Hayabusa 2 sta tornando verso la Terra

Hayabusa 2, un pezzo di storia del sistema solare, partito da 340 milioni di chilometri di distanza, sta viaggiando verso di noi. Si tratta del prezioso carico della navicella giapponese Hayabusa2, che porta con sé i primi campioni del sottosuolo di un asteroide. È passato poco più di un anno dal primo touchdown della sonda, che ha raggiunto la superficie dell’asteroide Ryugu il 22 febbraio 2019 iniziando il campionamento.

A completare la raccolta un secondo incontro ravvicinato, avvenuto l’11 luglio, e le immagini raccolte da tre piccoli rover inviati sull’asteroide e dal lander Mascot, realizzato dall’agenzia spaziale tedesca Dlr in collaborazione con quella francese Cnes.

Il ritorno di Hayabusa2 con il suo bottino è atteso per la fine del 2020. Ma ben più veloci viaggiano le immagini a infrarosso acquisite dalla sonda, e negli ultimi mesi gli scienziati hanno già potuto analizzare i primi dati sull’asteroide.

Iniziando così a tracciare un identikit di Ryugu. I risultati, recentemente pubblicati su Nature, affermano che l’asteroide è formato da un materiale molto poroso – ben più di quanto si pensasse. Già i dati di Mascot avevano mostrato che il luogo di atterraggio del lander era formato da rocce piuttosto fragili e porose. Le nuove immagini estendono ora queste caratteristiche all’intero asteroide.

La sua struttura, che per la quantità di spazi vuoti ricorda quasi una spugna, potrebbe essere simile a quella dei primi protopianeti che si sono formati nella nebulosa solare primordiale. Diventando poi, collisione dopo collisione, i pianeti che oggi conosciamo. Ecco che asteroidi come Ryugu potrebbero essere la chiave per comprendere l’evoluzione planetaria, il che rende se possibile ancora più preziosi i campioni in viaggio a bordo di Hayabusa2.

Panoramica della missione

orbita di Hayabusa2
Animazione dell’orbita di Hayabusa2 dal 3 dicembre 2014 alla fine del 2019 Hayabusa2 162173 Ryugu Earth Sun

L’asteroide 162173 Ryugu (precedentemente designato 1999 JU 3 ) è un asteroide carbonaceo primitivo vicino alla Terra .

Gli asteroidi carbonacei dovrebbero preservare i materiali più incontaminati del Sistema Solare, una miscela di minerali, ghiaccio e composti organici che interagiscono tra loro. Lo studio dovrebbe fornire ulteriori conoscenze sull’origine e l’evoluzione dei pianeti interni e, in particolare, sull’origine dell’acqua e dei composti organici sulla Terra, tutti rilevanti per l’ origine della vita sulla Terra.

Inizialmente, il lancio era previsto per il 30 novembre 2014, ma è stato posticipato al 3 dicembre 2014 04:22 UTC (3 dicembre 2014 13:22:04 ora locale) su un veicolo di lancio H-IIA . Hayabusa2 lanciato insieme alla sonda spaziale flyby asteroide PROCYON .

La missione di PROCYON è stata un fallimento. Hayabusa2 è arrivato a Ryugu il 27 giugno 2018, dove ha esaminato l’asteroide per un anno e mezzo e raccolto campioni. Ha lasciato l’asteroide a novembre 2019 per restituire i campioni sulla Terra alla fine del 2020.

Rispetto alla precedente missione Hayabusa , la navicella spaziale è dotata di motori ionici migliorati , tecnologia di guida e navigazione, antenne e sistemi di controllo dell’assetto. Un penetratore cinetico è stato sparato nell’asteroide per esporre materiale campione incontaminato che è stato successivamente campionato per il ritorno sulla Terra. 

Rovers

Hayabusa 2 effettuato quattro piccoli rover ad analizzare la superficie asteroidi in situ, e fornire informazioni di contesto per i campioni restituiti. A causa della gravità minima dell’asteroide, tutti e quattro i rover sono stati progettati per spostarsi con piccoli salti invece delle normali ruote.

