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Transcript of Sonde Spaziali - scientifico), le missioni esposte e descritte nel libro, a volte con dovizia di...

  • Fausto Intilla

    SONDE SPAZIALI In viaggio tra i segreti del cosmo

    Immagine di copertina realizzata dall’autore. L’autore si dichiara disponibile a regolare eventuali spettanze, per gli

    stralci di alcuni articoli (ed immagini) riportati in questo volume,

    qualora questi ultimi fossero coperti da copyright.

    Molte informazioni riportate nel presente volume, sono state tratte

    online dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), dalla National

    Aeronautics and Space Administration (NASA) e dall’Enciclopedia

    Libera Wikipedia (it/fr/eng).

  • Indice

    Prefazione…………………………………………..……….…4

    Un’insaziabile curiosità, tra le pieghe del cosmo .………….…6

    - In rotta verso lo spazio profondo (Deep Impact; Antichi astronomi; Moderna astronomia; WISE; Cassini) ..…………6

    - Le sonde, nel passato (Il Programma Pioneer 1-11; Il Programma Ranger 1-9; Il Programma Mariner 1-10; Il

    Programma Surveyor 1-7; Il Programma Zond 1-8; Il

    Programma Luna 1-24; Il Programma Mars 1-7; Il

    Programma Venera 1-16; Il Programma Vega 1-2; Il

    Programma Viking 1-2; Il Programma Helios 1-2; Il

    Programma Voyager 1-2)………………………..………………25

    Verso il futuro, con nuovi obiettivi e tecnologie………………65

    - Entro ed oltre i confini del sistema solare (La propulsione ionica; VASIMR; Esopianeti; Kepler; Stardust; Comete,

    fabbriche di vita?; Tra i segreti del Sole, con la SDO; Solar

    Probe Plus)…………………………………………...……………65

    - Altre nuove missioni, dopo il 2014 (BepiColombo; InSight; LISA; JUICE; Una missione …incredibile!; Conclusioni;

    Un’ultima nota)……………………………………………………90

    Appendice ……………………………………………..………99

    - Orbite e navigazione; Sottosistemi di bordo; ; Il Trasferimento alla Hohmann; La Fionda Gravitazionale;

    L’Aerocattura; Le microbilance a cristalli di quarzo (GIADA);

    L’aerogel della NASA ……………………………………………99

    Bibliografia…………………………………………...………112

    Sitografia……………………………………………..………114

  • “L'universo è immenso, e gli uomini non sono altro che piccoli

    granelli di polvere su un insignificante pianeta. Ma quanto più

    prendiamo coscienza della nostra piccolezza e della nostra

    impotenza dinanzi alle forze cosmiche, tanto più risulta

    sorprendente ciò che gli esseri umani hanno realizzato”.

    Bertrand Russell

    “Sono cattivi esploratori quelli che pensano

    che non ci sia terra se vedono solo mare”.

    Francis Bacon

  • Prefazione

    Negli ultimi dieci anni, la mole di informazioni (sia a carattere scientifico che di altro genere) accumulatesi online e disponibili per chiunque abbia interesse a raccoglierle (per diletto, oppure per delle ricerche finalizzate alla divulgazione scientifica), ha ormai raggiunto dei livelli esponenziali. Se dunque il vero obiettivo, per un autore che si occupi solo ed esclusivamente di divulgazione scientifica, è quello di trasmettere (attraverso delle dettagliate, nonché opportunamente selezionate e verificate, raccolte di informazioni tecnico-scientifiche) in modo puramente oggettivo e cronologico (dunque ordinatamente), ciò che il web può offrire solo in modo “casuale” (e spesso anche senza garanzie di attendibilità delle informazioni), allora diviene necessario appoggiarsi alle fonti più affidabili ed autorevoli presenti oggigiorno in quello spazio virtuale accessibile a milioni di persone, chiamato Internet. E questo è proprio ciò che io ho fatto per la “composizione” di questo libro. Il presente volume, è dunque il frutto di un lavoro di ricerca, valutazione, verifica di correttezza , “scrematura” e disposizione cronologica, delle informazioni relative all’argomento trattato, tratte prevalentemente dal web dal sito ufficiale della NASA, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), di quella europea (ESA) e non da ultimo, dall’Enciclopedia Libera Wikipedia (la cui affidabilità ed attendibilità delle informazioni in essa contenute, da me utilizzate spesso per la stesura della presente opera, sono state sempre da parte mia attentamente e scrupolosamente verificate attraverso un confronto con i documenti e gli articoli originali, menzionati ed utilizzati dalla stessa Enciclopedia Libera per la realizzazione dei testi). Lo scopo di questo volume, è dunque quello di fornire un supporto cartaceo (preconfezionato e quindi …“pronto-uso”) ricco di informazioni ordinate e ponderatamente selezionate, a tutti coloro che per motivi di tempo o semplicemente per pura pigrizia, preferiscono evitare dei lunghi e faticosi lavori di ricerca online, sui loro argomenti preferiti. Considerata la natura della presente opera, essa (per questioni di copyright) in formato digitale (eBook), è quindi disponibile gratuitamente sul sito web dell’editore.

