Le sonde spaziali in 3D : iniziamo dalla BepiColombo

Per presentare il nuovo programma di visualizzazione 3D di oggetti del Sistema Solare (naturali e artificiali) ho scelto la sonda BepiColombo, lanciata recentemente, che dovrà fare un bel po’ di giri tra i pianeti per raggiungere la sua meta, Mercurio

La sonda BepiColombo è una missione spaziale congiunta dell’ESA (European Space Agency, l’agenzia spaziale europea) e della JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency, l’ente spaziale giapponese), il cui obiettivo principale è lo studio del pianeta Mercurio.

Lo scopo di questo articolo non è quello di descrivere i dettagli tecnici di questa sonda, ma di mostrarne il lungo viaggio tra i pianeti interni del Sistema Solare, sfruttando il mio nuovo programma di visualizzazione orbitale in 3D.

Anche stavolta il tutto avviene con una modalità completamente interattiva, grazie a comandi semplicissimi che sfruttano il mouse sul PC oppure il touch screen sui nostri tablet.

la nostra analisi 3D del volo della BepiColombo

Analizzando il viaggio della sonda potremo sapere, giorno dopo giorno, qual è la posizione della BepiColombo rispetto alla Terra, Venere e Mercurio, interattivamente.

Qualche notizia sulla BepiColombo

Sappiamo che questa sonda è stata intitolata allo scienziato italiano, dell’Università di Padova, Giuseppe “Bepi” Colombo che aveva studiato il moto del piccolo pianeta e la possibilità di raggiungere i pianeti per mezzo della fionda gravitazionale (Gravity Assist).

Utilizzata per la prima volta proprio per il viaggio della sonda Mariner 10 verso Mercurio, questa tecnica è oramai sfruttata con successo in praticamente tutti i viaggi interplanetari: si basa sull’effetto fionda fornito dai pianeti, effetto che consente di accelerare in modo del tutto naturale la velocità delle sonde spaziali, senza dover utilizzare i motori della sonda stessa.

Nel caso della BepiColombo, di Gravity Assist (GA) se ne prevedono ben 9, uno con la Terra, due con Venere ed i restanti sei con Mercurio, in un viaggio della durata di più di 7 anni.

La sonda è dotata di un motore a ioni, di altissima affidabilità, ma che di suo non permette il raggiungimento di una velocità di crociera elevata: le fionde gravitazionali non sono altro che un intelligente espediente per accelerare la sonda in occasione del passaggio ravvicinato con i pianeti.

Come dicevo, la BepiColombo è l’ultima nel tempo tra le sonde che sfruttano i GA e nel corso degli anni in articoli sulle “Sonde spaziali”, ne abbiamo già incontrate parecchie che hanno utilizzato questo supporto al volo interplanetario: la sonda Rosetta , la New Horizons, le Pioneer 10 e 11, le Voyager I e II, la sonda Galileo, la sonda lunare LCROSS, la sonda NEAR, ecc

Ne avevo persino parlato nella mia recensione della serie di fantascienza “The Expanse”, in questo articolo.

Le orbite tridimensionali

Il programma che presento in questo articolo è la nuovissima versione di un programma che avevo utilizzato in quasi tutti gli articoli citati della categoria “Sonde Spaziali“.

Purtroppo potrete verificare che all’interno di questi articoli citati il programma proposto non funziona più, a causa di scelte da parte dei produttori dei browser, a tutto discapito di chi aveva faticosamente creato programmi di rappresentazione tridimensionale dello spazio.

Questa nuova versione che vi sto descrivendo rappresenta un’evoluzione tecnologica del programma precedente e dovrebbe avere una longevità senz’altro maggiore.

Si esegue semplicemente cliccando questa immagine

cliccare su questa immagine per eseguire il programma 3D

dopodiché si aprirà una nuova pagina del browser nella quale possiamo eseguire una serie di semplicissimi comandi.

