Vi ricordate di Oumuamua? Ne riparliamo ancora… – parte 1

.. e dopo tutti questi anni l’asteroide extrasolare si è allontanato parecchio dal nostro Sistema Solare laggiù nello spazio profondo, dopo essere passato indisturbato con una velocità che gli ha permesso di sfuggire dall’attrazione gravitazionale del Sole e di arrivare attualmente a circa 40 UA dal Sole…

Durante questi anni un gruppo di scienziati ha compiuto vari studi con lo scopo di capire se fosse un’impresa tanto disperata o folle raggiungere Oumuamua con una sonda, senza dover per forza scomodare la fantascienza, ma solamente sfruttando la tecnologia presente. Tutto questo ovviamente per poter osservare da vicino un oggetto celeste che quando è sfrecciato all’interno del Sistema Solare sembrava addirittura un manufatto cilindrico.

Questi studi hanno portato ad un certo numero di proposte che paiono senz’altro più attuabili della prima che decisamente chiamava in ballo manovre e situazioni non alla portata della nostra tecnologia attuale.

Lo studio iniziale infatti aveva dimostrato che si poteva intercettare Oumuamua con una sonda che viaggiasse ad una folle velocità: se questa sonda fosse pronta e lanciata nel 2028, allora facendo un po’ di giri per il Sistema Solare, raggiungerebbe una velocità (ed ovviamente una direzione!) tali da permetterle di intercettare al volo l’asteroide Oumuamua in tempi umani, ma quasi fantascientifici.

Reggetevi forte ed procuratevi un calendario enorme: segnatevi la data dell’eventuale rendez-vous… nientemeno che il 29 gennaio del 2050, un sabato, ma non è precisato a che ora…

Duemila cinquanta, tra appena ventisei anni.

Comunque gli studiosi di cui ho parlato prima hanno eseguito altri tre studi partorendo altrettante proposte, con sonde che, come vedremo, potrebbero chiamarsi tranquillamente “Matusalemme”…

Per scrivere questo articolo ho tratto lo spunto da un vecchio articolo apparso nel 2022 su UniverseToday e che da subito mi aveva molto intrigato, soprattutto per l’idea in sé e per quanto c’è di attuabile da parte di proposte sulla cui realizzabilità parleremo più oltre: ho raccolto varie idee documentandomi qua e là ed ho aggiunto un sacco di considerazioni personali e contributi.

Intanto se volete, potete rinfrescarvi la memoria rileggendo due articoli (questo e questo) in cui l’amico Red Hanuman parla di questo intrepido viaggiatore e del suo volo attraverso l’infinito.

Una serie di domande

La prima è abbastanza scontata: come si fa ad intercettare un asteroide che è arrivato velocemente nel Sistema Solare e se ne sta allontanando sempre molto velocemente? Facile: basta essere ancora più veloci dell’asteroide!

E come si fa ad essere così veloci, senza dover spendere un patrimonio di combustibile e con l’architettura della sonda, prevedendo serbatoi enormi e quant’altro possa servire? Abbastanza facile ed attuabile: si possono sfruttare opportunamente i GA, i ben noti Gravity Assist!

E chi pagherebbe tutto questo? Visti i tagli operati dalla NASA recentemente, forse potrebbe interessare qualche magnate dell’industria, un po’ pazzoide, già avvezzo a progetti costosi e tecnologicissimi. Magari state pensando anche voi alla stessa persona…

Ma il gioco vale la candela? Per la scienza assolutamente sì, soprattutto perché sarebbe il primo asteroide interstellare che si riuscirebbe a studiare da vicino. Il tutto grazie ad un’opportunità che non sappiamo quando possa capitare di nuovo.

Ultima domanda: ma quando arriverebbe la sonda in vicinanza di Oumuamua? Ho già accennato al fatto che si parla della metà di questo secolo e vedremo che ulteriori studi non hanno fatto altro che allungare questi tempi, migliorando però le condizioni iniziali, con abbattimento notevole dei costi di progetto.

