venerdì 11 maggio 2012

Vesta, Anello Mancante




L’astronomia la fa da padrona, nel numero di Science di questa settimana. E il ruolo del protagonista, tra un Sole più lento del previsto, un rassicurante calendario Maya e un pianeta finora sfuggito ai supertelescopi, va a Vesta. I dati raccolti nel luglio 2011 dalla sonda “Dawn” della Nasa, durante il fly-by su questo asteroide gigante (che all’anagrafe si chiama, in realtà, “4 Vesta”) sono la base per ben sei articoli firmati da diversi team di ricercatori. Un pacchetto di analisi scientifiche che autorizzano a parlare di una promozione sul campo per Vesta. Da asteroide (è il secondo del sistema solare, per massa) a vero e proprio proto-pianeta in qualche modo sopravvissuto fino ad oggi, tanto che rappresenta una vera testimonianza “fossile” delle prime fasi del sistema solare.

“I ricercatori dell’INAF sono molto presenti nella missione Dawn e hanno ruoli di responsabilità a livello di gestione della missione e nell’analisi e interpretazione dei dati raccolti, oltre ovviamente alla guida scientifica dello spettrometro VIR. Una bella soddisfazione e un’ulteriore conferma dell’alto livello internazionale raggiunto dall’astrofisica e dalla tecnologia italiana” commenta Maria Cristina De Sanctis, dell’INAF-IAPS di Roma, team leader dello spettrometro VIR e autrice di uno degli articoli usciti su Science.

Il primo studio, quello che tira le somme, è firmato da Christopher Russell dell’Università della California a Los Angeles. Che incrociando i dati raccolti dai vari strumenti di Dawn, racconta come Vesta sia nato probabilmente durante i primi milioni di anni della formazione del sistema solare, evolvendo poi fino a formare un nucleo costituito da ferro, forse grande abbastanza da generare un campo magnetico. E indica proprio in quel “cuore” ferroso e nelle grandi dimensioni gli elementi che hanno permesso all’asteroide di soprvavvivere fino ai giorni nostri, anziché disgregarsi in corpi più piccoli sotto l’effetto della gravità e degli impatti con altri asteroidi.

Una parte importante nell’analisi è affidata proprio ai dati provenienti dallo spettrometro VIR. L’articolo di Maria Cristina de Sanctis e colleghi analizza la mineralogia di Vesta, e conferma l’antico sospetto degli astronomi che sia proprio lui la fonte di una classe di meteoriti, detti HED (howardite-eucrite-diogenite) che ogni tanto colpiscono la Terra. La superficie di Vesta mostra tracce degli stessi minerali contenuti nei “sassi” che ci scaglia addosso, e un gigantesco bacino dalle parti del suo Polo Sud sembra proprio essere il punto da cui si staccano. Più in generale, spiegano De Sanctis e colleghi, Vesta sembra aver avuto una evoluzione geologica complessa, con la progressiva differenziazione di un mantello e di una crosta superficiale. Insomma quello che succede di solito ai pianeti, piuttosto che agli astereoidi. Anche lo studio di Vishnu Reddi, sempre basato sui dati dello spettrometro, descrive una storia lunga e tormentata, evidente dalla presenza di quattro classi spettrali distinte sulla superficie del pianeta, che parlano delle diverse fasi di vita per cui Vesta è passato. Dall’iniziale bombardameno di altri corpi che ne ha scavato la superficie, fino a fasi più tranquille che le hanno permesso di consolidarsi.

Un altro gruppo di articoli (tra cui uno ancora di un nome italiano, quello di Simone Marchi del NASA Lunar Science Institute in Boulder, in Colorado), descrive invece uno per uno i crateri sulla superficie di Vesta. Il più grande, e il più giovane, è proprio quel cratere Rheasilvia, nei pressi del Polo Sud. Lungo circa 500 km, risalente a un miliardo di anni fa, e probabile fonte dei meteoriti HED. Nessuna evidenza, invece, che su Vesta vi sia mai stata attività vulcanica, altro punto di domanda a cui i ricercatori volevano rispondere.

