La sonda Psyche della NASA si prepara a compiere un passaggio ravvicinato davvero audace sopra Marte, volando a soli 4.500 chilometri dalla superficie del pianeta rosso. Non si tratta di una semplice manovra di routine. È un momento chiave della missione, uno di quelli che possono fare la differenza tra un viaggio efficiente e uno che brucia risorse preziose. Il sorvolo servirà infatti a ottenere una potente spinta gravitazionale, sfruttando l’attrazione del pianeta per accelerare verso la destinazione finale: l’asteroide Psyche, un corpo celeste ancora avvolto nel mistero e composto in gran parte di metallo.

Quello che rende questa manovra particolarmente interessante, al di là della pura meccanica orbitale, è il risparmio di propellente che ne deriva. Senza questo assist gravitazionale, la sonda Psyche avrebbe dovuto consumare una quantità significativa di carburante per raggiungere la velocità necessaria. Invece, lasciando che la gravità marziana faccia il lavoro pesante, gli ingegneri della NASA allungano di fatto la vita operativa della missione. Una scelta elegante, che in ambito spaziale fa sempre la differenza.

Marte come banco di prova per gli strumenti scientifici

Ma c’è di più, perché il flyby di Marte non è solo una questione di traiettoria. Gli scienziati della missione sfrutteranno questo passaggio ravvicinato per testare e calibrare gli strumenti di bordo della sonda Psyche, usando il pianeta rosso come bersaglio ideale. Un’opportunità rara e preziosa, che normalmente non capita così facilmente durante un viaggio interplanetario.

La sonda si avvicinerà dal lato in ombra di Marte, e questo dettaglio apre scenari affascinanti dal punto di vista fotografico e scientifico. Ci si aspetta che vengano catturate immagini spettacolari di Marte in fase crescente, con quella sottile falce illuminata dal Sole che emerge dall’oscurità. Oltre alle immagini, la sonda Psyche cercherà eventuali deboli anelli di polvere attorno al pianeta, un fenomeno ancora tutto da confermare e che potrebbe aggiungere un tassello importante alla comprensione della fisica marziana.

Dati magnetici e raggi cosmici: scienza bonus lungo il percorso

Durante l’incontro ravvicinato, gli strumenti raccoglieranno anche dati sul campo magnetico locale e sui raggi cosmici presenti nella regione. Sono informazioni che, pur non essendo l’obiettivo primario della missione, arricchiscono enormemente il bagaglio scientifico complessivo. Ogni dato raccolto in prossimità di Marte rappresenta un valore aggiunto che i ricercatori potranno analizzare per mesi, se non anni.

La destinazione finale resta comunque l’asteroide Psyche, quel corpo metallico che orbita nella fascia principale tra Marte e Giove e che potrebbe essere il nucleo esposto di un antico protopianeta. Raggiungerlo significherebbe osservare da vicino qualcosa che normalmente è sepolto sotto migliaia di chilometri di roccia e mantello. Per ora, però, tutta l’attenzione è su questo passaggio marziano, un momento in cui ingegneria, scienza e un pizzico di spettacolo si fondono in un unico evento straordinario.

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Dopo quasi mezzo secolo di onorato servizio, la sonda Voyager 1 ha dovuto rinunciare a un pezzo della propria dotazione scientifica. La NASA ha infatti ordinato lo spegnimento dello strumento noto come Low Energy Charged Particles (LECP), un sensore attivo praticamente senza interruzioni dal lancio della sonda nel 1977. La ragione è tanto semplice quanto brutale: l’energia a bordo sta finendo, e ogni watt conta quando si è a oltre 25 miliardi di chilometri dalla Terra.

Il 17 aprile, gli ingegneri del Jet Propulsion Laboratory in California hanno inviato il comando di spegnimento. Un segnale che ha impiegato circa 23 ore per raggiungere la Voyager 1, seguito da un processo di disattivazione durato oltre tre ore. Il LECP era lo strumento che studiava particelle cariche a bassa energia, ioni, elettroni e raggi cosmici provenienti sia dal sistema solare che dallo spazio interstellare. Nel corso dei decenni ha fornito dati preziosissimi sulla composizione del mezzo interstellare, rilevando onde di pressione e variazioni nella densità delle particelle ben oltre i confini dell’eliosfera.

La decisione non è stata improvvisata. Già da anni, il team della NASA aveva elaborato un piano dettagliato per lo spegnimento progressivo degli strumenti di bordo, stabilendo una sequenza precisa che bilanciasse risparmio energetico e capacità scientifica residua. Delle dieci suite strumentali originali, sette erano già state disattivate. Il LECP era il prossimo della lista, lo stesso destino che aveva già colpito lo strumento gemello sulla Voyager 2 nel marzo 2025.

Una sonda che perde potenza ma non smette di stupire

Il cuore energetico della Voyager 1 è un generatore termoelettrico a radioisotopi che converte il calore del plutonio in elettricità. Il problema è che questo sistema perde circa 4 watt ogni anno. Dopo quasi cinquant’anni, il margine è diventato sottilissimo. A febbraio, durante una manovra di rotazione programmata, la sonda ha registrato un calo di potenza imprevisto. Gli ingegneri si sono resi conto che un ulteriore abbassamento avrebbe potuto attivare il sistema di protezione automatica, con conseguenze difficili da gestire a quella distanza.

