Chiedere al cielo: Tianwen-2 e l’odissea spaziale verso un frammento di Luna e una cometa errante

C’è chi al cielo rivolge domande da millenni, e chi, come Tianwen-2, viaggia tra stelle e asteroidi per trovare le risposte. Questa è l’odissea di una sonda e del sogno di un’umanità che non smette di cercare.

Una delle missioni più attese del 2025 vedrà come protagonista la Cina ed una…  Luna. Non la Luna che siamo abituati a vedere in cielo, ma una quasi luna del nostro pianeta: l’asteroide NEO 469219 Kamoʻoalewa (2016 H03). 

Si tratta, infatti, di un piccolo corpo celeste, dal diametro presunto di 0,041 Km, scoperto il 27 aprile 2016 dall’Haleakala Observatory nelle Hawaii, che orbita intorno al Sole con una distanza oscillante tra 1,103 e 0,898 UA in un’orbita complanare a quella del sistema Terra-Luna. (Un’Unità Astronomica è pari alla distanza media tra la Terra ed il Sole, cioè 149.597.87 Km.) 

Gli astronomi affermano che si tratta di un "compagno costante" della Terra. Questo non significa che sia una seconda luna poiché non orbita intorno alla Terra ma attorno al sole. Ma la sua orbita lo manterrà come compagno della Terra, e continuerà ad esserlo nei secoli a venire. Nella sua rivoluzione attorno al Sole, il moto apparente di questo asteroide sembra farlo orbitare attorno alla Terra. Ecco perché gli astronomi del Centro per gli studi sugli oggetti vicini alla Terra (NEO) della NASA presso il Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, in California, hanno definito l’oggetto: “Troppo lontano per essere considerato un vero satellite del nostro pianeta, ma è l'esempio migliore e più stabile fino ad oggi di un compagno vicino alla Terra, o "quasi-satellite".  I calcoli indicano che 2016 HO3 è stato per quasi cento anni regolare nella sua rivoluzione con la Terra e continuerà a seguire questo schema come compagno del nostro pianeta nei prossimi secoli. 

Il moto dell’asteroide appare come intrappolato dalla gravità terrestre in modo che non si allontani mai più di 100 volte la distanza dalla luna. Lo stesso effetto impedisce inoltre allo stesso di avvicinarsi molto di più di 38 volte la distanza dalla Luna. La dimensione di questo oggetto non è ancora stata stabilita con certezza, ma è probabile che sia più grande di 40 metri e più piccolo di 100 metri. 

Un pezzo di Luna 

Sebbene la sua distanza minima dalla Terra, pari a 0,0311 UA sia considerata troppo elevata per poterlo classificare come un satellite naturale, il moto di 469219 Kamoʻoalewa intorno al nostro pianeta è, con un ciclo previsto tra 0,3 e 0,5 milioni di anni, il più stabile tra quelli osservati dei cosiddetti quasi-satelliti, cioè quei corpi celesti che vengono catturati in orbite intorno alla Terra per periodi limitati di tempo.  Attualmente il moto dell’asteroide è calcolato in un’orbita attorno alla Terra ogni 45 anni. 

Il suo nome, in lingua Hawaiana significa il frammento oscillante e questa denominazione si adatta perfettamente al suo moto apparente, oscillante appunto, ed alla circostanza, riscontrata da alcuni modelli matematici, che lo classifica come un possibile frammento eiettato dalla superficie del lato nascosto della Luna.  Alcuni calcoli farebbero presumere si tratti di un frammento della superficie del cratere Giordano Bruno.

Con queste premesse, la missione Tianwen-2 si presenta di elevato interesse.

Chiedi al cielo 

Letteralmente la parola cinese Tianwen, derivata dall'omonimo poema del famoso poeta antico Qu Yuan, significa proprio questo: Chiedi al cielo ed il nome scelto per le missioni di esplorazione interplanetaria del programma spaziale cinese vuole rappresentare proprio la ricerca di risposte agli interrogativi che l’Umanità si è sempre posta di fronte ai corpi celesti. 

Dopo il successo della missione Tianwen-1, tuttora in corso, che ha portato la Cina ad essere, nel 2021, il terzo paese al mondo. dopo URSS ed USA a posare un proprio veicolo sul suolo di Marte ed il secondo dopo gli Stati Uniti a far camminare un rover, chiamato Zhurong sulla sua superficie, la successiva domanda da porre al cielo riguarda proprio la composizione e la natura di un oggetto asteroidale vicino al nostro pianeta: 469219 Kamoʻoalewa. 

