Una favola, un’orbita e tanti pianeti

Per comprendere appieno il nome dell’orbita in cui sarà sistemato il telescopio TESS della NASA per lo studio degli esopianeti di tipo terrestre, è necessario richiamare una favola. Quest’articolo, perciò, sarà un mix di fantasia e di tecnologia. Le conclusioni, però, saranno estremamente realistiche e forse decisive per individuare la vita aliena.

Goldilocks orbit. Questo è il nome dato alla traiettoria in cui sarà sistemato il telescopio TESS nel periodo 2017-18. Prima di illustravi la missione, permettetemi di raccontarvi perché è stato scelto un nome così apparentemente strano. Goldilocks significa letteralmente “ranuncolo”, ma sta anche per “riccioli d’oro”. E proprio riccioli d’oro è la protagonista di una fiaba scozzese molto amata dai più piccoli. Ho deciso di raccontarvela brevemente per estrarne poi la morale “astronomica”.

C’erano una volta tre orsi, papà, mamma e figlioletto, che abitavano in una casa nel bosco. Una mattina, mamma orsa aveva preparato le tre scodelle di latte per la colazione. Essendo ancora troppo calde, decisero di fare una passeggiata in attesa che si raffreddassero. Da quelle parti abitava una bambina molto curiosa, che si chiamava Riccioli d’oro. Proprio quel giorno andò a fare una passeggiata nel bosco e giunse alla casa della famiglia degli orsi.  Bussò, ma nessuno rispose, e quindi entrò. Sul tavolo della cucina c’erano le tre tazze. Riccioli d’oro era affamata, e assaggiò il latte del papà orso: troppo caldo; provò con quello della mamma: troppo denso; tentò con quello del piccolo: perfetto era proprio alla temperatura GIUSTA. Lo bevve in un baleno. Sentendosi un po’ stanca, andò in salotto, dove c’erano tre sedie. Le provò tutte e tre: quella del papà era troppo alta, quella della mamma troppo dura. Quella del figlioletto era, invece, proprio GIUSTA per lei. Purtroppo, quando cominciò a dondolarsi, questa si ruppe in mille pezzi. Riccioli d’oro era veramente stanca e andò di sopra nella stanza da letto, dove trovò il letto di papà orso troppo duro, quello di mamma orso troppo molle. Quello dell’orsetto era invece proprio GIUSTO per lei e si addormentò immediatamente. Nel frattempo tornarono indietro i tre orsi. Che sorpresa, nel trovare tutto sottosopra! Ancora maggiore fu, però, la sorpresa di Riccioli d’oro quando si svegliò, e vide i tre orsi davanti a lei! Papà orso emise un terribile “Roarrr”, la bambina gridò “Aiuto!”, saltò giù dal letto e scappò fuori dalla stanza. Scese le scale di corsa, aprì la porta e fuggì nel bosco, per non tornare mai più in quella casa.

Veramente semplice e ingenua, ma introduce un concetto molto importante per la ricerca della vita nel Cosmo e, in particolare, per la scoperta di un’altra Terra. In questa fase preliminare, si è scelto di cercare un pianeta che abbia le nostre stesse caratteristiche, ipotizzando che se il nostro pianeta è stato capace di sostenere la vita, lo può fare anche un suo gemello.

In altre parole, si è scelta la strada più semplice e ovvia: meglio cercare prima chi ci assomiglia perfettamente. Nasce così la zona abitabile di una stella, quella che potrebbe contenere pianeti simili al nostro. Il racconto descrive proprio queste caratteristiche. Il pianeta da cercare deve essere in una zona che abbia la temperatura GIUSTA e che abbia anche altre comodità GIUSTE per una vita simile alla nostra. Si è arrivati, così, a chiamare la zona abitabile anche come zona di Goldilocks, di Riccioli d’oro, la bimba che ha scelto sempre la soluzione più GIUSTA per lei. Alcuni possono essere d’accordo, altri no, ma fatto sta che ormai il nome è diventato d’uso comune soprattutto in America e Goldilocks indica la scelta giusta. Il finale della storia mi lascia, però, un po’ perplesso: la bimba scappa e non si fa più vedere. Io concluderei che la scelta giusta porta a una soluzione poco auspicabile. Ma, ormai il nome è entrato in planetologia. Non solo però…

