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SPAZIO: UNA MISSIONE STRAORDINARIA

Prossima fermata Saturno

Chiara Palmerini  25/6/2004

La sonda Cassini, dopo sette anni di viaggio, sta per inserirsi nell'orbita del pianeta più spettacolare del Sistema solare. Ora cominciano le emozioni. Così il «signore degli anelli» ruberà la scena a Marte.

Il palcoscenico ora è tutto per Saturno. Marte ha occupato la scena durante le vacanze di Natale, ma questa promette di essere l'estate del pianeta con gli anelli, il più bello del Sistema solare, se per i corpi celesti è possibile utilizzare questa categoria. Il 1° luglio la sonda Cassini, lanciata nel 1997, si inserirà nell'orbita del pianeta e rimarrà per quattro anni a girargli attorno e a studiarlo, con i suoi 12 strumenti, da tutti i punti di vista. Il modulo Huygens, che ha viaggiato attaccato alla sonda madre, verrà sganciato a dicembre per un tuffo nell'atmosfera di Titano, la più grande delle 31 lune di Saturno, la seconda del Sistema solare, misteriosa e inaccessibile, sempre coperta dalle nubi.
La Cassini-Huygens vanta misure record sotto vari aspetti. Progetto congiunto delle agenzie spaziali americana, europea e italiana, è una delle più complesse e ambiziose missioni lanciate finora. «Il program manager della Nasa, che una volta si è divertito a fare il calcolo, mi ha detto che per costruirla c'è voluto più o meno lo stesso numero di ore lavoro che per una piramide» racconta Enrico Flamini, responsabile di programma per la parte italiana.

Sicuramente è tra le più grosse in senso fisico, visto che Cassini ha le dimensioni di uno scuolabus, e pesava al lancio oltre 5 tonnellate. È costata oltre 3 miliardi di dollari, quattro volte più delle missioni che hanno portato su Marte i due rover Spirit e Opportunity, dieci volte più di quanto la Nasa sarebbe disposta a spendere oggi per una spedizione senza equipaggio. Appartiene insomma alla generazione delle missioni non ancora gestite con la filosofia «faster, better, cheaper», più veloci, migliori, più economiche, tre termini che non sempre sono andati d'accordo.
La Cassini è in vista della destinazione dopo un viaggio di 7 anni e 3 miliardi e mezzo di chilometri nel Sistema solare. Data la stazza, al momento del lancio non c'erano razzi con potenza sufficiente a spingerla verso Saturno per la via diretta e in tempi ragionevoli. Gli ingegneri hanno sfruttato, come è avvenuto per altre missioni, le spinte gravitazionali dei pianeti: la sonda si è diretta verso il Sole, è passata due volte vicino a Venere, poi alla Terra e infine a Giove, sempre beneficiando dell'effetto fionda fornito dalla gravità di questi pianeti.

Durante la crociera, ogni sei mesi i suoi strumenti sono stati risvegliati per un check-up. Per il resto se ne sono dimenticati tutti, tranne gli scienziati che vi hanno lavorato e che ora aspettano l'arrivo con il fiato sospeso. «Avremo di sicuro qualche momento di emozione quando Cassini accenderà il motore» dice Flamini.
La manovra con cui il satellite dovrà inserirsi nell'orbita di Saturno è delicata ed è già stata provata alcune settimane fa. Il motore principale, quasi mai avviato durante il viaggio, si accenderà per 96 minuti per frenare il satellite e far sì che possa essere catturato dalla gravità di Saturno. Poi la Cassini dovrà volare nello spazio tra due degli anelli, già attraversato con successo dalle altre tre sonde che hanno visitato il pianeta, ma assai insidioso perché affollato di polveri e detriti. «Si posizionerà in modo da avere la sua grande antenna, di progettazione italiana, rivolta nella direzione di marcia e ne sarà riparata come da un ombrello» esemplifica Simona Di Pippo, responsabile dell'osservazione dell'universo dell'Agenzia spaziale italiana.