Iniziamo dalla prima proposta, decisamente fantascientifica

Si tratta del Progetto Lyra, di cui si parla diffusamente in questo articolo , ideato dall’Institute for Interstellar Studies (i4is), che sfrutterebbe una futura tecnologia di propulsione avanzata (NTP, Nuclear Thermal Propulsion, propulsione nucleare termica) oppure sonde a vela pilotate da laser, per effettuare in questo caso rendez-vous con un qualunque futuro oggetto interstellare (ISO, InterStellar Object) e dunque studiarlo da vicino: si tratta dello stesso tipo di missione che permetterebbe di raggiungere Alpha Centauri in appena 20 anni. Come vedremo subito, siamo molto vicini al campo della fantascienza.

Questo tipo di missione prevedrebbe l’utilizzo della cosiddetta SOM (Solar Oberth Manoeuvre) , praticamente un GA effettuato nientemeno che da parte del Sole, con questi tre passaggi intermedi:

1. dopo un certo tempo dal lancio, si effettua un GA con la Terra per allontanare opportunamente la sonda dal Sole
2. una volta giunti ad una certa distanza, la sonda letteralmente inizia a cadere verso il Sole, attratto dalla sua fortissima gravità, ma senza usare propellente, badate bene!
3. la sonda ottiene così un’accelerazione da parte del Sole sfrecciandogli accanto nel punto di minima vicinanza, ad una distanza che va da 3 a 10 raggi solari, raggiungendo così la velocità enorme necessaria e sufficiente a raggiungere Oumuamua in tempi non certo brevi.

Adam Hibberd, ricercatore dell’i4is, afferma che “questo scenario era stato scoperto nel 1959 da Theodore Edelbaum ed è tale da minimizzare l’uso di propellente per generare viceversa alte velocità nel Sistema Solare. Sarebbe l’ideale per raggiungere Oumuamua che si sta inesorabilmente allontanando dal Sole”.

Non so a voi, ma a me ricorda quel film di Star Trek in cui l’Enterprise effettua una manovra rischiosissima e velocissima intorno al Sole, con lo scopo però di andare indietro nel tempo, per poter salvare le balene oramai estinte… Fantascienza pura, al 100%.

Il rovescio della medaglia

Come è facile intuire, una manovra che preveda un passaggio così ravvicinato e veloce accanto al Sole è assolutamente impegnativa proprio perché non è mai stata utilizzata finora da così vicino, soprattutto come GA.

Lo scudo termico proposto è in questo caso un elemento davvero critico, visto che, quanto minore è la distanza da raggiungere rispetto al Sole, tanto maggiori devono essere le sue dimensioni, per creare un’ombra sufficiente a proteggere gli strumenti: la sua attuazione pratica richiederebbe però parecchie prove con materiali innovativi da realizzare, aumentando così i costi ed i tempi della missione.

La sonda Parker Solar Probe , di cui ho parlato ad esempio in questo articolo del 2019, dovendosi avvicinare sempre più al Sole nel corso delle sue orbite (ma non altrettanto vicino!), ha richiesto il progetto e l’utilizzazione di uno scudo termico che potesse reggere all’estremo calore ed alle radiazioni: in questo caso lo scudo ha un diametro di 2.44 metri ed un peso di  più di 70kg.

Per il progetto Lyra se ne dovrebbe utilizzare uno molto più grande al costo di un incremento notevole nel peso totale della sonda.

Non da ultimo, la velocità che questa sonda raggiungerebbe (30 km/sec) non permetterebbe poi, una volta in vicinanza di Oumuamua, di studiarlo per un periodo sufficiente: lo sorpasserebbe e basta, sfrecciandogli accanto.

Troppi problemi insormontabili per questo progetto: vediamo se è possibile passare a qualcosa di più realistico.

Una manovra differente, meno azzardata

A questo punto Hibberd ed il suo team dell’i4is propongono altre missioni che prevedono tutte la cosiddetta JOM (Jupiter Oberth Manoeuvre) , stavolta con il coinvolgimento diretto di Giove invece che del Sole.

La sonda dovrebbe ricevere un GA dapprima da Venere e nel successivo incontro con la Terra effettuerebbe una manovra chiamata DSM (Deep Space Manoeuvre) che l’allontanerebbe nello spazio profondo (come abbiamo visto prima), per poi ritornare stavolta nei pressi della Terra.
Da qui verrebbe diretto verso Giove da cui riceverebbe un’ulteriore GA: il tutto viene riassunto dalla sigla V-E-DSM-E-J.

