 NOTIZIARIO ANNO XII - NUMERO 35
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Immagine 1 - Dopo aver effettuato il fly-by con Giove il 29 dicembre 2000, ed aver fatto la più bella ripresa ad oggi del pianeta gigante, l'immagine mostrata qui di fianco è la prima a colori di Saturno, ripresa dalla sonda Cassini nell'ottobre 2002 durante il suo avvicinamento al pianeta, a 20 mesi dall'inizio del viaggio (corrispondenti a 285 milioni di chilometri dalla partenza). (fonte NASA/ESA/ASI) Immagine 2 - Ripresa a colori del pianeta inquadrato dalla sonda Cassini: vi si osserva il complesso sistema di bande atmosferiche, disposte però, rispetto a Giove, in regolari fasce parallele l'una all'altra e il sottilissimo sistema degli anelli. Occasionalmente si notano delle irregolarità come cicloni e filamenti di gas. Il dettaglio di questa ripresa, e delle prossime che la sonda ci manderà, non ha precedenti (fonte NASA/ESA/ASI). |
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Immagine 3 - Dopo essere entrata nella zona d'influenza gravitazionale di Saturno il 1 luglio 2004, ed aver fatto parecchi fly-by con Titano e altri satelliti del pianeta, la sonda continua a riprendere efficamente Saturno e la stupenda immagine mostrata qui di fianco ne è un chiaro esempio. La ripresa dalla sonda Cassini del dicembre 2004 ci ha lasciati a bocca aperta. Cliccando l'immagine l'aprirete a 1837 x 800 pixel. (fonte NASA/ESA/ASI) |
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Immagine 4 - Alcune delle più belle riprese a colori del pianeta furono effettuate
dalla sonda spaziale Voyager il 21 luglio 1981, quando
la navicella spaziale si trovava a 33,9 milioni di km dal pianeta. |
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| Immagine 5 - La nomenclatura e disposizione degli anelli e delle loro divisioni in un'immagine del Voyager (fonte NASA/JPL/Vpyager). | Immagine 6 - Immagine della sonda Cassini ottenuta nella primavera 2004 (fonte NASA/ESA/ASI). |
Anelli di Saturno
Nome Stato Raggio Raggio Largh. posizione massa
Nome(*) interno esterno appross. appr. (kg)
---- ------ ------ ------ ------ -------- --------
D-Ring U 60,000 72,600 12,600 (anello)
Guerin Division U 72,600 73,800 1,200 (divis.)
C-Ring U 73,800 91,800 18,000 (anello) 1.1x1018
Maxwell Division U 91,800 92,300 500 (divis.)
B-Ring U 92,300 115,800 23,500 (anello) 2.8x1019
Cassini Division U 115,800 120,600 4,800 (divis.)
Huygens Gap P 117,200 (n/a) 250-400 (subdiv)
A-Ring U 120,600 136,200 15,600 (anello) 6.2x1018
Keeler Division U (n/a) (n/a) 230 25%
Encke Minima S (n/a) (n/a) 5,460 29%-53%
Encke Division U 132,600 (n/a) 325 78%
F-Ring U 141,000 (avg) (n/a) (anello)
G-Ring U 150,000 (avg) (n/a) (anello) 107?
E-Ring U 240,000 480,000 240,000 (anello)
Note: la distanza (in chilometri) viene calcolata dal centro di Saturno al bordo dell'anello.
(*) codice sigla: U: ufficiale
P: provvisorio
S: slang
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Immagine 7 - A sinistra potete vedere una ripresa del sistema d'anelli di Saturno, inquadrato dalla sonda spaziale Voyager nel 1980 (fonte NASA). Si osservano di profilo e un inclinati per evidenziarli maggiormente; in questa ripresa si sono esaltati i colori e il contrasto per facilitare la visione della loro struttura. Sino all'esplorazione (anche se breve) dei Voyager 1 e 2, si riteneva che solamente Saturno disponesse di un sistema d'anelli. Succesivamente pure attorno a Urano, Giove e Nettuno si sono scoperti sistemi d'anelli complessi. Immagine 8 - A destra c'è una nuova ripresa degli anelli (fatta nel 2004) dalla sonda Cassini; la differenza con l'altra immagine, presa un quarto di secolo prima dalla Voyager, è lampante! Cliccandola ingrandirete l'immagine a 565 x 600 pixel (fonte NASA/ESA/ASI). Con l'avvento delle webcam anche le nostre riprese sono molto migliorate, ma ovviamente restano sempre ad un livello immensamente inferiore, se non altro perché la distanza del pianeta dalla Terra varia fra 1,3 e 1,6 miliardi di km! |
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Immagine 9 - Il sistema degli anelli inquadrato dalla sonda spaziale Cassini: immagine rilasciata il 23 luglio 2004 (fonte NASA/ESA/ASI).