La missione TESS (Transiting Exoplanet Survey satellite) durerà due anni e localizzerà gli esopianeti che transitano davanti alla loro stella. Finora, le osservazioni terrestri hanno soprattutto individuato pianeti giganti, mentre Kepler ha scoperto un gran numero di pianeti anche molto piccoli, ma orbitanti attorno a stelle molto deboli e difficili da studiare in dettaglio. TESS userà una camera con un campo molto ampio e spazzerà tutto il cielo andando da pianeti terrestri fino ai giganti. Una copertura completa che studierà  una regione di cielo 400 volte più grande di qualsiasi altra missione precedente. Si concentrerà soprattutto sulle stelle vicine al Sole e su pianeti di piccole dimensioni. Il catalogo fornito da TESS servirà poi al Webb Telescope, il futuro fantastico telescopio spaziale, per eseguire studi approfonditi sulle stelle con pianeti terrestri, permettendo così di ottenere dati essenziali sui vari sistemi, come massa, dimensioni, densità, orbita e –soprattutto- atmosfera di un numero incredibile di piccoli pianeti, inclusi quelli rocciosi localizzati nella zona abitabile o –se preferite-  nella zona di Goldilocks.

Per un  telescopio del genere e per il tipo di analisi completa che deve fare, ci voleva un’orbita studiata molto bene. Ne è stata scelta una mai usata prima a cui è stato dato il nome di –indovinate un po’?-  orbita di Goldilocks. La motivazione è molto semplice: è l’orbita più giusta per lo scopo e –inoltre- deve proprio studiare le zone giuste attorno alle stelle vicine, ossia le loro zone Goldilocks.

In modo da svolgere al meglio il suo lavoro nel tempo di soli due anni, l’orbita deve essere veramente speciale. TESS ha bisogno di trovarsi in una posizione particolare: massima stabilità, massima copertura del cielo e massima libertà di visione, senza essere influenzato da radiazioni anche deboli. L’orbita di TESS porterà il telescopio non troppo vicino e nemmeno troppo lontano dalla Terra e dalla Luna, insomma nella posizione GIUSTA, quella sempre scelta da Riccioli d’oro!

Vale la pena darne una descrizione anche se molto sintetica. L’orbita è anche chiamata –scientificamente- una P/2, ossia tale da avere un periodo di rivoluzione attorno alla Terra che è esattamente la metà di quello della Luna, ossia 13.7 giorni. Parliamo, quindi, di un’orbita risonante con la Luna, che manterrà sempre a distanza di sicurezza il telescopio. L’eccentricità orbitale sarà molto alta, in modo da avere un perigeo relativamente vicino (108 000 kim, circa 17 raggi terrestri) e un apogeo pari a 373 000 km (58.7 raggi terrestri), di poco inferiore alla distanza media della Luna. Quando TESS si troverà al perigeo orienterà l’antenna verso Terra e scaricherà i suoi dati in un tempo di circa tre ore. Quando sarà all’apogeo potrà osservare a lungo senza essere minimamente disturbato dalle fasce di van Allen, che si estendono da 1000 a 60 000 km.

Per raggiungere l’orbita finale, sarà necessario un flyby con la Luna, come schematizzato nella figura. Quando TESS sarà all’apogeo della traiettoria rossa (quella finale ed estremamente stabile) avrà sempre la Luna a circa 90° (ma il nostro satellite potrebbe anche oscillare senza problemi di 30°). Le condizioni sono ideali per minimizzare gli effetti perturbativi della coppia Terra-Luna. Anche la finestra di lancio è molto ampia: 23 giorni su 27.

Tutto perfetto, quindi. Speriamo solo che non arrivino i tre orsi a far scappare precipitosamente il “piccolo” TESS, amante della cosa giusta al momento giusto.

orbita Goldilocks
Le traiettorie previste per l’inserimento in orbita di TESS. L’orbita verde è quella che porta il velivolo spaziale al flyby lunare (il piccolo nodo). La linea gialla rappresenta il trasferimento successivo fino all’orbita risonante rossa, quella finale.(Fonte: NASA)

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11 Commenti    |    Aggiungi un Commento

