La sonda LCROSS

LCROSS e LRO

Iniziamo dall’acronimo LCROSS, che deriva da “Lunar CRater Observation and Sensing satellite”, riferito al fatto che la sonda, nella sua missione, aveva il compito di effettuare l’osservazione e la misura dei dati di impatto su di un cratere lunare, ancora non meglio identificato. Questa sonda della NASA è stata lanciata il 18 luglio 2009 insieme all’altra famosa sonda LRO (“Lunar Reconnaissance Orbiter”). Quest’ultima aveva ed ha tuttora un compito molto importante, e cioè fotografare la Luna in altissima risoluzione: sappiamo già che ha iniziato a fotografare tra l’altro i siti di atterraggio dei sei moduli Apollo, nonché molte altre caratteristiche peculiari della superficie Lunare. Per fare questo la sonda è stata inserita in orbita polare intorno alla Luna ad una $altezza$ dal suolo lunare compresa tra appena 30 e 70 km.

Di ben altro genere è (o meglio era, visto che oramai è terminata) la missione della sonda LCROSS, destinata ad analizzare gli effetti dell’impatto del razzo vettore Centaur su uno dei crateri in vicinanza del Polo Sud della Luna, laddove si presume possa esistere acqua ghiacciata nella parte interna, in quanto sono in una posizione tale da risultare perennemente al buio, tranne che nella zona del bordo dei crateri stessi.

In un recente articolo avevo parlato dell’impatto lunare della sonda cinese Chang’e-1 ed avevo sottolineato il fatto che l’Agenzia Spaziale Cinese aveva dato l’informazione solamente ad impatto avvenuto, mentre viceversa, con mesi di anticipo, veniva segnalato il futuro evento della sonda LCROSS.

La sonda con ancora connesso il razzo vettore, ha effettuato tre stranissime orbite “intorno” alla Luna (il significato della parola intorno, virgolettata, apparirà più chiaro quando analizzeremo la traiettoria con il simulatore 3D) che hanno portato questo manufatto del peso totale di più di 2300 kg a puntare diretto verso un cratere della zona australe.

Nel corso di queste orbite e grazie alle foto dell’altra sonda LRO, era stato alfine prescelto il cratere sul quale sarebbero andate ad impattare le due parti componenti la sonda LCROSS: questo cratere sarebbe stato Cabeus B, vicinissimo al Polo Sud lunare. All’avvicinarsi dell’ora dell’impatto, le due parti della sonda si sono separate, con il razzo vettore a fare da locomotiva, seguito a breve distanza dal “cervello” del trenino cosmico artificiale, la sonda LCROSS vera e propria.

rappresentazione artistica

dell’impatto

Impattando la superficie lunare, il razzo vettore avrebbe dovuto innalzare un pennacchio di detriti in mezzo ai quali sarebbe passata subito dopo la sonda, con il compito di analizzarne la composizione ed inviare i dati alla Terra prima di andare a sua volta a “morire” nello stesso cratere, creando un secondo pennacchio di detriti. Il tutto sarebbe stato visibile anche da Terra (però solo da parte di osservatori dislocati sul suolo americano…) a condizione di utilizzare strumenti semi-professionali, con un diametro di almeno 25cm. Infatti in America si erano già organizzati raduni di astrofili per seguire in diretta l’evento doppio.

Eppure, sebbene la missione sia andata a buon fine, in occasione dell’impatto doppio non vi è stata la creazione di due pennacchi di polvere di detriti come ci si aspettava, e molti astrofili organizzati per l’evento sono rimasto a bocca asciutta. Anzi, non solo loro, addirittura neanche i 5m di diametro del monte palomar sono riusciti a rilevare qualcosa di significativo, come vediamo in una delle immagini a disposizione (a fianco)

L’analisi della traiettoria

Grazie al simulatore 3D, possiamo analizzare la traiettoria della sonda LCROSS a partire dal giorno del lancio fino all’istante dello schianto.

Vediamo le novità di questa nuova versione: lo zoom può arrivare ad un valore di 5000 ed il passo di campionamento dei dati orbitali della sonda è pari ad appena 10 minuti! La piccola sfera in centro è la Luna, mentre sulla sinistra vediamo la Terra e la sonda. Premendo il tasto “play” vediamo che la Terra (con la Luna fissa) ruota intorno al suo satellite naturale e nel volgere di 27 giorni circa ritorna quasi al punto iniziale.

Nel frattempo la sonda inizia il suo tragitto, che già dalle prime curve sembra percorso da un guidatore ubriaco… e la sensazione sembrerà aumentare via via che passa il tempo! In particolare la sonda è stata sparata (ricordo che il passo è di 10 minuti) verso la Luna per avere un mini Gravity Assist che ne ha deformato la traiettoria, in modo da farle percorrere un’orbita polare. In questo caso dobbiamo immaginare l’”orbita” non come un’ellissi, bensì, meglio, come una serie di archi di curve; ricordiamo inoltre che i tratti in celeste sono al di sopra dell’eclittica, mentre quelli in blu scuro sono al di sotto. Possiamo così notare l’evoluzione verso l’alto della sonda con successivo precipitare verso la zona blu scura. Tutto questo si ripeterà per tre volte, con la sonda che non ripasserà mai per gli stessi punti.

Un suggerimento: mentre la sonda percorre lentamente gli spazi siderali e magari dopo che la Terra ha compiuto la sua orbita completa, si può abbassare lo zoom a circa 300 e spostare col mouse la barra orizzontale, in modo da ruotare la prospettiva lasciando fissa l’orbita della Terra: in questo modo ci potremo rendere maggiormente conto di quanto sia stata fuori dal comune l’orbita percorsa dalla nostra sonda, fino al ben noto epilogo.

Proprio l’ultimo tratto dell’orbita è ancora più distorto e fa sì che la sonda punti direttamente e velocemente alla Luna dal basso verso l’alto. Verso la fine possiamo arrivare al massimo zoom per vedere l’impatto, magari con i single step. Si può andare avanti ed indietro a varie velocità, oppure procedere per step invece che in play. Noterete che prima della data iniziale e dopo la data finale, la traiettoria sparisce, ma basta tornare indietro per ritrovarla!

Ultima nota: il tempo è riferito al meridiano di Greenwich e cioè è espresso in tempo universale (TU), un’ora indietro rispetto al nostro orologio solare.