Il telescopio spaziale Hubble ha scattato immagini recenti da cui non risulta che ci siano grossi ostacoli sulla rotta, ma non si sa mai. «Durante le manovre, per quattro-cinque ore perderemo i contatti e non sapremo cosa sta succedendo» anticipa Flamini, che seguirà l'arrivo dal centro di controllo della missone, il Jet propulsion laboratory di Pasadena, California. Se tutto andrà per il verso giusto, cosa farà lassù la Cassini?
Saturno è il secondo gigante gassoso dopo Giove, formato da idrogeno ed elio, con una massa pari a 95 volte quella della Terra. Le prime immagini e dati li hanno forniti agli inizi degli anni 80 le sonde Pioneer 11 e Voyager 1 e 2 che però gli sono volati accanto solo per pochi giorni. È il più ventoso pianeta del Sistema solare, il meno denso, con una gravità inferiore a quella dell'acqua su cui, di fatto, potrebbe galleggiare.

La sua cifra sono gli spettacolari anelli, che anche altri pianeti possiedono, anche se nessuno li ha così pronunciati e splendenti. Dalla Terra si vedono i due maggiori, chiamati A e B, e un altro più debole. Quando Galileo li osservò per la prima volta nel luglio del 1610, li scambiò per pianeti distinti: «La stella di Saturno» scrisse «non è una sola ma un composto di tre, le quali quasi si toccano, né mai tra di loro si muovono o mutano, e sono poste in fila secondo la direzione dello Zodiaco, essendo quella di mezzo circa tre volte maggiore delle altre due laterali». La sonda Voyager ne ha fotografati altri quattro, ancora più deboli ed evanescenti, ma in realtà sappiamo che sono migliaia, come i solchi di un disco, in mutamento continuo, fatti di un nugolo di granelli di rocce e ghiaccio, con pezzi più grossi delle dimensioni di alcuni metri.

Con i suoi anelli e i 31 satelliti, l'ultimo dei quali scoperto l'anno scorso, Saturno costituisce un sistema solare in miniatura. Proprio questo è uno dei maggiori motivi di interesse. «Gli anelli rappresentano una riserva di materiale in cui probabilmente avvengono processi simili a quelli del Sistema solare primordiale» osserva Angioletta Coradini, planetologa, direttore dell'Istituto di fisica dello spazio interplanetario del Cnr a Roma.

RITRATTO DI UN GIGANTE Ha incuriosito i suoi osservatori per secoli. E anche oggi rimane un pianeta affascinante. Saturno è per dimensioni il secondo pianeta del Sistema solare. Ha un diametro di 119.300 chilometri e dista dal Sole 1,4 miliardi di chilometri. Per orbitare intorno alla stella impiega quasi 30 anni. I suoi spettacolari anelli, scoperti da Galileo, che però li scambiò per pianeti, nel 1610 sono fatti di ghiaccio e particelle di roccia, con misure che vanno da quelle di un granello di sabbia fino ad alcuni metri. Il loro spessore è di meno di un chilometro, mentre il diametro è di oltre 250 mila chilometri. Saturno ha 31 satelliti, di cui il maggiore, Titano, è il secondo del Sistema solare dopo Ganimede, una delle lune di Giove. L'ultimo è stato scoperto nel 2003.

Ci si aspetta insomma di capire qualcosa sui processi che hanno dato origine ai pianeti. Sono ancora davvero così sconosciuti, dopo 45 anni di esplorazione del Sistema solare? «Sì» dice Coradini. «Dei pianeti conosciamo ancora oggi una parte piccolissima. Della Luna non sappiamo neppure che percentuale di acqua ci sia nei poli. Ci mancano dati chiave, come la loro età. Ci interessa capire i processi di base che hanno dato luogo alla loro formazione».

I 12 strumenti scientifici a bordo di Cassini, spettrometri, camere, magnetometri, analizzatori di polveri, radar, studieranno tutto il sistema di Saturno durante le 75 orbite che la sonda compirà intorno al pianeta. Fra i misteri cui gli scienziati vorrebbero dare una risposta c'è il motivo per cui Saturno irradia molto più calore di quanto ne riceva dal Sole. Probabilmente la risposta è legata a processi che avvengono nel suo nucleo, su cui per ora ci sono solo ipotesi.
Il «signore degli anelli», poi, somiglia ai grossi pianeti gassosi che da alcuni anni sono stati avvistati fuori dal Sistema solare. «Sapere come si è formato potrebbe darci indizi su come sono nati anche questi altri» dice Coradini. «E su come hanno avuto origine i pianeti più vicini al Sole, tra cui la Terra: forse proprio grazie al fatto che i più grandi, come Giove e Saturno, dopo essersi accresciuti fino a dimensioni ragguardevoli, sono riusciti a schermare i più piccoli dagli impatti di asteroidi» aggiunge Di Pippo.