Conoscendo i giri effettuati dalle sonde spaziali più o meno recenti per raggiungere la loro meta, si tratta in questo caso di nulla di nuovo! Se vi ricordate ad esempio le manovre della strepitosa sonda Lucy, vedrete che anche in questo caso i progettisti hanno sfruttato parecchi GA: questa sonda è in viaggio da anni e solo tra altri anni ci mostrerà qualcosa da vicino.

Veniamo ora ai pro e ai contro di questa proposta.

A favore c’è la totale assenza di uno scudo termico e soprattutto prevede manovre provate tantissime volte nel corso degli anni, al punto da non richiedere tecnologia ed hardware avanzati rispetto a quelli presenti attualmente.

Inoltre un altro vantaggio di questa strategia è che la velocità finale della sonda sarebbe molto più bassa di quella ottenibile con una SOM (stavolta 18 km/sec) il che permetterebbe di poter studiare per più tempo Oumuamua durante l’avvicinamento ed il successivo allontanamento.

Ricordo infatti che, come aveva fatto la sonda New Horizons in occasione del flyby di Plutone, non sarebbe possibile prevedere un inserimento in orbita di Oumuamua, per la necessità di frenare il volo, con l’uso di retrorazzi. Questa ulteriore manovra di frenata infatti sarebbe possibile solo con un grande dispendio di propellente, che ovviamente la sonda sarebbe costretta a portarsi appresso fin dalla partenza, aumentando così a dismisura la massa totale della sonda stessa.

Tra i contro c’è la necessità di effettuare un lungo volo verso lo spazio profondo e poi successivamente raggiungere Giove a più di 5 UA dal Sole: questo comporta un allungamento notevole dei tempi di percorrenza.

Ma tanto ci siamo già abituati!

Reggetevi sempre più forte al calendario di prima, perché il questo caso, prevedendo una finestra di lancio per il 2028, la sonda potrebbe raggiungere Oumuamua in un tempo ancora più lungo, appena nel 2054, giusto giusto tra trent’anni!

Vi serve il giorno? Eccolo: il primo marzo, che stavolta cadrà di domenica.

Considerazioni personali

Fin qui riassumendo l’articolo originale.

Come ho già detto prima, a me personalmente questo tipo di missione intriga parecchio, ma mi lascia un senso notevole di disagio ed un discreto magone a pensare al momento clou di questa seconda missione che potrebbe accadere all’alba dei miei novantanove anni… vabbè…

Tornando con i piedi sulla Terra e ai tempi nostri, ho approfittato a dare un’occhiata sommaria all’articolo originario, presente su arXiv, assolutamente non per deboli di cuore : se vi è sembrata difficile l’analisi di questa coppia di missioni, nel pdf liberamente scaricabile c’è ovviamente di tutto e di più.

E poi ho trovato un’ulteriore proposta ideata da parte degli stessi scienziati dopo qualche anno, con modalità e tempi ancora differenti.

Proseguirò con ulteriori informazioni nella seconda parte dell’articolo, dove presenterò il diagramma interattivo dell’orbita di Oumuamua a confronto con le già grandi orbite di pianeti quali Saturno, Urano, Nettuno e tanto per citare un pianeta nano, Plutone.

E non pensate che le 40 UA a cui viaggia attualmente Oumuamua siano tante: c’è un asteroide TNO (Trans Neptunian Object) che al perielio raggiunge una distanza di 46.5 UA, già quindi più distante di Oumuamua e che all’afelio raggiunge (fonte Wikipedia) quasi le 2400 UA.

Si tratta dell’asteroide 2019 EU5 , scoperto nel 2019 da un team di indomiti osservatori (con la “o” stretta) tra i quali il famoso Scott Sheppard, un’eccellenza nello scoprire satelliti di Giove e Saturno e recentemente di Nettuno… Se lo cercate su Wikipedia, lo invidierete per le centinaia di oggetti del Sistema Solare che ha scoperto finora e che continua a scoprire!