La missione 

Dal Centro spaziale di Xichang, il 28 Maggio 2025  se non ci saranno rinvii, un Lunga Marcia 3B lancerà Tianwen-2 verso 469219 Kamoʻoalewa. Spinta da un motore elettrico a ioni alimentato dall’energia solare, una volta giunta a destinazione nel 2026, la sonda, che nel frattempo avrà liberato un nano orbiter ed un nano lander, effettuerà la cattura dei campioni, circa 100 g di terreno prelevato sulla superficie del piccolo corpo celeste con un’inedita manovra che combina la tecnica, già collaudata, del touch and go con quella, mai tentata prima, dell’ancoraggio.  Difatti, analogamente a quanto già sperimentato con successo per le sonde Osiris Rex ed Hayabusa 1 e 2, una specie di braccio verrà esteso dalla sonda per toccare la superficie dell’asteroide ma, anziché venire ritirata immediatamente raccogliendo i campioni più superficiali, la sonda stessa attiverà un sistema ad arpione che la aggancerà al suolo consentendo la trivellazione e la raccolta di un campione più rappresentativo della struttura superficiale di 469219 Kamoʻoalewa.  Da rimarcare che le dimensioni dell’asteroide sono sensibilmente inferiori a quelle degli altri corpi celesti oggetto di precedenti missioni analoghe: ciò renderà il compito di Tianwen-2 molto più difficile. 

Nel frattempo, il nano orbiter ed il nano rover continueranno ad effettuare osservazioni sulla superficie di 469219 Kamoʻoalewa utilizzando anche piccole cariche esplosive per verificare la presenza di eventuali sostanze volatili superficiali.  Una volta raccolto, il materiale prelevato verrà lanciato verso la sonda madre che, nel 2027 ripartirà alla volta della Terra che raggiungerà circa un anno dopo.  Questa fase della missione sarà molto delicata poiché Tianwen-2 rilascerà una capsula che riporterà i campioni entrando nell’atmosfera a 12,1 Km/s, velocità superiore alla seconda velocità cosmica che per la Terra è pari ad 11,2 Km/s.  Sarà un importante test per la resistenza del materiale di rivestimento dello scudo termico, fondamentale per lo sviluppo di analoghe missioni dallo spazio profondo come la futura Tianwen-3 che dovrà riportare campioni di suolo marziano.  La strumentazione di bordo della sonda comprende apparecchiature di diverse nazioni, Russia compresa, per cui a buon titolo può definirsi una missione internazionale.

Vi sono spettrometri nella gamma del visibile e dell’infrarosso, telecamere multispettrali, Radar, magnetometri, analizzatori di particelle e sensori di navigazione laser ed ottici. 

La missione di Tianwen-2 non si esaurirà con la consegna dei campioni sulla Terra ma, analogamente alle due sonde franco-sovietiche VeGa del 1988, ci sarà una vera e propria coda… 

La rincorsa alla cometa 

Sfruttando l’assistenza gravitazionale della Terra, la sonda nel 2028 si lancerà all’inseguimento della Cometa 311P/Panstarrs che dovrebbe raggiungere nel 2034.  Durante il viaggio, è previsto il flyby con un asteroide ancora non classificato ufficialmente mentre l’osservazione della cometa dovrebbe durare per circa un anno con la Tianwen-2 che si posizionerà in una traiettoria orbitale parallela.  La 311P/Panstarrs, chiamata così dal nome del telescopio che l’ha scoperta nel 2013, è una cometa appartenente alla fascia principale degli asteroidi con un periodo orbitale di 3,24 anni. 

È piuttosto piccola, con un diametro calcolato di 0,48 Km; ha attirato subito la curiosità degli astronomi per il fatto di possedere ben sei code di polvere. Dista mediamente dal nostro pianeta circa 0,95 AU. 

Si ritiene sia un asteroide della cosiddetta famiglia degli Asteroidi di Flora cioè piccoli corpi rocciosi in forte rotazione, situati tra Marte e Giove i cui materiali superficiali vengono periodicamente spazzati dal vento solare. 

La missione Tianwen-2 ci aiuterà a capire se l’acqua del nostro pianeta è stata portata dalle comete e rappresenta la prima occasione per studiare da vicino questa classe di oggetti ancora poco conosciuti. 

Il lanciatore 

Il Lunga Marcia (ChangZheng) 3B è un collaudato lanciatore a tre stadi più boosters di classe medio-pesante, in servizio dal 1997 in grado di posizionare carichi fino a 11.500 Kg nell’orbita bassa (LEO), 7.100 Kg nell’orbita eliosincrona (SSO), 5.500 Kg nell’orbita geostazionaria di trasferimento (GTO) e 2.000 Kg in quella geosincrona (GSO). 

Ha all’attivo 63 lanci dei quali 62 con successo; tra le missioni più significative, le due sonde lunari Chang’e-3 e 4. 

Della sua classe è il lanciatore più affidabile anche se la linea dei Lunga Marcia a combustibile ipergolico, come i LM2 e 3 sono in via di sostituzione con la serie dei Lunga Marcia 7 che usa la combinazione RP1 (cherosene sintetico) ed ossigeno liquido.  

E mentre Tianwen-2 si allontana, silenziosa, tra le orbite profonde, portando con sé frammenti di un passato lunare e il canto polveroso di una cometa, resta a noi il compito più antico: guardare il cielo e domandare.

Perché ogni pietra raccolta nello spazio non è solo scienza, ma memoria dell’universo.
E ogni missione è un passo in più nell’infinita poesia dell’esplorazione, dove l’Umanità, fragile e tenace, continua a scrivere il suo nome tra le stelle.