Meglio agire prima, insomma. Come ha spiegato Kareem Badaruddin, responsabile della missione Voyager al JPL: spegnere uno strumento scientifico non piace a nessuno, ma resta la scelta migliore. A bordo della Voyager 1 restano comunque attivi due strumenti, uno per le onde di plasma e uno per i campi magnetici, che continuano a inviare dati da una regione dello spazio mai esplorata prima da un oggetto costruito dall’uomo.

Il piano audace per allungare la vita della missione

Lo spegnimento del LECP dovrebbe garantire alla Voyager 1 circa un anno in più di operatività. Ma il team sta già lavorando a qualcosa di più ambizioso, una strategia ribattezzata internamente “Big Bang”. L’idea è sostituire in un colpo solo diversi componenti energivori con alternative più efficienti, mantenendo calore e funzionalità sufficienti per proseguire le osservazioni scientifiche.

Il Big Bang verrà testato prima sulla Voyager 2, che dispone di un po’ più di energia ed è relativamente più vicina alla Terra, il che la rende un candidato meno rischioso. I test sono previsti per maggio e giugno 2026. Se tutto andrà bene, la stessa procedura verrà applicata alla Voyager 1 non prima di luglio.

E c’è un dettaglio che tiene viva la speranza: un piccolo motore del LECP, quello che ruota il sensore per scansionare in tutte le direzioni, è stato lasciato acceso perché consuma appena mezzo watt. Tenerlo attivo significa che, se un giorno ci sarà abbastanza energia, lo strumento potrebbe tornare a funzionare. Una scommessa sul futuro, per una sonda che del futuro ha fatto la propria ragione di esistere.

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Raggiungere Urano in metà del tempo previsto non è più fantascienza. Uno studio presentato da ricercatori del MIT alla conferenza IEEE Aerospace suggerisce che la Starship di SpaceX potrebbe rivoluzionare il modo in cui si progettano le missioni verso i cosiddetti giganti di ghiaccio, tagliando i tempi di percorrenza da oltre tredici anni a circa sei anni e mezzo. Un cambiamento enorme, se si considera che parliamo di un pianeta che orbita a una distanza dal Sole diciannove volte superiore a quella della Terra.

Urano è rimasto per decenni il grande dimenticato del sistema solare. L’unica visita risale alla sonda Voyager 2, che gli passò accanto circa quarant’anni fa senza nemmeno entrare in orbita. Da allora, nessun veicolo spaziale si è più avvicinato. Eppure, il Decadal Survey del 2022 delle Accademie Nazionali statunitensi lo ha indicato come la destinazione prioritaria per le future esplorazioni. Il pianeta ha caratteristiche che lasciano ancora perplessi: ruota praticamente su un fianco, possiede un campo magnetico irregolare e le sue lune potrebbero nascondere oceani sotterranei sotto croste ghiacciate. Capire Urano significherebbe anche comprendere meglio i pianeti simili fuori dal nostro sistema, dato che i giganti di ghiaccio sembrano essere tra i più comuni nella Via Lattea.

Come Starship potrebbe cambiare le regole del gioco

Il problema principale di una missione verso Urano è sempre stato lo stesso: la distanza. I piani precedenti, basati sul Falcon Heavy e su molteplici assist gravitazionali, stimavano tempi di viaggio superiori ai tredici anni. Mantenere una missione attiva per così tanto comporta costi crescenti, rischi legati al personale e incertezze sui finanziamenti. La Starship offrirebbe una strada diversa. La sua capacità di essere rifornita di carburante direttamente in orbita permetterebbe alla sonda di partire con molta più energia, eliminando la necessità di rimbalzare tra i pianeti per guadagnare velocità. Questa funzionalità non è ancora stata dimostrata in volo, ma i test futuri dovrebbero verificarla.

C’è poi un’idea ancora più audace emersa dallo studio del MIT. Invece di separarsi dopo il lancio, Starship potrebbe accompagnare la sonda fino a Urano e fungere da enorme scudo termico durante la fase di aerofrenata nell’atmosfera del pianeta. Il rivestimento resistente al calore, progettato originariamente per il rientro sulla Terra e su Marte, verrebbe sfruttato per rallentare il veicolo spaziale abbastanza da consentirgli di entrare stabilmente in orbita. Senza questa manovra, la sonda si limiterebbe a un sorvolo veloce, come fece Voyager 2.

Tempi stretti e futuro incerto

Combinando il rifornimento orbitale con l’aerofrenata, i calcoli dello studio indicano un tempo di viaggio di circa sei anni e mezzo. Praticamente la metà rispetto ai piani tradizionali. Eliminare gli assist gravitazionali semplificherebbe anche la pianificazione della traiettoria, rendendo la missione verso Urano più gestibile sul piano operativo e finanziario.

Va detto però che siamo ancora nella fase delle ipotesi. Starship non ha mai dimostrato capacità di aerofrenata su un altro pianeta, e la missione Uranus Orbiter and Probe non ha ancora ricevuto l’approvazione dei fondi. Con le difficoltà attuali della NASA, nulla è garantito. Le finestre di lancio favorevoli si aprono negli anni Trenta di questo secolo, ma se venissero mancate, la prossima occasione utile potrebbe non presentarsi prima della metà degli anni Quaranta. Significherebbe quasi settant’anni tra una visita e l’altra a questo mondo così enigmatico. Per chi studia il sistema solare, sarebbe un’occasione persa difficile da digerire.

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