Le immagini del complesso sistema di anelli che circondano il pianeta furono prese dai Pioneer e Voyager, ed erano sempre state presentate in falsi colori, in
quanto erano state prese nella banda infrarossa e ultravioletta, per dare maggiore contrasto all'immagine stessa. La nuova ripresa della sonda spaziale Cassini ha
catturato i veri colori degli anelli e fu realizzata il 21 giugno 2004, approssimativamente a 6,4 milioni di chilometri da Saturno, quando attraversò il piano del sistema degli
anelli. Saturno ha una moltitudine di anelli separati da dei vuoti. Il sistema degli anelli viene identificato da
lettere dell'alfabeto latino e, da dove comincia all'interno a dove finisce all'esterno, è in quest'ordine: D, C, B, A, F, G, E. La missione Cassini-Huygens è formata da un progetto di cooperazione di NASA, European Space Agency (ESA) e l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI-Italian Space Agency). |
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Ecco qui sotto una carellata di alcune delle immagini del 2004 riprese dalle telecamere della sonda Cassini.
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Immagine 10: le fasce atmosferiche di nubi e vortici; per vedere un'altra inquadratura a maggiore risoluzione cliccate PIA06502 (23 KB). C'é una terza inquadratura di questa zona: comprende le nubi atmosferiche e un segmento degli anelli (52 KB) (fonte NASA/ESA/ASI)
Cliccando il riquadro ingrandirete l'immagine a tutta apertura (764 x 500 pixel) |
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Immagine 11: altra immagine dell'atmosferica di Saturno ripresa nell'infrarosso; anche qui si notano i sistemi di nubi e i vortici ciclonici sui bordi delle fasce (fonte NASA/ESA/ASI)
Cliccando il riquadro ingrandirete l'immagine a tutta apertura (498 x 425 pixel) |
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Immagine 12: l'atmosfera del pianeta divisa in fasce parallele, riprese nell'infrosso (fonte NASA/ESA/ASI)
Cliccando il riquadro ingrandirete l'immagine a tutta apertura (702 x 528 pixel) |
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Immagine 13: l'atmosfera del pianeta nell'emisfero meridionale ripresa ? (fonte NASA/ESA/ASI)
Cliccando il riquadro ingrandirete l'immagine a tutta apertura (1020 x 867 pixel) |
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Immagine 14: l'atmosfera del pianeta dall'equatore al polo sud: la divisione in fasce parallele è lampante; anche qui la ripresa è nell'infrosso (fonte NASA/ESA/ASI)
Cliccando il riquadro ingrandirete l'immagine a tutta apertura (512 x 510 pixel) |
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Immagine 15: l'atmosfera del pianeta presso il polo sud: si nota immediamente la sua divisione in fasce parallele, qui riprese nel visibile? (fonte NASA/ESA/ASI)
Cliccando il riquadro ingrandirete l'immagine a tutta apertura (483 x 325 pixel) |
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Immagine 16: l'atmosfera del pianeta presso il polo sud; si nota immediamente la sua divisione in fasce parallele, anche qui riprese nell'infrosso (fonte NASA/ESA/ASI)
Cliccando il riquadro ingrandirete l'immagine a tutta apertura (510 x 780 pixel) |
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Immagine 17 - A sinistra potete vedere come si posizionano per distanza i satelliti del pianeta (fonte JPL/NASA). |
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Prima del lancio della Cassini le immagini che raffiguravano Saturno e i suo satelliti erano quelle visibili qui sopra, con a sinistra una raffigurazione della loro distribuzione in base alla distanza dal pianeta e a destra una visione delle loro superfici: non è molto, ma già questo aveva impegnato un'intera generazione di planetologi. Ora che la Cassini è arrivata il 1° luglio 2004 nel sitema del pianeta con gli anelli, in pochi mesi la mole di dati è immagini è già notevole. Qui di seguito vedremo alcune delle immagini più interessanti rialasciate dal team NASA/ESA/ASI, cioé frutto della collaborazione fra le agenzie spaziali americana, europea e italiana (in prima persona e non solo come membro dell'ESA). Le immagini saranno presentate a gruppi in base al soggetto ripreso o al tipo di analisi effettuata. La collocazione temporale abbraccia il periodo luglio-novembre 2004 e le prossime pagine abbraccieranno archi di tempo semestrali o annuali, a seconda del loro numero e dimensione, in modo da non creare pagine internet pesanti molti MB.