Furono schierati in date diverse a circa 60 m di altitudine e caddero liberamente in superficie sotto la debole gravità dell’asteroide. I primi due rover, chiamati HIBOU (precedentemente Rover-1A) e OWL (precedentemente Rover-1B), sbarcarono sull’asteroide Ryugu il 21 settembre 2018. Il terzo rover, chiamato MASCOT, è stato distribuito il 3 ottobre 2018.

La sua missione ha avuto successo. Il quarto rover, noto come Rover-2 o MINERVA-II-2, fallì prima del rilascio dall’orbita. È stato rilasciato comunque il 2 ottobre 2019 per orbitare l’asteroide ed eseguire misurazioni gravitazionali prima di colpire l’asteroide pochi giorni dopo.

Campionamento

Rappresentazione artistica di Hayabusa che raccoglie un campione di superficie
Rappresentazione artistica di Hayabusa che raccoglie un campione di superficie

Il piano originale prevedeva che il veicolo spaziale potesse raccogliere fino a tre campioni: 1) regolazione superficiale che mostra tratti di minerali idrati; 2) regolite di superficie con evidenza inosservabile o debole di alterazioni acquose; 3) materiale di superficie inferiore scavato.

I primi due campioni di superficie erano programmati per iniziare alla fine di ottobre 2018, ma i rover hanno mostrato uno scenario di massi grandi e piccoli e nessuna regolazione da campionare, quindi il team della missione ha deciso di rimandare il campionamento al 2019 e valutare diverse opzioni.

Il primo campionamento di superficie è stato completato il 22 febbraio e ha ottenuto una notevole quantità di regolite, quindi il secondo campionamento di superficie è stato rinviato e alla fine è stato annullato per ridurre il rischio per la missione.

campionatura Data
1o campionamento di superficie 21 febbraio 2019
Campionamento sotto la superficie Impatto della SCI: 5 aprile 2019
Target marker: 5 giugno 2019 
Campionamento: 11 luglio 2019 
2o campionamento di superficie Opzionale; non è stato fatto.

Il secondo e ultimo campione era di materiale di scavo rimosso da un dispositivo di simulazione cinetico sparato a distanza (dispositivo di simulazione SCI). Tutti i campioni sono conservati in contenitori sigillati separati all’interno della capsula di ritorno del campione (SRC).

Esempio di superficie

Hayabusa 2 ‘s dispositivo di campionamento si basa su Hayabusa‘ s . Il suo primo prelievo del campione di superficie è stato condotto il 21 febbraio 2019 che è iniziato con la discesa del veicolo spaziale, avvicinandosi alla superficie dell’asteroide.

Quando il corno sampler allegato al Hayabusa 2 ‘s inferiore ha toccato la superficie, un proiettile (5 grammi tantalio proiettile) è stato sparato a 300 m / s nella superficie. Le particelle di ejecta risultanti sono state raccolte da un ricevitore nella parte superiore del corno, che l’ejecta ha raggiunto sotto il proprio momento in condizioni di microgravità.

Campione sottosuperficie

Animazione che illustra lo spiegamento della SCI e il successivo campionamento dal cratere risultante
Animazione che illustra lo spiegamento della SCI e il successivo campionamento dal cratere risultante

La raccolta del campione della sottosuperficie richiedeva a un dispositivo di simulazione di scavare un cratere per ottenere materiale più profondo dalla sotto superficie, che non è stato sottoposto agli agenti atmosferici spaziali .

Ciò ha richiesto la rimozione di un grande volume di materiale superficiale con un dispositivo di simulazione sostanziale.

A tale scopo, Hayabusa2 ha dispiegato il 5 aprile una pistola volante con un “proiettile”, chiamato Small Carry-on Impactor ( SCI ); il sistema consiste in un proiettile di rame da 2,5 kg (5,5 lb) sparato in superficie da una carica esplosiva di propellente. Dopo la distribuzione di SCI, Hayabusa2 ha lasciato anche una telecamera distribuibile ( DCAM3 ) osservare e mappare la posizione precisa dell’impatto della SCI, mentre l’orbita si spostava sul lato opposto dell’asteroide per evitare detriti dall’impatto.