Innanzitutto viene mostrata la parte interna del Sistema Solare, con al centro il Sole e con disegnate successivamente le orbite di tre pianeti, in rosso quella di Mercurio, in giallo quella di Venere ed in celeste quella della Terra.

La BepiColombo è quel puntino verde che si trova accanto alla Terra, mentre indicata con la freccia blu è la direzione del punto γ di Ariete.

Se già proviamo a cliccare e trascinare il mouse, possiamo godere dell’effetto tridimensionale delle orbite disegnate: in particolare possiamo vedere le orbite di taglio per comprenderne l’inclinazione rispetto all’eclittica (il piano dell’orbita terrestre).

Dimenticavo che ci si può avvicinare od allontanare dal Sole ruotando la rotella del mouse.

Nei tablet (Android oppure iOS, leggendo l’articolo con un qualunque browser, così come stiamo facendo sul PC) basterà una semplice operazione di click and drag per ruotare l’angolo di prospettiva, mentre con l’altra classica manovra di pinch possiamo zoomare in avanti o indietro. Semplicissimo, no?

La Simulazione del viaggio

Ma la ciliegina sulla torta è la simulazione del viaggio della sonda, che si attiva cliccando sul comando “start“: il programma indicherà la data corrente e la posizione della BepiColombo e dei pianeti, giorno dopo giorno fino alla data di arrivo, prevista nel 2025.

Si può arrestare la simulazione con “stop” per poi farla ripartire di nuovo con “start” oppure con un singolo passo di un giorno alla volta con il comando “step“.

Mentre la BepiColombo viaggia lungo la sua orbita, possiamo verificare i Gravity Assist in occasione dei quali il programma si ferma indicando il “Flyby con” il pianeta interessato.

Buon viaggio alla gloriosa BepiColombo!

Qualche dettaglio tecnico

Così come già avevo fatto in occasione dei programmi per le altre sonde citate, anche in questo caso mi sono avvalso dei dati di posizione orbitale dei pianeti e della BepiColombo forniti nel sito HORIZONS, mantenuto dal Jet Propulsion Laboratory (del CIT, California Institute of Technology) sotto l’egida della NASA.

In particolare accedendo al sito a questa url, viene presentata una (complessa) pagina che consente di ottenere le effemeridi (cioè la posizione nel cielo oppure lungo l’orbita) di praticamente tutti i pianeti e satelliti del Sistema Solare, nonché di un elevato numero di sonde spaziali (della NASA e non, ovviamente!)

Per il mio programma, i dati di cui ho bisogno sono le coordinate spaziali in 3D (x, y, z) di tutti gli oggetti di cui devo tracciare le orbite, a partire da una certa data e con un certo passo espresso in giorni (1 giorno in questo caso): il punto centrale è ovviamente il Sole.

Per pianeti e satelliti lo span temporale di validità dei dati ottenibili (in altissima precisione) è davvero sconfinato, praticamente

  • dal 10000 aC fino al 10000 dC per i pianeti,
  • un centinaio di anni centrati sulla data attuale per i satelliti naturali, a meno di casi particolari, quali i satelliti galileiani, con validità tra il 1600 ed il 2600
  • il periodo di vita per i satelliti artificiali, in genere dalla data di lancio fino al compimento della missione: nel caso della BepiColombo i dati sono validi tra il 20 ottobre 2018 ed il 2 novembre 2025.

Infine aggiungo che (visto che ne avevo parlato) avrei voluto pure mostrare il viaggio della sonda Mariner 10 per raggiungere Venere e Mercurio, ma purtroppo il sito HORIZONS non ne riporta i dati: peccato!

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3 Commenti    |    Aggiungi un Commento

  1. ciao a tutti gli amici appassionati!
    volevo dire che ho fatto una piccola modifica estetica al programma:
    invece delle scritte "start", "stop" e "step" (bruttine...) ho messo tre pulsantini azzurri, i classici comandi tipo lettore di CD, videocassette ecc, decisamente più belli da vedere ed ancora più immediati!
    Allegato 32160

    restate sintonizzati!