Satelliti di Saturno
Distanza Diametro Massa N° Satellite (km) (km) (kg) Scopritore Data Nome italiano -- --------- -------- ------ ------- ---------- ----- ------------- 01 Pan 133.600 20 ? Showalter 1990 Pan 02 Daphnis 136.500 7 1,10*1014 Porco 2005 (S/2005 S1) 03 Atlas 137.700 28 ? Terrile 1980 Atlas 04 Prometheus 139.400 92 2.70*1017 Collins 1980 Prometeo 05 S/2004 S4 140.170 3-5 ====== sonda Cassini 2004 (S/2004 S4) 06 S/2004 S6 140.760 3-5 ====== sonda Cassini 2004 (S/2004 S6) 07 Pandora 141.700 92 2.20*1017 Collins 1980 Pandora 08 Epimetheus 151.400 114 5.60*1017 Walker 1980 Epimeteo (=S/2004 S3) 09 Janus 151.500 178 2.01*1018 Dollfus 1966 Giano 10 Mimas 185.600 392 3.80*1019 Herschel 1789 Mima 11 Methone 194.000 3 ====*10== Charnoz-Brahic-Porco 2004 (S/2004 S1) 12 Pallene 211.000 23 ====*10== Charnoz-Brahic-Porco 2004 (S/2004 S2) 13 Enceladus 238.100 520 8.40*1019 Herschel 1789 Encelado (c'è anche 499 km di diametro) 14 Tethys 294.700 1060 7.55*1020 Cassini 1684 Teti 15 Telesto 294.700 30 ? Reitsema 1980 Telesto 16 Calypso 294.700 26 ? Pascu 1980 Calipso 17 Dione 377.400 1120 1.05*1021 Cassini 1684 Dione 18 Helene 377.400 32 ? Laques 1980 Elene 19 S/2004 S5 377.400 4 4*1013 Charnoz-Brahic-Porco 2004 (S/2004 S5) 20 Polydeuces 377.400 4 4*1013 Charnoz-Brahic-Porco 2004 (S/2004 S5) 21 Rhea 527.100 1530 2.49*1021 Cassini 1672 Rea 22 Titan 1.221.900 5150 1.35*1023 Huygens 1655 Titano 23 Hyperion 1.464.100 286 1.77*1019 Bond 1848 Iperione 24 Iapetus 3.560.800 1460 1.88*1021 Cassini 1671 Giapeto 25 Kiviuq 11.365.000 16-18 3,30*1015 Gladman-Kavelaars 2000/11/18 (S/2000 S5) 26 Ijiraq 11.442.000 10-12 1,20*1015 Gladman-Kavelaars 2000/11/18 (S/2000 S6) 27 Phoebe 12.944.300 220 4.00*1018 Pickering 1898 Febe 28 Paaliaq 15.198.000 19 ====*10== Gladman-Kavelaars 2000/10/26 (S/2000 S2) 29 Skathi 15.647.000 6-8 3,10*1014 Gladman-Kavelaars 2000/12/07 (S/2000 S8) 30 Albiorix 16.394.000 26-32 2,10*1016 Gladman-Kavelaars 2000/12/07 (S/2000 S11) 31 Erriapo 17.616.000 9-10 7,60*1014 Gladman-Kavelaars 2000/10/26 (S/2000 S10) 32 Siarnaq 18.195.000 ===== ====*10== Gladman-Kavelaars 2000/10/26 (S/2000 S) 33 Tarvos 18.247.000 13-15 2,70*1015 Gladman-Kavelaars 2000/10/26 (S/2000 S4) (oppure: 18.239.000 km) 34 S/2004 S17 18.600.000 4 2,60*1013 Sheppard-Jewitt-Kleyna 2004 35 Mundilfari 18.709.000 6-7 2,10*1014 Gladman-Kavelaars 2000/12/07 (S/2000 S9) 36 S/2004 S15 18.750.000 7 2,60*1014 Sheppard-Jewitt-Kleyna 2004 37 Narvi 19.140.000 7-8 4,90*1015 Sheppard-Jewitt-Kleyna 2003/02/05 (S/2003 S1) 38 S/2004 S10 19.350.000 6 2,60*1014 Sheppard-Jewitt-Kleyna 2004 39 Suttungr 19.463.000 6-7 2,10*1014 Gladman-Kavelaars 2000/12/07 (S/2000 S12) 40 S/2004 S18 19.650.000 7 4,10*1014 Sheppard-Jewitt-Kleyna 2004 41 S/2004 S7 19.800.000 6 2,60*1014 Sheppard-Jewitt-Kleyna 2004 42 Thrymr 20.219.000 43 S/2004 S16 22.200.000 4 7,70*1013 Sheppard-Jewitt-Kleyna 2004 44 Ymir 23.096.000 16-18 ====*10== Gladman-Kavelaars 2000/10/26 (S/2000 S1) Nota: S/2000 S3, scoperto da Gladman Brett-Kavelaars J.J. il 2000/10/26, si è appurato essere in realtà Epimetheus.
Ringraziamento: tutte le pagine dei satelliti sono state fatte in collaborazione con il socio Beppino Ponte, il quale ha eseguito le ricerche dei dati e preparato le schede base, che poi io ho impaginato e integrato con altro testo, aggiungendo i links e le immagini.
Ricerche concluse nel 2004 e nella primavera del 2005 hanno permesso di scoprire altre decine di satelliti ruotanti attorno a Saturno; queste nuove "lune" hanno portato il loro numero a un totale di 50. Saturno era però stato "scalzato" dalla prima posizione come pianeta col maggior numero di satelliti naturali fin dall'estate del 2002 e le ricerche conclude nell'estate 2004 hanno portato il numero dei satelliti di Giove a 60.
Alcune coppie di satelliti, Mimas-Tethys, Enceladus-Dione e Titano-Hyperion interagiscono gravitazionalmente creando
risonanze fra i loro periodi orbitali: ovvero, i periodi stanno tra loro in rapporti di numeri interi: il periodo di rivoluzione di Mimas è metà di quello di Tethys, quello di
Enceladus è la metà di quello di Dione, quello di TitanoHyperion.