Il ritratto che emerge è insomma quello di un “anello mancante” nell’evoluzione del sistema solare. Vesta assomma caratteristiche tipiche degli altri asteroidi, della Luna e dei pianeti come la Terra, tanto che i ricercatori lo descrivono come un corpo celeste “di transizione”, dalle caratteristiche uniche. Una conferma che l’obbiettivo della missione Dawn era ben scelto (ma non è l’unico: c’è ancora l’asteroide Cerere, con cui la sonda ha appuntamento nel febbraio 2015). E che valeva la pena di “salvare” la missione dalle intemperie che, a un certo punto del decennio passato, ne hanno messo in dubbio la realizzazione, quando la Nasa considerava seriamente di cancellarla per ragioni di budget.

“Quando si progetta una missione ambiziosa vi sono sempre forze contrastanti e si formano un partito pro e uno contro” ricorda Simona Di Pippo, che ha coordinato la partecipazione italiana a Dawn durante la realizzazione e il lancio come responsabile per l’Osservazione dell’Universo dell’Agenzia Spaziale Italiana (ruolo che ha ricoperto fino al 2008). “Ma posso dire che la partecipazione italiana ha avuto un peso importante nella decisione finale di mantenere la missione. L’Italia nel suo complesso ha sviluppato e consolidato da decenni un rapporto di credibilità con gli USA per la fornitura di strumenti scientifici. Iniziato con Cassini, continuato con Rosetta, su Dawn ci ha permesso di essere scelti e di far sentire la nostra voce al momento di prendere decisioni”. Quanto alla scelta degli asteroidi “bersaglio”, Di Pippo ricorda che “l’obbiettivo primario era andare a studiare le fasi primordiali del sistema solare, da cui il nome della missione, che sta per ‘alba’. Vesta e Cerere sono due corpi, molto diversi tra loro, che presi assieme sembravano fornire la maggior quantità possibile di informazioni sull’inizio del sistema solare”.

E parlando di esplorazione del sistema solare, impossibile non ricordare che si avvicina ormai l’appuntamento della missione Rosetta con la “sua” cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko, che raggiungerà nel 2014. Un’altra missione (a guida ESA, questa volta) in cui l’Italia ha un ruolo centrale. “Ci aspettiamo moltissime informazioni da Rosetta, che combinate con quelle di Dawn ci permetteranno di progettare una nuova fase dell’esplorazione del Sistema Solare” commenta Di Pippo. Nuova fase di cui per il momento farà parte sicuramente Juice, appena selezionata dall’ESA per andare a studiare le lune di Giove, anche in questo caso con strumenti di costruzione italiana e ricercatori dell’INAF e di altri istituti italiani impegnati nell’analisi dei dati. “Il problema di queste missioni è che sono troppo lunghe. Dall’approvazione della missione passano tipicamente venti anni prima di avere dati su cui poi pianificare missioni successive. Dovremo trovare tecnologie per abbreviare il viaggio delle sonde, se vogliamo arrivare a capire davvero la storia del Sistema Solare. E come evolverà, che è l’altra grande domanda”.

Per saperne di più:
Leggi su Science l’articolo “The Heliosphere’s Interstellar Interaction: No Bow Shock” di David McCmomas et al.

A Cura Di Nicola Nosengo

Foto In Alto
Vesta ripreso dalla sonda Dawn, nel luglio 2011 (Nasa/Jpl)

Fonte:
http://www.media.inaf.it/2012/05/10/vesta-lanello-mancante/

Nessun "Bow Shock?"


Sembra essere più simile ad un tranquillo viaggio in barca piuttosto che un adrenalinico volo di un jet supersonico il moto del Sole e dell’eliosfera nello spazio interstellare. Una vera sorpresa per gli scienziati, che arriva dall’analisi dei dati raccolti dalla sonda IBEX (Interstellar Boundary EXplorer) della NASA e appena pubblicati in un articolo online sul sito della rivista Science. Una sorpresa perché, contrariamente a quanto si pensava finora, il nostro Sistema solare sembra non possedere la tipica onda d’urto – detta anche bow shock – che avrebbe dovuto precederlo nel suo percorso attraverso la tenue nuvola di gas e polveri interstellari.

