New Horizons osserva da lontano il mezzo interstellare: astronauti

Nel gennaio 2006 è salpata la New Horizon, la prima navicella destinata a incontrare l’ultimo pianeta non ancora visitato da una sonda robotica, Plutone. Durante il suo lungo viaggio, l’Unione Astronomica Internazionale ha rivisto la definizione stessa di pianeta e Plutone è stato declassato a pianeta nano. Tuttavia, il significato scientifico della missione non è stato influenzato Luglio 2015 è riuscito a svolgere tutti i compiti principali, sorvolare il (ora) pianeta nano, scattare foto e condurre sondaggi utilizzando vari strumenti, tra cui SWAP, abbreviazione di Vento solare intorno a Plutoneche ha scoperto particelle cariche attorno a Plutone.

New Horizons passò davanti a un gelido corpo celeste ad altissima velocità, circa 50.000 km / h; poiché sarebbe stato impossibile trasportare abbastanza carburante per rallentare ed entrare in orbita, la navicella ha continuato ad allontanarsi, in attesa di un nuovo compito. Nel 2019, ha incontrato il nuovo anno sorvolando un’altra struttura della cintura di Kuiper (KBO), Arrokot, la cui esistenza è stata scoperta solo nel 2014, ben dopo la partenza della sonda dalla Terra. Da allora, ha viaggiato, aspettandosi di trovare un altro oggetto sulla sua strada che giustifichi il costo del mantenimento della missione, che è di circa 10 milioni all’anno, altrimenti la missione potrebbe finire l’anno prossimo.

Ma mentre aspetta pazientemente, New Horizons non è inattivo ei suoi strumenti si stanno rimpicciolendo per ottenere il massimo dalla scienza; dopotutto, è la terza sonda operativa distante che potrà mai darci un’idea dei dintorni del sistema solare che non possiamo ottenere dalla Terra. Ad esempio, nell’aprile 2020, ha catturato simultaneamente con i telescopi della Terra l’immagine di due stelle, Proxima Centauri e Wolf 359, fornendo così per la prima volta una visione di una stella da due punti piuttosto distanti, che ha permesso di ripristinare la visione tridimensionale.

Oltre a questo, la sonda può darci indizi sullo spazio interstellare prima che vi penetri. In teoria, non è nemmeno vicino a noi, dato che è ancora in gran numero nell’eliosfera, la zona elettromagnetica del Sole, che delimita condizionatamente il sistema solare. Ed è la natura delle interazioni che avvengono tra le particelle, interne ed esterne al nostro sistema, che contribuisce alle misurazioni effettuate da New Horizons.

Il cosmo non è vuoto e il Sole, con tutti i corpi celesti in orbita attorno ad esso, si sta muovendo lungo la Via Lattea a una velocità rispetto al centro della galassia di poco meno di un milione di chilometri all’ora (828.000 km / ho 230.000 m / s. Usa l’unità di misura Internazionale sistemi). Quando gli atomi neutri del mezzo interstellare entrano in collisione con il vento o la radiazione solare, l’elettrone può staccarsi e continuare sotto forma di ioni (sono chiamati pickup ion). In questo caso, possono essere rilevati da SWAP, uno strumento di New Horizons progettato per misurare gli ioni attorno a Plutone.

Questo è un metodo di lettura della sonda che consente di stimare la densità del mezzo interstellare dall’interno del sistema solare. Gli ioni riceventi provenienti dall’esterno si distinguono facilmente dagli ioni generati dal vento solare a causa delle diverse energie. La stima effettuata con questo metodo porta ad un valore della densità del mezzo interstellare di 0,127 particelle per centimetro cubo. Per capire quanto sia piccolo, si consideri che a decine di metri dalla superficie lunare la densità è di 10.000 molecole di gas per centimetro cubo ed è considerata un vuoto spinto.

La misurazione è stata effettuata a meno di 50 unità astronomiche dal Sole; dato che l’eliopausa, il limite dell’eliosfera, è di circa 120 ua, l’operazione è stata eseguita molto lontano. Sonda da viaggio non hanno tali strumenti e non potevano misurare sensori ionici quando erano all’interno dell’eliosfera, e tutte le altre sonde robotiche attive sono all’interno dell’orbita di Giove, inoltre spesso troppo vicine ai pianeti che rendono impossibile la misurazione. Questo tipo di esperimento è stato possibile solo grazie a New Horizons.

