Il cammino di Planck e Herschel

La ricerca spaziale sta vivendo un'epoca di rinnovato sviluppo, alimentata da nuove tecnologie e dai più svariati stimoli. Da un punto di vista scientifico, agenzie spaziali e istituti di ricerca in tutto il mondo si interessano a studiare l'ambiente della Terra e della Luna, a ottenere una comprensione esauriente del Sistema Solare e dell'universo, a cercare forme di vita extraterrestri, a scoprire e analizzare altri sistemi planetari. Allo stesso tempo, esistono missioni che possono portare a notevoli progressi a livello sociale ed economico. Si pensi ad esempio al monitoraggio del clima o al Global Positioning System (GPS).

Uno degli aspetti fondamentali per la buona riuscita di una determinata missione spaziale consiste nell'accurata determinazione della strada da percorrere. La traiettoria deve soddisfare severe restrizioni, che dipendono generalmente dalla capacità di comunicare con la Terra, dalla durata richiesta dagli obiettivi della missione, dal carburante utilizzabile e dal carico di strumentazioni da portare a bordo. Planck, a cui Futura ha recentemente dedicato una serie di articoli (in particolare, un'intervista in occasione del lancio e una breve introduzione agli obiettivi scientifici della missione), è stata lanciata dalla base europea della Guiana Francese insieme a Herschel, sonda che si occuperà di studiare la formazione delle galassie nell'universo primordiale, la nascita delle stelle e la composizione chimica di atmosfera e superficie di comete, pianeti e satelliti naturali. Tra poche settimane, entrambe si posizioneranno su orbite di Lissajous intorno al cosiddetto punto L2, si muoveranno cioè su una specie di ciambella intorno a uno dei punti di equilibrio che giacciono sulla linea che congiunge la Terra e il Sole.

Questa posizione viene calcolata assumendo un certo modello di forze agenti sulla sonda. Si parte da un modello semplificato, Sole-Terra-sonda, e si aggiungono via via i contributi dovuti ad altri effetti, come l'attrazione gravitazionale di altri pianeti o effetti relativistici. Per altre missioni in passato sono state considerate orbite intorno a uno degli altri punti di equilibrio del Problema Ristretto dei Tre Corpi, L1, che si trova tra la Terra e il Sole. Essenzialmente, è facile e poco costoso raggiungere dalla Terra sia L1 sia L2, entrambi offrono un configurazione geometrica favorevole dal punto di vista delle telecomunicazioni, L1 rappresenta un ottimo punto di osservazione del Sole (sfruttato dalla missione SOHO), L2 si adatta a missioni che richiedono grande stabilità termica e la possibilità di osservare metà della sfera celeste in ogni momento. Questi ultimi due aspetti sono stati decisivi nello scegliere dove posizionare Planck e Herschel.

D'altra parte, l'orbita di Lissajous è quella che richiede meno 'manutenzione'. Dal momento che le orbite naturali intorno a L2 sono dinamicamente instabili, il sistema di propulsione viene acceso a intervalli regolati per effettuare manovre allo scopo di conservare l'orbita nominale. Questa procedura viene detta station keeping.

ELISA MARIA ALESSI