“Il caratteristico ‘bang’ sonico prodotto da un jet che si sta muovendo a velocità supersonica è un esempio di bow shock nell’ambiente terrestre” spiega David McComas, Principal Investigator di IBEX. “A quei regimi, l’aria che si trova davanti al muso dell’aereo non riesce a spostarsi in modo sufficientemente rapido e si addensa. Quando il velivolo supera la velocità del suono, l’interazione cambia istantaneamente, producendo un’onda d’urto”.

Quali informazioni in più hanno oggi gli scienziati per escludere la presenza di un bow shock che precede l’eliosfera? Intanto la velocità con cui tutto il nostro Sistema solare si sta muovendo relativamente al mezzo interstellare. I nuovi dati di IBEX infatti fissano questo valore a circa 83.000 Km orari. Che è un bel viaggiare, ma sempre 11.000 Km all’ora più lento di quanto ritenuto finora. Con questo ritmo l’eliosfera, secondo gli scienziati, produrrebbe più un’increspatura nel ‘mare’ di gas e polveri che sta attraversando piuttosto che un vero e proprio shock.

Il secondo indizio che rafforza questo scenario riguarda la pressione magnetica nello spazio interplanetario. I dati di IBEX, in accordo con quanto già rilevato dalle sonde Voyager, mostrano che il campo magnetico è più intenso al di fuori dell’eliosfera. Una condizione che richiede necessariamente velocità più elevate per produrre un’onda d’urto, come confermano anche due simulazioni al calcolatore condotte indipendentemente da altrettanti team di ricerca, uno negli Stati Uniti, l’altro in Russia.

“È ancora troppo presto per dire esattamente cosa possono significare questi dati per gli studi sulla nostra eliosfera” continua McComas. “Per decenni le ricerche in questo settore hanno postulato l’esistenza di un bow shock. Quelle ricerche ora dovranno essere riviste alla luce degli ultimi dati di IBEX. Ma possiamo già dire che ci saranno profonde implicazioni su come entrano e si propagano i raggi cosmici nel nostro Sistema solare. Un fenomeno rilevante per i suoi effetti sui viaggi spaziali umani”.

Per saperne di più:
Leggi su Science l’articolo “The Heliosphere’s Interstellar Interaction: No Bow Shock” di David McCmomas et al.

A Cura Di Marco Galliani

Foto In Alto
Alcune osservazioni di onde d'urto prodotte da stelle nel loro moto nello spazio. Fenomeno che un ipotetico osservatore nella Galassia non potrebbe registrare puntando i suoi strumenti verso il nostro Sole.

Fonte:
http://www.media.inaf.it/2012/05/11/un-viaggio-senza-shock/

Su Marte C'è Molto Movimento


Le cose si muovono su Marte. Letteralmente, come dimostra un articolo pubblicato su Nature di questa settimana. Nathan Bridges e colleghi descrivono, grazie a dati raccolti dallo strumento HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) sulla sonda NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), i movimenti delle dune di sabbia sulla superficie del pianeta rosso. Che, contrariamente a quanto si è a lungo pensato sulla base delle prime confuse immagini inviate da sonde come Viking, non vogliono saperne di stare ferme.

Le dune marziane si spostano, a velocità non tanto più basse di quanto accade alle loro simili terrestri. Il che però è un problema, perché lo spostamento delle dune richiede forti venti che la rarefatta atmosfera di Marte, sulla carta almeno, non consente. Ci vorranno ora altri studi, sia dell’atmosfera che della topografia superficiale del pianeta, per spiegare questi dati. Una cosa è certa, Marte non finisce di stupire. Il che vuol dire ancora molto lavoro per le missioni che vi orbitano attorno. Due di esse, la stessa MRO (lanciata nel 2005) e MarsExpress dell’ESA (nel 2003) hanno a bordo strumenti radar di concezione e costruzione italiana. Sono Rispettivamente SHARAD, SHAllow RADar sounder, sviluppato dall’Agenzia Spaziale Italiana, e MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding), anch’esso frutto di una collaborazione tra ASI e NASA, assieme a INAF e Università di Roma.