Circa 40 minuti dopo la separazione, quando la navicella spaziale era a distanza di sicurezza, il dispositivo di simulazione fu sparato sulla superficie dell’asteroide dalla detonazione di una carica a forma di HMX plastificata di 4,5 kg (9,9 lb) per l’accelerazione.

Il dispositivo di simulazione del rame è stato sparato in superficie da un’altitudine di circa 500 metri e ha scavato un cratere di circa 10 metri di diametro, esponendo materiale incontaminato. Il passo successivo è stato lo spiegamento, il 4 giugno, di un marcatore bersaglio riflettente nell’area vicino al cratere per facilitare la navigazione e la discesa.  Il touchdown e il campionamento hanno avuto luogo l’11 luglio 2019.

Sample-return

Hayabusa
Replica della capsula di ritorno del campione (SRC) di Hayabusa utilizzata per il rientro. La capsula di Hayabusa2 ha le stesse dimensioni, misura 40 cm di diametro e dispiegherà un paracadute.
La navicella spaziale ha raccolto e conservato i campioni in contenitori separati sigillati all’interno della capsula di ritorno del campione (SRC), che ha un isolamento termico , diametro esterno di 40 cm, altezza di 20 cm e una massa di ~ 16 kg.

Alla fine della fase scientifica a novembre 2019, Hayabusa2 ha usato i suoi motori a ioni per cambiare orbita e tornare sulla Terra. Quando Hayabusa2 vola oltre la Terra alla fine del 2020, rilascerà la capsula che gira a un giro ogni tre secondi.

La capsula rientrerà nell’atmosfera terrestre a 12 km / se dispiegherà un paracadute radar-riflettente ad un’altitudine di circa 10 km ed espellerà il suo scudo termico, trasmettendo al contempo un segnale di posizione. La capsula del campione dovrebbe atterrare presso il Woomera Test Range in Australia. La distanza di volo totale sarebbe di 5.240.000.000 km.

Una volta sulla Terra, qualsiasi sostanza volatile verrà raccolta prima dell’apertura dei contenitori sigillati. I campioni saranno curati e analizzati presso il Extraterrestrial Sample Curation Center di JAXA , dove scienziati internazionali possono richiedere una piccola parte dei campioni.

INAF – Hayabusa-2 verso l’alba del Sistema solare e ritorno

 

Riferimenti e approfondimenti

  1. “JAXA lancia la sonda asteroide Hayabusa 2” . www.nec.com . Comunicati stampa NEC.
  2. Hayabusa-2 – Missione di esplorazione di asteroidi. Spaceflight 101 . Accesso effettuato il 30 giugno 2019.
  3. “Lancio di” Hayabusa2 “di H-IIA Launch Vehicle No. 26” . JAXA.
  4. “Hayabusa2 Earth Swing – by Result” . JAXA.
  5. “Arrivo a Ryugu!” . Progetto JAXA Hayabusa2. 
  6. “Addio, Ryugu! La sonda Hayabusa2 giapponese lascia un asteroide per il viaggio verso casa”
  7. Wendy Zukerman (18 agosto 2010). “Hayabusa2 cercherà le origini della vita nello spazio” . Nuovo scienziato 
  8. Clark, Stephen (28 giugno 2018). “L’astronave giapponese raggiunge l’asteroide dopo un viaggio di tre anni e mezzo” . Spaceflight Now 
  9. Hayabusa2: importanza scientifica dei campioni restituiti dall’asteroide vicino alla Terra di tipo C (162173) 1999 JU3 . S. Tachibana, etal. Geochemical Journal , vol. 48, pagg. 571–587. Il 2014.
  10. Sito web del progetto Hayabuysa2
  11. Sito Web JAXA Hayabusa2
  12. Hayabusa2 Science Data Archives ospitato dall’archivio DARTS (ISAS)
  13. Pubblicazioni relative a MASCOT dell’Istituto di ricerca planetaria ospitato da Europlanet
  14. Commenti scientifici sulle immagini Hayabusa2 , Università di Tokyo
  15. Asteroide Explorer Hayabusa2 , NEC
  16. Modello 3D Hayabusa2 , Asahi Shinbun
  17. Amici della Scienza

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