Non solo, Mimas è responsabile della risonanza gravitazionale che tende a svuotare la zona di spazio che contraddistingue la Divisione di Cassini, con lo stesso
meccanismo con il quale si formano le Kirkwood Gaps nella Fascia Principale degli asteroidi. Invece la luna Pan è collocata all'interno della Divisione
di Encke; il suo effetto gravitazione tende a far fuggire le particelle che transitano nei suoi pressi, riallontanando verso il pianeta quelle che giungono dall'interno e sospingendole
nuovamente verso l'esterno quelle che provengono dall'esterno.
Immagine 19 - Il satellite Phoebe ripreso nel giugno 2004 dalla sonda Cassini; è stato il primo corpo del sistema di Saturno ad esser stato studiato in dettaglio dalla missione. Dalle prime analisi potrebbe essere un oggetto EKO, cioé un corpo prevalentemente ghiacciato che originariamente si trovava in un'orbita ellittica con semiasse maggiore superiore a quello di Plutone; sarebbe il primo ad essere studiato in dettaglio (fonte NASA/ESA/ASI). Cliccando l'immagine l'ingrandirete a 565 x 823 pixel. |
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Come tutte le lune scoperte negli ultimi decenni, anche quelle individuate nel 2000 sono irregolari, del tipo di
Phoebe, l'unica che si conoscesse precedentente. Hanno orbite ellittiche con semiassi maggiori di parecchi milioni di
chilometri, le quali vengono percorse in periodi che vanno da 1,2 a 3,6 anni. Come già visto per i nuovi satelliti di Giove, anche quelli di
Saturno si dividono in due categorie, associati a orbite dirette oppure retrograde. La strategia di ricerca adottata dal gruppo di Brett Gladman non si differenzia molto da quella impiegata
dai colleghi hawaiiani e, caso curioso, il diametro dei due telescopi impiegati (uno alle Hawaii, mentre questo è il MPG dell'ESO) è lo
stesso: 2,2 m.
Il punto focale da stabilire è quello di determinare qual'è il più lontano punto d'attrazione gravitazionale di Saturno: fin
dove si spinge il campo attrattivo del pianeta? Cioé, fin dove il suo campo gravitazionale predomina su quello del Sole e
quello di Giove? I calcoli matematici indicano una sfera d'influenza che si estende sino a 2°,5 dal pianeta, ovviamente vista
dalla Terra; però di questa regione la survey, alle magnitudini richieste dal diametro dei corpi cercati, deve interessare solo il
grado e mezzo più esterno, in quanto nella regione compresa nel primo grado d'arco la luminosità di Saturno è eccessiva ed ostacola
l'indagine.
Questo lavoro è partito solo l'anno precedente alla scoperta, pertanto non si può escludere che future survey
portino un altro copioso bottino di nuovi satelliti, specialmente se il team potrà disporre di strumenti con diametro maggiore. Il
lavoro attuale del gruppo è indirizzato all'acquisizione di nuovi dati astrometrici, volti ad una migliore determinazione dei parametri
caratterizzanti le lune già individuate, sia per affinare i parametri orbitali, che per escludere al 100% che si tratti di asteroidi
di passaggio, cosa (a quanto sembra) già accertata.
I parametri dimensionali indicano, in base ai valori scelti per l'albedo (stimata) e la distanza (misurata), una lunghezza dell'ordine
delle decine di chilometri. Sarà da stabilire se i corpi siano ellissoidi triassiali oppure corpi irregolari; in questo caso è
possibile che alcuni siano pezzi originatisi dalla frammentazione conseguente un impatto tra corpi più grandi.
Ritornando alla stima sull'albedo, assumendo che le piccole lune siano corpi ghiacciati ricoperti di polveri, esse rifletterebbero
solo un ventesimo della luce incidente la loro superficie, quindi sarebbero scure tanto quanto il carbone (approssimativamente
avrebbero un'albedo di 0,05). Nel caso che le loro superfici risultassero più brillanti, si dovrebbe abbassare la stima del loro
diametro di un fattore proporzionale all'inverso della radice quadrata dell'albedo.
Il più grande tra tutti in satelliti del sistema è Titano che, per dimensioni, è il secondo satellite del
Sistema Solare, dopo
Ganimede) (satellite di Giove); è più grande dei
pianeti Mercurio e Plutone.
Saturno fu esplorato dal Pioneer 11 (1979), dal Voyager 1 (12 novembre 1980) e dal Voyager 2 (25 agosto 1981).
La sonda Voyager 1 esplorò da vicino Titano nel
1980, ma non riuscì a studiarne la superficie, in quanto si presentò nascosta da una fitta coltre di nubi.
Il 1° luglio 2004 la navicella Cassini, lanciata
nell'ottobre 1997, ha raggiunto Saturno e vi è entrata in orbita. Il 25/12/2004 essa libererà la sonda Huygens, destinata
a discendere sulla superficie del satellite maggiore, sul quale "ammarerà" un mese dopo per raccogliere dati sulla sua chimica-fisica.