  1. Caspita, quanto lavoro e quanta dedizione per questa missione, bellissimo... In merito alla fiaba ne esistono versioni diverse, in particolare una dice (severamente..) che Ricciolidoro era ben maleducata e viziata, entrare così in casa d'altri senza una reale necessità (non si era persa, poteva tornare chiedendo permesso quando erano in casa gli orsi..) ma soprattutto per aver trattato così male, senza cura, le cose altrui fino a danneggiarle e lasciando senza cena uno degli abitanti. Però questa versione (dapprima severa) prevede anche che Ricciolidoro , dopo esser fuggita spaventata (sapeva di aver fatto dei danni) , con grande dispiacere dell'orsetto che la richiama per socializzare, torna nei giorni seguenti, sempre più spesso, fa amicizia con l'orsetto e impara, per imitazione, a essere più educata..Se ti interessa ti vado a cercare il nome dell'autore che ha proposto questa versione, nel caso tu abbia nipotini in età

  2. Citazione Originariamente Scritto da manuela Visualizza Messaggio
    Caspita, quanto lavoro e quanta dedizione per questa missione, bellissimo... In merito alla fiaba ne esistono versioni diverse, in particolare una dice (severamente..) che Ricciolidoro era ben maleducata e viziata, entrare così in casa d'altri senza una reale necessità (non si era persa, poteva tornare chiedendo permesso quando erano in casa gli orsi..) ma soprattutto per aver trattato così male, senza cura, le cose altrui fino a danneggiarle e lasciando senza cena uno degli abitanti. Però questa versione (dapprima severa) prevede anche che Ricciolidoro , dopo esser fuggita spaventata (sapeva di aver fatto dei danni) , con grande dispiacere dell'orsetto che la richiama per socializzare, torna nei giorni seguenti, sempre più spesso, fa amicizia con l'orsetto e impara, per imitazione, a essere più educata..Se ti interessa ti vado a cercare il nome dell'autore che ha proposto questa versione, nel caso tu abbia nipotini in età
    carissima,
    i miei nipoti sono ormai troppo grandi e i riccioli d'oro li cercano altrove... In ogni modo, chissà quale versione è stata quella usata dai ricercatori della NASA. Magari proprio quella che dici tu, dato che alla fine si arriva a una tranquilla STABILITA' . Provo a cercare se riesco a sapere qualcosa in più sulle favole in versione NASA...
    Grazie per l'utile commento

  3. scusate se tolgo un pò di iddilio al racconto con una domanda tecnicopoliticoburocratica
    ma tutte queste sonde che fanno ricerca (eso)planetaria si..."spartiscono"
    il cielo? come funzionano i criteri di ricerca che portano ad stabilirne la porzione da osservare?vabbè che di cielo ce ne è a iosa,ma vi è una sorta di "regia" comune o ogni agenzia spaziale decide da sè?

  4. Citazione Originariamente Scritto da davide1334 Visualizza Messaggio
    scusate se tolgo un pò di iddilio al racconto con una domanda tecnicopoliticoburocratica
    ma tutte queste sonde che fanno ricerca (eso)planetaria si..."spartiscono"
    il cielo? come funzionano i criteri di ricerca che portano ad stabilirne la porzione da osservare?vabbè che di cielo ce ne è a iosa,ma vi è una sorta di "regia" comune o ogni agenzia spaziale decide da sè?
    la strategia c'è ed è sempre diversa, vuoi per la copertura di cielo vuoi per la sensibilità. Kepler era molto raffinato ma non faceva scansioni complete, ricciolidoro ha forse meno sensibilità ma copre tutto il cielo. Le missioni (che poi sono fatte sempre dalle poche agenzie esistenti) sono sempre complementari o migliorative.

  5. Citazione Originariamente Scritto da manuela Visualizza Messaggio
    Caspita, quanto lavoro e quanta dedizione per questa missione, bellissimo... In merito alla fiaba ne esistono versioni diverse, in particolare una dice (severamente..) che Ricciolidoro era ben maleducata e viziata, entrare così in casa d'altri senza una reale necessità (non si era persa, poteva tornare chiedendo permesso quando erano in casa gli orsi..) ma soprattutto per aver trattato così male, senza cura, le cose altrui fino a danneggiarle e lasciando senza cena uno degli abitanti. Però questa versione (dapprima severa) prevede anche che Ricciolidoro , dopo esser fuggita spaventata (sapeva di aver fatto dei danni) , con grande dispiacere dell'orsetto che la richiama per socializzare, torna nei giorni seguenti, sempre più spesso, fa amicizia con l'orsetto e impara, per imitazione, a essere più educata..Se ti interessa ti vado a cercare il nome dell'autore che ha proposto questa versione, nel caso tu abbia nipotini in età
    dunque... la versione primitiva vede comparire una vecchia e antipatica vecchia signora al posto della bimba. Solo in seguito compare ricciolidoro, ma la fine è sempre di fuga e di non ritorno (tipica delle vecchie favole sempre un po' cattive). La NASA si è interessata solo del concetto di GIUSTO. Prima si prova un estremo, poi l'altro e, infine, si sceglie una GIUSTA via di mezzo. Uhn pianeta ricciolidoro non è mai troppo vicino nè troppo lontano: la vita ha bisogno di uan situazione intermedia. Idem per l'orbita sia per la sua caratteristica che per la motivazione della missione. La tua è sicuramente una versione molto più recente e "buonista".
    Pensavo: "Sai che bello sarebbe se la prima razza aliena avesse il capo coperto di splendidi riccioli d'oro?"

