indagare nel passato più remoto del Sistema solare.

Bennu, però, è interessante non solo per la sua età.

Studiando l’asteroide con l’ausilio di telescopi terrestri e spaziali, gli scienziati hanno ipotizzato che sia ricco di carbonio e che contenga sostanze organiche quali adenina, guanina, xantina, ipoxantina, purina, diaminopurina e persino acqua.

Se si rileveranno nei campioni molecole complesse composte da catene di carbonio, ossigeno, idrogeno e azoto (i principali elementi chimici di tutte le creature viventi), allora si potrà parlare con maggiore certezza del ruolo fondamentale di comete e asteroidi nella consegna sul nostro pianeta dei primitivi “mattoncini della vita”.

I campioni prelevati da Bennu giungeranno sulla Terra nel mese di settembre del 2023.

Lavori “sul campo” lunare

Nonostante le possibilità rappresentate dai più moderni metodi di ricerca a distanza, i campioni fisici continuano a essere l’unica fonte affidabile di dati in merito alla composizione di un pianeta e dei suoi satelliti. Il più studiato di questi è chiaramente la Luna.

Tra il luglio 1969 e il dicembre 1972 sulla Luna si recarono 6 equipaggi di astronauti americani del programma Apollo.

Questi riportarono sulla Terra nel complesso 383 kg di campioni di suolo lunare (regolite), breccia proveniente dai crateri, basalto vulcanico e altre rocce.

Tutte le informazioni sono raccolte nel Lunar Sample Atlas del Lunar and Planetary Institute di Houston.

Nel complesso si tratta di 2.414 campioni prelevati sia direttamente dalla superficie lunare sia da strati più profondi mediante trivellazione.

Ai campioni più distintivi furono assegnati dei nomi, ognuno di essi con una propria storia. Uno di questi è la Roccia della Genesi (prima anortosite rinvenuta) che si distingue per una tessitura cristallina e una grana grossolana.

Di questa roccia è composto il manto più antico della superficie lunare. Fu scoperta in maniera casuale durante una sosta non programmata dell’equipaggio dell’Apollo 15 presso il cratere Spurr.

La rocca che riluceva molto al Sole era del tutto diversa dalle brecce e dai basalti rinvenuti in precedenza.

“Forse abbiamo trovato proprio ciò per cui siamo andati là”, disse arrivato sulla Terra David Scott.

La Roccia della Genesi è una delle più antiche rinvenute durante il programma Apollo. Si stima che sia datata intorno a 4,1 miliardi di anni, ossia circa tanto quanto la Luna.

Un altro campione a cui è stato attribuito un nome è Big Bertha: è celebre perché incastonato al suo interno rinvennero dello zircone.

Gli scienziati pensano che circa 4 milioni di anni fa, quando la Luna era tre volte più vicina alla Terra, un asteroide abbia fatto staccare dalla superficie del pianeta dei frammenti di roccia, questo sia diventato poi meteorite e sia arrivato sulla Luna.

Studiare la geologia della Luna fu una delle priorità del programma lunare americano e l’equipaggio dell’Apollo 17 fu il primo nella storia ad includere uno scienziato, ossia l’astronauta-geologo Harrison Schmitt.

Piccoli campioni di suolo lunare furono riportati sulla Terra anche dalle sonde sovietiche Luna 16, Luna 20 e Luna 24 che raggiunsero la Luna rispettivamente nel 1970, 1972 e 1976.

Quanto agli altri progetti, figurano tra i campioni di sostanze extraterrestri la polvere della coda della cometa 81P/Wild raggiunta nel 2004 dalla sonda Stardust della NASA, nonché le particelle di vento solare raccolte tra il 2001 e il 2004 dalla sona Genesis della NASA.

In futuro: Luna, Fobos e Marte

Praticamente tutti i programmi di esplorazione della Luna prevedono il prelievo di campioni dalla superficie lunare e le operazioni di trivellazione. Già a dicembre di quest’anno la Cina intende inviare la sonda Chang'e 5 con modulo che, secondo i piani, riporterà sulla Terra campioni di suolo lunare e rocce profonde.

Entro il 2030 arriveranno sulla Luna anche astronauti cinesi.

Pochi giorni fa, il 13 ottobre 2020, la NASA e le agenzie spaziali di 7 Paesi (Australia, Canada, UAE, Italia, Gran Bretagna, Lussemburgo, Giappone) hanno siglato un accordo finalizzato alla realizzazione del programma Artemis, il più grande piano lunare della storia.

Artemis prevede il ritorno di umani sulla Luna nel 2024 e dopo il 2028 si intende avviare la costruzione sul nostro satellite di una base permanente.

Roscosmos intende inviare sonde automatiche proprie, Luna 27 e Luna 28, per studiare la composizione interna della Luna e il prelievo di campioni.

Inoltre, entro il 2025 in Russia nell’ambito del Programma spaziale federale si implementerà un altro progetto, il Fobos-Grunt 2, finalizzato a riportare sulla Terra campioni provenienti da Fobos, uno dei satelliti di Marte.

Fobos è già entrato nelle mire anche dei giapponesi. A febbraio del 2020 la JAXA ha annunciato che il programma di studio sui satelliti marziani denominato Martian Moons Exploration (MMX) ha raggiunto ufficialmente la fase di sviluppo.

Su Fobos sarà inviata una sonda analoga a quella utilizzata in passato per gli asteroidi Itokawa e Ryugu.

Se tutto andrà come previsto, i campioni del satellite marziano giungeranno sulla Terra nel 2029.

Su Marte al momento opera il rover Perseverance della missione NASA Mars 2020, il quale è dotato delle apparecchiature necessarie per il prelievo dei campioni.

Tuttavia, al momento non vi sono ancora le tecnologie per il rientro dei campioni sulla Terra. 

Perseverance preleverà 30 campioni da 20 gr ciascuno, li sigillerà in cilindri metallici grandi quanto una penna a sfera e li lascerà in un luogo prestabilito su Marte dove al momento si trovano già circa 500 gr di campioni ottenuti dal rover Curiosity.

Del loro trasporto si occuperanno la NASA e l’Agenzia spaziale europea (ESA). Da tabella di marcia i campioni giungeranno sulla Terra nel 2031. Sarà il primo lancio nella storia dell’astronautica di un missile dalla superficie di un altro pianeta.

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