  • Per quanto riguarda il contenuto del libro, come già il titolo lascia intuire, l’argomento centrale attorno al quale ruotano altre tematiche (altresì importanti ma molto meno approfondite nel testo), è rivolto esclusivamente verso i programmi (o missioni) spaziali. Ma sono solo alcune (probabilmente le più importanti, per ciò che sono state in grado di apportare, in termini di nuove conoscenze in ambito scientifico), le missioni esposte e descritte nel libro, a volte con dovizia di particolari, durante il lungo excursus sui modelli, gli obiettivi e le funzioni fondamentali delle sonde spaziali che hanno caratterizzato e rivoluzionato il campo della ricerca astronomica in questi ultimi quattro-cinque decenni di storia. Ma lo scopo di questa breve opera, a carattere estremamente introduttivo (in relazione all’argomento trattato), era proprio questo; ovvero fornire al lettore appassionato di tali tematiche, qualche spunto per visualizzare meglio la direzione in cui l’ingegneria aerospaziale si sta muovendo, in quest’epoca (tra la fine degli anni novanta ed oggi) di grande fervore scientifico e tecnologico. Se tra le ultime pagine del presente volume, qualche lettore quindi riuscirà in tale intento (ammesso che sia anche il suo obiettivo), sappia che il merito non è affatto del sottoscritto, bensì di quelle persone che ogni giorno, dietro le quinte (…a volte riconoscibili solo da un nickname), lavorano instancabilmente affinché tutti possano accedere liberamente all’informazione (sia essa di natura scientifica, filosofica, poetica o di qualsiasi altro genere), e farne possibilmente buon uso; poiché, come giustamente intuì Seneca già duemila anni fa: “occorre essere servi del sapere, per essere veramente liberi”.

    Fausto Intilla

    Cadenazzo,22 settembre 2013

  • Un’insaziabile curiosità, tra le pieghe del cosmo

    “L'ordine dell'intero universo è il più perfetto possibile”.

    Gottfried Wilhelm von Leibniz

    In rotta verso lo spazio profondo

    Per quanto la sua osservazione (magari ad occhio nudo sotto un cielo notturno e stellato) possa rivelarsi gratificante e suscitare in noi una certa sensazione di pace ed armonia, l’Universo è un posto molto ostile per gli esseri umani; ha valori estremi di temperatura, di vuoto, alti livelli di radiazioni e molte altre cose per nulla compatibili con le condizioni ambientali necessarie a garantire la nostra vita. Nel campo della ricerca spaziale, i nostri occhi e le nostre orecchie sono dunque i congegni robotizzati inviati in missione a scoprire i segreti del nostro sistema solare e in alcuni casi anche quelli nascosti oltre i suoi confini. Sono le sonde spaziali, costruite per sopravvivere alle condizioni più ostili, insostenibili per qualunque essere umano che avesse intenzione di avventurarsi nello spazio profondo. Le sonde sono capaci di resistere in questi ambienti e possono andare in posti e fare cose che noi potremmo solo sognare. Le sonde spaziali sono simili ai satelliti artificiali per struttura generale e ripartizione dei sottosistemi, ma le caratteristiche dell’ambiente spaziale interplanetario impongono tecnologie costruttive differenti e di solito più complesse. La lontananza dalla Terra richiede sistemi di comunicazione radio che utilizzano antenne molto direttive e dispositivi a basso rumore; tutti elementi posizionati sia a bordo, ovvero sulla sonda, che sul nostro pianeta. Inoltre, le grandi distanze dalla Terra e i lunghi tempi di propagazione dei segnali radio (anche di alcune ore), non permettono il controllo in tempo reale delle attività di bordo e quindi, richiedono un elevato grado di automazione della sonda stessa. Di complessità ancora maggiore è la navigazione in orbite interplanetarie, che comporta sofisticati strumenti di telemisura. Generalmente, le sonde spaziali si classificano a seconda del tipo di missione e orbita finale; per cui si possono distinguere due principali tipologie di sonda:

    - Le sonde spaziali di passaggio (flyby spacecrafts): vengono immesse di solito in orbite eliocentriche (ellittiche o iperboliche) e sono destinate allo studio dello spazio interplanetario o di corpi planetari nella fase di incontro.

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