A Natale 2004 è prevista una delle parti più spettacolari e interessanti della missione, la caduta del modulo Huygens, così battezzato dal nome dell'astronomo olandese che scoprì il satellite nel 1655, su Titano. Sarà, letteralmente, un salto nel buio. La luna saturniana, grande come Mercurio, è l'unica nel Sistema solare ad avere nubi e una spessa atmosfera, simile a quella di un pianeta. Per questo, non si sa che cosa attende il modulo Huygens all'atterraggio. «Quando è stato progettato, non si aveva alcun dato sulla natura della superficie di Titano» racconta Flamini. «Ci potrebbero essere ghiacci di anidride carbonica, rocce, o laghi di idrocarburi». La sonda è costruita per atterrare piano e galleggiare alcuni minuti, nel caso trovi del liquido. Ma non ci si aspetta tanto che sopravviva all'impatto. Il suo scopo è misurare l'atmosfera di Titano durante la discesa. Lo strumento principale all'opera ha paternità italiana: è stato progettato da Marcello Fulchignoni. L'anno scorso l'Agenzia spaziale italiana ha lanciato dalla base di Trapani una copia della sonda Huygens, dopo averla portata a 33 chilometri di altezza con un pallone stratosferico. Forse farà lo stesso prima della fine dell'anno in Antartide: prove generali per capire come gestire i dati che arriveranno da Huygens.

In questa missione, che in totale non durerà più due ore e mezzo, si cercherà di fotografare la superficie della Luna, di vedere se ci sono venti, fulmini. L'atmosfera di Titano, composta di azoto, metano, ammoniaca, è simile a quella che si pensa ci fosse sulla Terra prima della comparsa della vita. Se il cielo di Titano fosse solcato da lampi, le scariche elettriche, colpendo le molecole di metano, potrebbero dare origine a molecole organiche più complesse. Proprio quello che si ipotizza possa essere successo sulla Terra quando si è formata la vita nel caldo brodo primordiale. «Su Titano ci aspettiamo un brodo primordiale surgelato, dato che la temperatura è 180 gradi sotto zero» dice Flamini. Insomma, ci sono tutte le premesse perché, almeno per qualche attimo, Cassini e Saturno ci distraggano dalle complicate vicende terrestri.

IL RE SOSPESO NELL'INFINITO Saturno raccontato da una penna d'autore, Luca Masali Gli antichi vedevano Saturno come messaggero di sciagure, signore della morte. Un mondo gelido, immenso, malvagio. E nel contempo diafano, etereo più dell'acqua. Oggi sappiamo che è l'unico pianeta a essere meno denso di un oceano. Guardiano dei confini estremi del Sistema solare, a lungo fu creduto l'ultimo approdo prima dei vertiginosi abissi degli spazi siderali. Lo stesso Dante Alighieri non osò sondarlo con l'arma della poesia. Si accontentò di eleggerlo a trono della mediazione della giustizia divina, ne fece un cielo ibrido, sospeso tra finito e infinito. Sede delle anime votate alla contemplazione, fece impazzire chi lo contemplò per davvero. Come Galileo Galilei, il primo a intravederne gli anelli. Ma non potendo nemmeno intuire la natura dell'eterea coda di pavone del gigante gassoso, per darsi pace ne abbandonò l'osservazione. Pianeta geloso, nascose i suoi tesori a quattro secoli di ricerche, tanto che tre lune furono scoperte solo nel 1980. Schegge di roccia da cui si potrebbe assistere al più terribile spettacolo della natura: il sorgere di Saturno e dei suoi anelli. Nel giorno oscuro il Sole appare una stellina insignificante, ma nella notte il gigante bluastro si annuncia come un'aurora boreale che incendia la tenebra e piano piano si allarga in un disco così smisurato da occupare l'intero cielo e trasformare la sera in un incubo fiammeggiante blu cobalto. Un'alba alla rovescia, portatrice di maree violente come terremoti, accompagna il sorgere del re del Sistema solare. E in un giorno di luglio uguale a migliaia di altri questa aurora titanica illuminerà un'altra piccolissima luna di metallo venuta dal terzo pianeta per cercare di rubare un pizzico della grandezza del silenzioso signore della distruzione. Scrittore di fantascienza, Luca Masali ha vinto diversi premi in Italia e all'estero. Il suo ultimo romanzo è L'inglesina in soffitta (Sironi editore).