Sarà l'impresa più importante mai tentata su un satellite ed è la parte europea della missione: infatti la sua esplorazione dettagliata
è stata a carico dell'European Space Agency (ESA), il consorzio di 15 paesi europei (fra i quali l'Italia ha un peso rilevante).
Da questa missione ci si attende una comprensione del pianeta simile a quella che la Galileo ha permesso di ottenere con
Giove.
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Immagine 20 - Ripresa a colori di Titano inquadrato dalla sonda spaziale Voyager 1 nel 1980 (fonte JPL/NASA). |
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Ecco qui sotto una carellata di alcune delle nuove immagini riprese dalle telecamere della sonda Cassini.
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Immagine 22: a sinistra Titano il 24 ottobre 2004 ripreso nell'ultravioletto vicino, quando la sonda
in avvicinamento si trovava a circa un milione di chilometri dal satellite. E' stata scelta questa banda elettromagnetica perché è la più sensibile alle sottilissime
particelle che compongono la foschia che circonda il satellite, colorata in maniera da presentarsi come apparirebbe se vista ad occhio nudo
(fonte NASA/ESA/ASI) Immagine 23: a destra Titano visto nell'infrarosso (fonte NASA/ESA/ASI) |
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Immagine 24: a sinistra una ripresa a colori della superficie di Titano con evidenziato un particolare della sua
superficie (fonte NASA/ESA/ASI) Immagine 25: a destra altre due piccole zone di Titano fortemente ingrandite; il JPL della NASA sta studiando la composizione di queste
formazioni sulla superficie del satellite (fonte NASA/ESA/ASI) |
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Immagine 26: ingrandimenti di altre piccole zone della superficie di Titano (fonte NASA/ESA/ASI)
Cliccando il riquadro ingrandirete l'immagine a tutta apertura (2072 x 1924 pixel) |
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Immagini 27, 28, 29, 30: (da sinistra a destra) Titano ripreso in quattro momenti dalla Cassini in fase
di avvicinamento al fly-by; si vede la variazione della fase e l'ingrandimento delle dimensioni del satellite (fonte NASA/ESA/ASI) |
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Immagine 31: Titano ripreso durante il massimo avvicinamento; i numero dei dettagli che si ammirano in questa inquadratura è notevole (fonte NASA/ESA/ASI) Cliccando il riquadro ingrandirete l'immagine a tutta apertura (1024 x 1024 pixel)
Video 1: animated gif della sequenza del fly-by della Cassini con Titano (fonte NASA/ESA/ASI) Il file ha una dimensione di 1,22 MB. |
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Immagine 32: qui potete vedere Titano a colori, con chiaramente
distinguibili la densa atmosfera che lo avviluppa (fonte NASA/JPL/Space Science Institute) |
Immagine 33: qui si osserva un piccola porzione dell'atmosfera di Titano molto ingrandita, all'interno della quale si notano gli strati di nubi presenti a diverse altezze rispetto al suolo (fonte NASA/ESA/ASI) Cliccando il riquadro ingrandirete l'immagine a tutta apertura (1182 x 500 pixel) |
L'immagine n° 31 qui sopra a sinistra è sicuramente una delle più belle prese dalla navicella interplanetaria americana e ci fa vedere una visione
d'insieme e a colori dell'emisfero di Titano osservabile durante il fly-by del 26 ottobre 2004. I colori sono artificiali, non naturali, e riproducono le principali tipologie del
pianeta osservate impiegando quattro filtri: il rosso e il verde mostrano le zone dove il metano dell'atmosfera assorbe più radiazione luminosa, mentre il
blu indica l'ultravioletto e riproduce l'alta atmosfera e la foschia che avvolge permanentemente il satellite sino a varie centinaia di chilometri d'altezza, e il bianco,
riproducendo l'infrarosso, mostra le zone della superficie dove il metano assorbe meno luce e le nuvole sopra il polo sud.
Quello del 26/10/2004 è stato il primo dei 45 fly-by previsti col grande satellite e le immagini prese nell'infrarosso, visibile e ultravioletto restituiscono una visione complessiva della
luna con una risoluzione massima di 6 km, molto peggio di quanto s'era fatto per Venere con la Magellan
a cavallo del 1990, mentre non c'è nemmeno da paragonarle con quelle della Galileo o delle missioni
marziane (adesso si arriva a 2 metri!) La spiegazione di questa apparente incongruenza per una missione che dovrebbe mostrare dettagli minuscoli però non è però semplice:
primo l'immagine fu ottenuta con la navicella a ben centomila km di distanza, mentre le sonde marziane ruotano ad un altezza minima, secondo si vedono già significative
variazioni nell'albedo della superficie (e non è poco da quella distanza), presentando un emisfero
settentrionale più luminoso, dominato dal colore bianco del continente chiamato "Xanadu", il quale potrebbe essere una massa continentale ricoperta di materiali ghiacciati (che
era già visibile con i migliori strumenti da Terra), e col resto della superficie formato da quello che si suppone essere un arcipelago di chiazze scure (che si deve verificare a che
cosa corrispondono) alternato a regioni chiare della superficie. Oltre a ciò non dev'essere dimenticato che Titano è circondato da una densa atmosfera che ha ridotto la
risoluzione raggiungibile, anche perché essa può essere "forata" sino alla superficie solamente nella finestra dell'infrarosso, mentre le meravigliose immagini della Galileo furono
prese su satelliti con scarsissima (Io) o nessuna atmosfera (Europa, Callisto e Ganimede). Ricordando cosa vedeva il Telescopio Spaziale Hubble appena diventato
operativo nel 1990 e che cosa poteva vedere dopo l'introduzione del software per attenuare l'effetto di astigmatismo, ci sono speranze che con una buona ricalibrazione degli
strumenti si possa ottenere immagini migliori.