    Buone vacanze carissima!!!!!!!!!!!!!!!!!

  6. Citazione Originariamente Scritto da Vincenzo Zappalà Visualizza Messaggio
    dunque... la versione primitiva vede comparire una vecchia e antipatica vecchia signora al posto della bimba. Solo in seguito compare ricciolidoro, ma la fine è sempre di fuga e di non ritorno (tipica delle vecchie favole sempre un po' cattive). La NASA si è interessata solo del concetto di GIUSTO. Prima si prova un estremo, poi l'altro e, infine, si sceglie una GIUSTA via di mezzo. Uhn pianeta ricciolidoro non è mai troppo vicino nè troppo lontano: la vita ha bisogno di uan situazione intermedia. Idem per l'orbita sia per la sua caratteristica che per la motivazione della missione. La tua è sicuramente una versione molto più recente e "buonista".
    Pensavo: "Sai che bello sarebbe se la prima razza aliena avesse il capo coperto di splendidi riccioli d'oro?"

    Buone vacanze carissima!!!!!!!!!!!!!!!!!
    purtroppo si, è la versione moderna e buonista, quindi inutile quando non dannosa, per quel che riguarda lo scopo educativo che i popoli avevano elaborato nei secoli. Stesso scempio è stato fatto di cenerentola e altre ma in particolare , lo scempio peggiore è avvenuto con Cappuccetto Rosso, dove addirittura la piccola sbeffeggia e ridicolizza in continuazione il lupo, impedendo così ai bambini la giusta elaborazione ....
    Grazie per gli auguri delle vacanze, tenterò di divertirmi...non vedo l'ora di incontrare il cielo buio della Grecia; binocolo , atlanti ecc già pronti...

  7. Salve a tutti.
    Potrei avere dei chiarimenti sulla scelta della rivoluzione? Perché si è scelta la metà di quella lunare e non magari di risonanza 1/1?
    Grazie

  8. Citazione Originariamente Scritto da Andreazzo Visualizza Messaggio
    Salve a tutti.
    Potrei avere dei chiarimenti sulla scelta della rivoluzione? Perché si è scelta la metà di quella lunare e non magari di risonanza 1/1?
    Grazie
    per poter avere un perigeo abbastanza vicino e un apogeo non troppo lontano. Una 1/1 avrebbe portato la sonda molto al di fuori dell'orbita lunare. Inoltre, non sarebbe stata abbastanza stabile, dato che la Luna si sarebbe comunque trovata in posizioni critiche, facilmente verificabili.

  9. enzo,l'orbita finale di tess (quella rossa del disegno) si troverebbe in uno dei punti lagrangiani L4 o L5 del sistema terra-luna?

  10. Citazione Originariamente Scritto da davide1334 Visualizza Messaggio
    enzo,l'orbita finale di tess (quella rossa del disegno) si troverebbe in uno dei punti lagrangiani L4 o L5 del sistema terra-luna?
    assolutamente no. I punti lagrangiani sono fermi nel sistema corotante Terra-Luna (puoi andare a vedere gli articoli che ho scritto a riguardo, o nei libri quando parlo di sistemi binari). L'orbita P/2 , invece, porta TESS a muoversi costantemente in questo sistema. la posizione descrive una specie di ferro di cavallo (dato che è risonante) ma la sua ampiezza è notevole dato che l'eccentricità è alta. Puoi provare da te e vedere istante per istante (per esempio ogni giorno) la posizione relativa tra terra-TESS e Luna e vedrai cosa succede (hai tutti i dati per farlo, anche se in modo approssimativo).
    Buon divertimento!!!!!