Lo studio su Nature, che va ad aggiungersi a molti altri che recentemente hanno riportato attenzione sul Pianeta Rosso, è l’occasione per fare il punto su questi due strumenti e il futuro dell’esplorazione marziana, con Enrico Flamini (chief scientist dell’ASI) e Roberto Orosei (Vice Principal Investigator di MARSIS per Inaf).

Sono sempre più frequenti gli articoli dedicati a Marte. I dati sono molti, e c’è l’idea di farne in futuro l’obiettivo del volo umano. Ma ci sono molte cose che ancora non sappiamo del pianeta. Mars Express e MRO hanno a bordo due radar, concepiti e realizzati in Italia. Molto ottimismo ha contressegnato l’inizio delle loro missioni, ma dopo qualche anno è ancora giustificato?

Roberto Orosei: Senz’altro sì, tanto che un radar simile volerà anche su Europa per cercare l’oceano sotto la crosta di ghiaccio. I risultati che MARSIS e SHARAD hanno prodotto non potevano essere ottenuti da nessun altro esperimento, e hanno cambiato la nostra comprensione della storia geologica e climatica di Marte. Certo, la scoperta di acqua liquida resta finora una meta elusiva, ma nel frattempo abbiamo fatto scoperte importantissime. Ad esempio, abbiamo trovato depositi di ghiaccio sepolti sotto strati di detriti in luoghi lontani dai poli, ed abbiamo accertato che le calotte polari contengono un’enorme quantità di ghiaccio che, se sciolto, coprirebbe l’intera superficie del pianeta con decine di metri d’acqua.

Enrico Flamini: I due radar hanno fornito uno scenario del tutto nuovo e per molti versi inaspettato della struttura e stratigrafia a grande scala di Marte. Le calotte polari in particolare sono state, e sono a tutt’oggi, oggetto di approfondite campagne di analisi dei dati. Abbiamo determinato con Marsis la quantità complessiva dell’acqua contenuta nei ghiacci polari, abbiamo scoperto con Sharad la loro stratificazione e quindi un storia evolutiva che ha visto depositarsi strati di ghiaccio nel corso delle ere e quindi processi di tipo evolutivo. Le osservazioni pubblicate lo scorso anno sulla stratificazione profonda del polo sud ha cambiato radicalmente il modello prima accettato da tutti di uno strato annuale di anidride carbonica sovrapposto ad una calotta di ghiaccio d’acqua. Oggi sappiamo che gli strati sono tre: uno superficiale di anidride carbonica che annualmente sublima scoprendo uno strato abbastanza spesso di ghiaccio d’acqua che a sua volta nasconde uno strato profondo molto spesso di ghiaccio di anidride carbonica. Questa situazione ha portato nel passato, a causa del riscaldamento secolare della calotta polare, alla sublimazione dello strato profondo, liberando grandi quantità di anidride carbonica che ha cambiato il clima consentendo lo scioglimento dei depositi di ghiaccio d’acqua a varie latitudini, viste da Marsis e Sharad, e provocando le morfologie che osserviamo oggi di grandi fiumi e delta fluviali estesi su Marte. Dopo una fase iniziale di”apprendimento” del funzionamento e delle capacità di questi strumenti del tutto innovativi, ora siamo fiduciosi che, se acqua c’è sotto la superficie, la potremo vedere e su questo si stanno concentrando ora i nostri sforzi. Eravamo speranzosi, ma forse siamo più ottimisti ora.

D: Studi come questo su Nature portano più domande che risposte. Il pianeta sembra più “movimentato” di quanto si pensava, e ora bisognerà studiare meglio sia l’atmosfera che la superficie di Marte. Marsis può aiutare a rispondere a queste domande? E i suoi obiettivi scientifici sono cambiati rispetto a quelli iniziali, man mano che abbiamo scoperto cose nuove su Marte?

Orosei: Credo che sarà MARSIS a guidare la nostra comprensione, piuttosto che essere noi a decidere a quali domande dovrà rispondere. Gli obiettivi dell’esperimento non sono cambiati, ma sono solo diventati più articolati e complessi. Man mano che comprendiamo ciò che vediamo, ci rendiamo conto che le nostre idee iniziali su ciò che stavamo cercando erano troppo rozze e schematiche.