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Immagine 34: la superficie di Titano con a sinistra l'evidenziazione nei particolari di una zona ristretta (fonte NASA/ESA/ASI) Cliccando il riquadro ingrandirete l'immagine a tutta apertura (2128 x 1068 pixel) |
Secondo gli esperti della NASA, le formazioni scure che si notano sulla superficie del satellite di Saturno potrebbero essere ricoperte da un sottile strato di materiale depositato dall'atmosfera, forse un polimero derivato da composti presenti nelle nubi. Se fosse confermata la presenza di questa coltre di nubi, allora ci sarebbe anche una spiegazione sul perché la qualità delle immagini sia così scarsa. Le chiazze più piccole aternate alle regioni scure potrebbero essere "isole" che si evidenziano al di sopra di una distribuzione di materiale superficiale opaco, ma l'atmosfera densa e ricca di idrocarburi di Titano e l'angolo di vista non hanno consentito la rilevazione di ombre prodotte dalla luce solare, quindi occorrerà aspettare il risultato ottenuto dalle rilevazioni radar per poter affermare qualcosa di più sicuro sulla topografia e altimetria del satellite. Come mostrato in questa pagina, per ora non si evidenziano tracce né di laghi né di polle di idrocarburi liquidi, contrariamente a quanto previsto dai principalli modelli di climatologia del satellite finora preparati. Questi lasciavano intendere che ci fosse la possibilità che l'etano atmosferico potesse, per la bassissima temperatura media, condensare dando origine a precipitazioni liquide raccolte poi in bacini simili ai laghi e ai mari terrestri. Ad oggi non si è rivelato nulla di tutto ciò, anche se i ricercatori non disperano di trovare qualcosa analizzando in più dettaglio la superficie, magari nelle zone più scure non attraversate da terreni sovrapposti chiari e più accidentati.
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Immagine 35: Titano visto in tre diverse bande spettrali (fonte NASA/ESA/ASI) Cliccando il riquadro ingrandirete l'immagine a tutta apertura (3161 x 1078 pixel) |
Ritornando alle immagini radar, negli esperti della missione è palpabile la delusione per non aver raggiunto nemmeno lontanamente la qualità delle
immagini di oltre tre lustri fa ottenute dalla missione Magellan e che potete vedere
nella pagina dedicata al pianeta Venere presente in questo sito. E l'impresa della sonda, vecchia
ormai di quindici anni, doveva mappare la superficie venusiana, un'impresa tutt'altro che semplice, tenendo conto delle condizioni chimico-fisiche della coltre nuvolosa e della
superficie del pianeta. A discolpa della Cassini si deve rammentare che la Magellan orbitava attorno a Venere ad un'altezza di soli 300 km, che ebbe
a disposizione ben quattro anni per "fotografare" col suo radar la superficie, aumentando progressivamente la risoluzione dopo una prima mappatura grossolana e una a media
risoluzione, mentre il fly-by del 26 ottobre 2004 ha concesso alla Cassini solo poche ore con impostazioni degli strumenti predeterminati in partenza, quindi senza la
possibilità pratica di modificare anche parzialmente il software data la grande distanza di Saturno dalla Terra e il conseguente tempo che i segnali della sonda impiegano per
raggiungere le antenne dello Space Deep Network. La prima immagine radar presenta un'area di
250 x 150 km d'estensione, con molti particolari morfologici in più rispetto a quelli evidenziati nell'infrarosso, anche se complessivamente l'insieme rimane confuso e
l'interpretazione delle strutture alquanto problematica.
Si è appurato che l'altimetria media sia di appena 50 metri, prospettando una superficie quasi del tutto pianeggiante; si notano aree solcate da crepacci e spaccature superficiali,
forse costituite da ghiacci e idrocarburi, con le aree scure, apparentemente più piatte, dai bordi irregolari, che mostrano sovente striature chiare, che potrebbero esser state
prodotte sia dall'azione dei venti sia dal fluire di materiali. Alcune strutture ricordano come aspetto di colate laviche, con la possibilità, data la bassissima temperatura superficiale
(-178 °C), che il materiale eruttato sia un miscuglio di ghiaccio e ammoniaca fusi, una specie di "magma" molto diverso da quello terrestre.