In effetti, in passato sono già state effettuate stime della densità del mezzo interstellare; la prima valutazione segue da quanto fatto da New Horizons. In effetti, un esperimento simile è stato fatto con la sonda Ulisse, che, roteando su un piano, quasi ortogonale all’eclittica di 5,4 aw dal Sole, era tenuto abbastanza lontano dalle interferenze dei corpi celesti. Tuttavia, la distanza è ancora un ordine di grandezza inferiore a quella dei Nuovi Orizzonti, e quindi la misurazione è stata influenzata da errori maggiori. La stima fatta all’epoca era di 0,087 atomi di idrogeno per centimetro cubo, che è quantitativamente lontana dal valore misurato di recente.

Un’altra valutazione è stata fatta grazie a Voyager 2 con una misura più indiretta, vista la mancanza di strumenti scientifici rilevanti a bordo, che però ha sorprendentemente portato allo stesso valore riscontrato da New Horizons. “Journey 2” ha misurato quanto il vento solare ha rallentato a causa di incontri con altre particelle al di fuori del sistema solare; la misurazione è stata effettuata circa 20 anni fa, quando era all’incirca la stessa distanza dell’attuale “New Horizons”.

A parte le stime passate e presenti, questa era la prima volta che i sensori erano stati misurati a una distanza di oltre 40 watt dal Sole, e questo è un fatto molto importante. Il mezzo interstellare è lontano, il fatto che ci siano già due sonde che lo stanno attivamente esplorando sul posto non significa che ce ne saranno altre nel prossimo futuro. Il New Horizon ha già superato gli obiettivi per i quali era stato finanziato e, oltre a combattere il freddo e la desolazione dello spazio profondo, ogni anno deve sottoporsi a test molto più noiosi e impegnativi per finanziare l’ulteriore espansione della sua missione, che dovrebbe attualmente terminerà il 30 aprile 2023.

Anche se la missione prosegue per altri anni, come sembra possibile al momento, non arriverà mai alle sonde Voyager e, soprattutto, non è certo che potrà trasmettere dati utili dallo spazio interstellare, come hanno fatto le altre due sonde. a lei. Prima di tutto, i viaggiatori viaggiano a una velocità molto più elevata, sfruttando i tanti assistenti gravitazionali dei pianeti esterni del sistema solare, mentre New Horizons, nonostante la sonda abbia lasciato la Terra alla velocità più alta rispetto a tutte le sonde automatiche, ha seguito. una traiettoria più semplice con solo un incontro intermedio con Giove. In secondo luogo, la potenza elettrica a bordo della sonda Plutone era la metà di quella dei viaggiatori, a causa della minore quantità di plutonio 238 caricata a bordo per l’RTG. generatori termoelettrici a radioisotopiciò porterà inevitabilmente a una durata della missione più breve, anche se estesa.

New Horizons raggiungerà 100 UA nel 2038 e probabilmente non avrà abbastanza potenza per mantenere sia la comunicazione che almeno uno strumento scientifico. Se riesci a utilizzare di nuovo la sonda, dovrai utilizzare i dispositivi in ​​modo intermittente. Inoltre, a questa distanza sarà ancora nel sistema solare, infatti rimarranno poche unità astronomiche per arrivare all’eliopausa.

Per i prossimi 20 anni resta solo da fare affidamento sulle sonde Voyager e sulle misurazioni indirette nel sistema solare per saperne di più sul mezzo interstellare. Con il progresso della tecnologia, molte misurazioni indirette possono essere effettuate vicino alla Terra senza andare lontano. Come, ad esempio, l’IBEX fa della missione della Terra una missione che cerca di esplorare i confini dell’eliosfera senza uscire di casa, analizzando in qualche modo l’eco inverso del vento solare o come farà la missione IMAP tra qualche anno, in modo piuttosto simile.

La possibilità di inviare un’altra sonda dal sistema solare porterebbe indubbiamente grandi ritorni scientifici, ma richiederebbe anche finanziamenti elevati e un uso molto lungo delle risorse. La missione non è attualmente finanziata per questo scopo, sebbene si stiano facendo molte ricerche sulla possibilità e sul ritorno scientifico di aziende di questa portata. Bisogna citarne due allo stadio avanzato di addestramento, uno americano e l’altro cinese: è così Sonda interstellare e con Sonde eliosferiche interstellari (IHL). Si tratterebbe di missioni in cui, per la prima volta, l’obiettivo principale sarebbe quello di studiare lo spazio interstellare sul posto – un obiettivo che non sarà realmente raggiunto entro il 2050, anche se la costruzione delle sonde è stata avviata immediatamente, ma che indubbiamente si sposterà oltre al limite della conoscenza Il sistema solare.

Fonte: NASA.

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