D: La ricerca di acqua su Marte era uno degli obiettivi principali di Marsis e di SHARAD. Dopo anni di osservazioni, cosa sappiamo di certo e cosa resta da capire sulla presenza di acqua su Marte? E’ ancora l’interesse principale di chi studia il pianeta?

Orosei: Oggi sappiamo che su Marte c’è molto più ghiaccio di quanto pensassimo nove anni fa, quando Mars Express venne lanciata. Allo stesso tempo i radar ci hanno dato prove indirette che al proprio interno Marte è più freddo di quanto ritenessimo, e che quindi la probabilità di trovare acqua liquida vicino alla superficie è inferiore a quanto sperato. Questo però non significa che abbiamo gettato la spugna: il lavoro di analisi dei dati del radar prosegue, e non siamo affatto pessimisti sulla possibilità di fare scoperte significative.

Flamini: L’acqua era uno, ma non l’unico obiettivo di Marsis e Sharad. L’acqua sotto forma di ghiaccio l’abbiamo scoperta e misurata in molte regioni di Marte, quella liquida ancora non l’abbiamo vista. Tutti gli altri obiettivi sono stati raggiunti, anche se ancora non abbiamo la copertura completa di Marte e molto c’è ancora da scoprire. 
L’acqua, liquida, era ed è l’obiettivo più difficile ed ambizioso, ma anche quello che ha il maggior grado di attenzione a livello mondiale. Tutti i dati che abbiamo potuto analizzare fino ad ora ci dicono che non ci sono oceani sotterranei e a bassa profondità, ma stiamo ora cercando, a profondità tra 1 e 2 Km, la presenza di riserve d’acqua liquida e siamo ottimisti. La ricerca dell’acqua è legata alla ricerca della vita, e la ricerche di forme di vita presente o fossile è ancora uno dei cardini di tutta l’esplorazione, Marte e non solo. Tra l’altro recentemente sono stati ri-analizzati i dati dei Viking con nuove tecniche di analisi e sembra che un’attività biologica fossse stata individuata già allora. Questo è un capitolo ancora tutto da scrivere.

Parliamo per chiudere di EXOMARS. In questo momento, che prospettive certe si vedono per la missione?

Flamini: Ormai siamo ad un passo dal vedere EXOMARS passare dalla carta all’hardware. Ci sono ancora resistenze in ambito europeo. A volte più per ragioni di preteso predominio politico, come nel caso della posizione francese, che per ragioni tecniche o anche economiche. L’ingresso dei russi al posto degli americani ha oggettivamente migliorato il progetto nel senso che EXOMARS sarebbe un vero progetto europeo, guidato dall’Italia, e non un passeggero di chi su Marte c’è andato molte volte. Come tutti grandi progetti c’è un momento, prima che si cominci a costruire e i dubbi perdano senso, nel quale si ha la sensazione di non farcela. Personalmente ho già visto momenti di crisi che hanno messo in dubbio la realizzazione delle missioni: uno su tutti quando la NASA, sotto un prima indicazione del senato americano, pensò di cancellare la missione Cassini. Poi la storia è stata per fortuna un’altra. Oggi a Torino, presso la ThalesAleniaspace sono stati presentati i risultati del programma STEPS per lo sviluppo di tecnologie innovative ed abilitanti per l’esplorazione. Risultati che mi sembra siano eccellenti e consolidano il ruolo leader dell’Italia in Europa in questo campo. Le condizioni di successo ci sono ormai tutte. Credo che anche questa volta il buon senso e l’importanza di Exomars non solo per la scienza, ma per il futuro stesso della ricerca spaziale in Europa, faranno superare le miopie ed i piccoli egoismi del momento.

A Cura Di Nicola Nosengo

Foto In Alto
Veduta dallo spazio di Marte e della sua atmosfera, ripresa dalla sonda della NASA, MRO, (Credit ESA)

Fonte:
http://www.media.inaf.it/2012/05/09/marte-lassu-qualcosa-si-muove/

sabato 5 maggio 2012

...And Juice For All




La Commissione per i Programmi Scientifici (SPC – Science Programme Committee) dell’Agenzia Spaziale Europea ha fatto la sua scelta: la prima grande missione scelta nell’ambito della Cosmic Vision 2015-2025 è JUICE (JUpiter ICy moons Explorer).