Un fatto però è incontestabile: non si vedono praticamente crateri o bacini d'impatto recenti, anche se si intuisce il bordo circolare di quello che potrebbe essere un vasto e antico
"circo" da impatto (tipo i mari lunari più grandi). Questo è evidentemente un segno di attività tettonica e vulcanica tuttora vitale e in grado di rimodellare e appianare la superficie,
oppure di un'intensa attività sedimentaria. Vedremo dopo il prossimo fly-by del 13 dicembre 2004, quando la Cassini sorvolerà la superficie del satellite a soli 2.358 km.
La sonda Huygens è frutto della collaborazione dell'European Space Agency (ESA) e dell'Agenzia Spaziale Italiana (ASI), ed è la "dote" portata alla NASA per il matrimonio che ha fruttato la missione congiunta Cassini- Huygens, una delle più impegnative e sofisticate dell'esplorazione spaziale. La sonda, costruita in Europa dall'unione delle capacità di decine di università e laboratori, porta al suo interno molti strumenti, i quali permetteranno di analizzare con precisione le condizioni ambientali fisico-chimiche dell'atmosfera di Titano, il maggiore dei satelliti di Saturno. Qui sotto mostro in dettaglio gli strumenti imbarcati.
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Immagine 36: Gli altri strumenti imbarcati sulla piattaforma superiore della sonda Huygens, sganciata nel 2004 e atterrata sulla superficie di Titano il 14 gennaio 2005 (fonte ESA) |
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Immagine 37: Strumenti imbarcati sulla piattaforma inferiore della sonda Huygens, sganciata nel 2004 e atterrata sulla superficie di Titano il 14 gennaio 2005 (fonte ESA) | |
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Immagine 38: Visione simulata della discesa della sonda Huygens attraverso l'atmosfera di Titano, sganciata nel 2004 e atterrata sulla superficie del satellite il 14 gennaio 2005 (fonte ESA) |
Dopo i severissimi test alle quali sono sottoposte tutte le missioni interplanetarie, si sa' quale risposta gli
strumenti daranno se non hanno subito avarie durante il viaggio di avvicinamento al loro obbiettivo. Un ultimo controllo, per stabilire
se tutto era a posto, fu effettuato fra la navicella Cassini (navicella madre) e il probe (cioé la Huygens). Ora si
poteva proseguire nella missione secondo i piani, sviluppando il progetto sino alla sua conclusione: l'entrata nell'atmosfera di
Titano, la discesa prima con lo scudo termico e
poi con i due sistemi di paracadute, la prese delle misure chimico-fisiche dell'atmosfera e, infine, il posarsi della navicella sulla
superficie di Titano, sperando che fosse solida!
Vediamo per prima cosa le fasi della discesa attraverso l'atmosfera del maggiore satellite di Saturno.
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Immagine 39: La discesa del probe della Huygens (200x251 pixel) (fonte NASA/JPL) |
I dati principali previsti della missione Huygens erano:
Probe Release: December 25, 2004 02:00 UTC
Probe entry at Titan: January 14, 2005 11:04 UTC
Speed at Entry: 6 kilometers per second
Impact Speed: 5 meters per second
Mission Duration: 2 to 2:30 hours
Altitude of Cassini during the Huygens Mission: 60,000 kilometers
Data rate to Cassini Orbiter: 8 kilobits per second
Total Battery Capacity of Probe = 1800 Watt-hours
Come si legge dai dati qui sopra, ricavati dal sito ufficiale della NASA, quelli reali sono stati praticamente uguali, con piccole variazioni dovute all'incertezza della conoscenza dei parametri fisico-chimici dell'atmosfera e del satellite. E quanto riportato qui sopra è in pratica avvenuto.
Nella prima mattina del 25 dicembre 2004 la sonda Cassini ha rilasciato il modulo Huygens, che ricordo è stato realizzato dall'ESA, il quale 14 gennaio 2005
(alle 11:13 UTC) è entrata nell’atmosfera di Titano alla
velocità di 20.000 km/h. Esso si è immerso sempre più nell'atmosfera e nei tre o quattro minuti successivi lo scudo protettivo della
sonda si è surriscaldato sino a 3.500°C. La Huygens ha subito una relativamente forte decelerazione (di circa 16 g), rallentando
la sua velocità relativa sino a circa 1.500 km/h. A questo punto, erano le ore 10:17 UTC, è stato rilasciato
il paracadute pilota del diametro di 2 metri e mezzo,
e 2 secondi e mezzo dopo il paracadute primario (del diametro di circa 8 metri) è stato
trascinato al di fuori della copertura posteriore di protezione. Per la prima volta, dai test effettuati prima della separazione
dalla sonda madre, la Huygens ha iniziato a trasmettere i dati alla Cassini distante circa 60.000 chilometri. La
Cassini, dopo averli memorizzati tutti ben quattro volte, ridondanza richiesta dai progettisti per evitare che dei dati potessero
andar persi, ha iniziato a reinviarli a Terra attraverso la rete dei radiotelescopi del Deep Space Network della NASA,
perché poi venissero smistati al centro dell'ESOC in Germania e al JPL della NASA, per poi indirizzarli anche alle
singole singole università e laboratori che hanno partecipato alla missione.