JUICE è stata selezionata tra un terzetto finalista di missioni che comprendeva anche NGO (New Gravitational wave Observatory) per la caccia alle onde gravitazionali e ATHENA (Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics) per lo studio dei processi fisici ad alte energie.

Estremamente rilevante in questa missione il ruolo italiano e dell’INAF in particolare. Sia dal punto di vista del coinvolgimento dei ricercatori che per la parte strumentale.

Fa parte del team ESA di definizione della missione Federico Tosi, dello IAPS-INAF di Roma, al quale abbiamo chiesto quali sono gli obiettivi della missione.

JUICE è una missione che deve rispondere a due domande fondamentali. La prima domanda è se nel sistema di Giove, in particolare all’interno delle due lune ghiacciate Ganimede ed Europa, esistano le condizioni adatte allo sviluppo di forme di vita elementari. La seconda domanda è quali sono i processi fisici che operano all’interno dello stesso sistema di Giove. Ecco, questi sono i due quesiti fondamentali ai quali la missione dovrà dare delle risposte.

Quali sono le tappe della missione?

JUICE dovrebbe essere lanciata nel 2022 e ci metterà quasi otto anni a raggiungere il sistema di Giove. Una volta arrivata, la sonda entrerà in orbita intorno al pianeta. Compirà quindi un esteso tour del sistema che prevede incontri ravvicinati con tutte e tre le lune ghiacciate Europa, Ganimede e Callisto e, infine, dopo due anni e mezzo di viaggio nel sistema, entrerà in orbita intorno a Ganimede, che non solo è la più grande luna del sistema gioviano, ma anche il più grande satellite naturale del Sistema Solare. A quel punto la sonda compirà una mappatura completa di Ganimede, sia della sua superficie, sia del suo interno, grazie alla strumentazione a bordo.

Strumentazione che parla italiano, come ci spiega Giuseppe Piccioni, responsabile scientifico per l’Istituto Nazionale di Astrofisica della missione, anche lui dello IAPS-INAF: “Il ruolo dell’INAF e italiano in generale su JUICE è molto importante. Sono coinvolti diversi nostri istituti come anche varie università sul territorio nazionale. L’aspettativa da parte della comunità internazionale è molto elevata, sia dei nostri partner europei che d’oltreoceano. In particolare per i possibili risultati che potrà darci della strumentazione su cui abbiamo una comprovata esperienza scientifica e su cui potremmo avere una potenziale leadership, ovvero nel campo dei radar e delle camere in particolare quella iperspettrale, o nell’ambito degli atomi neutri e, seppur in maniera più marginale per l’INAF, nella radioscienza”.

Che cosa succederà da qui al lancio?

Sebbene il lancio possa apparire lontano come data, il 2022, le tappe per arrivarci saranno comunque molte e ravvicinate. Nel momento in cui sarà completata la selezione degli strumenti, che dovrebbe avvenire all’inizio del prossimo anno, vi sarà una corsa contro il tempo per compiere tutti i necessari sviluppi tecnologici e consolidare i progetti ottici o di elettronica o quant’altro, in modo da arrivare al meglio al momento dell’avvio della missione. Dopodiché dopo il lancio fino all’arrivo della sonda su Giove sono previste sia attività di routine, come l’accensione e il check-out degli strumenti, o particolari come diversi fly-by di pianeti, utili non solo a testare il funzionamento della strumentazione, ma anche a studiare i pianeti stessi, in particolare Venere e la Terra. Infine con l’arrivo a Giove ci dedicheremo sia al pianeta che alle sue lune.

Questa appare la missione più organicamente dedicata alle lune del sistema gioviano, è vero?

Credo che si possa dire di si. In un certo senso siamo orgogliosi perché probabilmente riusciremo a fare in anticipo quello che anche la NASA ha sempre desiderato fare negli ultimi anni prima che le difficoltà di budget glielo impedissero.

A Cura Di Francesco Rea

Foto In Alto
Rappresentazione Illustrativa della missione Juice (Credit ESA)

Fonte:
http://www.media.inaf.it/2012/05/03/ice-juice-per-esa/