Secondo le previsioni Huygens doveva raggiungere la
superficie di Titano intorno alle 12:31 UTC, ma solo analizzando i dati si
potrà stabilire l'ora esatta. Ma con la sua antenna puntata verso la zona d'atterraggio, la Cassini non ha potuto comunicare
subito con la Terra, lasciando in sospeso l’esito della missione fino al momento in cui si è girata nuovamente verso
il nostro pianeta per trasmettere i dati, a partire dalle 15:17 UTC, ossia circa tre ore dopo il previsto impatto di Huygens con
la superficie. Ecco spiegato il motivo del perché le notizie sono state fornite con tanto ritardo, al quale bisogna aggiungere anche
il tempo che ha impiegato il segnale a coprire il circa miliardo e mezzo di km che separa Saturno dalla Terra
(approssimativamente un'ora e mezza).
Quello che è importante è che la sonda è giunta funzionante sulla superficie di Titano ed ha trasmesso correttamente i dati. Le
sue batterie si sarebbero scaricate in pochissimo tempo, anche perché la temperatura esterna di -180°C è proibitiva per qualsiasi nostra
apparecchiatura, ma in questo breve lasso di tempo le nostre conoscenze sul satellite cresceranno enormemente. Il risultato già ottimo
di per se se non altro per i dati rilevati dagli strumenti a bordo della sonda, è stato impreziosito dalle prime immagini della fredda
superficie di questo satellite, ottenute per la prima volta anche dal suolo.
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Immagine 40: Il punto di atterraggio della sonda Huygens sulla superficie di Titano visto dallo strumento di bordo man mano che la sonda scendeva attraversando tutta l'atmosfera. fonte: NASA / ESA / ASI |
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Immagine 41: La superficie di Titano ripresa dalla sonda Huygens
mentre sta scendendo nell'atmosfera e si trova a qualche chilometro d'altezza, con chiaramente distinguibili le zone a diversa albedo
della superficie. In particolare si è formata una linea di divisione costiera fra le spiagge e un insieme di terre rialzate (collinose)
e pianure alluvionali. |
Immagine 42: Un'altra piccola porzione della superficie di Titano con
formazioni che parrebbero a prima vista letti di fiumi, mentre a destra si nota una parte d'un grande lago (o mare) ghiacciato.
Quest'immagine è la nuova a colori; la precedente in bianco e nero la potete guardare cliccando qui. |
Immagine 43: La prima immagine della superficie di Titano; il suolo
sembra ricoperto di "pietre", forse blocchi ghiacciati. Per capire di quale dimensione essi siano e di che cosa siano composti si veda
le immagini 45 e 46. Il giorno dopo il rilascio di questa ripresa già c'era l'analisi preliminare. |
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Immagine 44: Il 14/01/2005 la sonda Huygens, mentre stava scendendo verso la superficie di Titano, riprese varie inquadrature della superficie, alcune delle quali sono state composte in questa immagine. Essa mostra la linea di confine che separa alcuni terreni rialzati colorati di chiaro, solcati da quelli che sembrano canali di drenaggio, da una superficie scura più in basso. Quest'immagine fu presa da un'altitudine di circa 8 chilometri e mostra l'area con una risoluzione di circa 20 metri per pixel. fonte: ESA / NASA / JPL / University of Arizona | |
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Immagine 44: Il 14/01/2005 la sonda Huygens, mentre stava scendendo
verso la superficie di Titano, riprese altre zone della superficie, alcune delle quali sono state composte in questa immagine:
questa in particolare mostra una panoramica a 360° tutt'attorno al probe che sta scendendo. Il lato sinistro dell'immagine guarda dietro
lo spostamento orizzontale avvenuto durante la discesa e ci fa vedere il confine tra aree chiare e scure. Le strisce bianche visibili
presso questo confine potrebbero essere nebbie superficiali di vapori di metano o etano, le quali non erano immediatamente visibili da
quote maggiori. Scendendo ancora, la navicella andava alla deriva sopra il plateau al centro della ripresa e in direzione di prora c'é
il sito d'atterraggio nell'area scura visibile nella parte destra dell'immagine. Quest'area scura potrebbe essere un canale di drenaggio
il quale tuttora contiene materiale liquido. Il vento che sospingeva la sonda (probe) è stato stimato essere di 6-7 metri al secondo
(22-25 km/h). Quest'immagine fu presa da un'altitudine di circa 8 chilometri e mostra l'area con una risoluzione di circa 20 metri per
pixel. Cliccando l'immagine l'aprirete a 1143 x 330 pixel. |
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Immagine 46-47: Particolare della superficie del satellite visto il 14/01/2005 dalla telecamera della sonda Huygens. Le barre colorate indicano le dimensioni degli oggetti in centimetri. Le rocce più vicine sono blocchi di ghiaccio di 15 cm e 4 cm posti alla distanza di 85 cm da Huygens. La superficie è scura come ci si sarebbe aspettati, e consiste d'una miscela di acqua e ghiaccio d'idrocarburi. Ci sono anche evidenze d'erosione alla base di questi oggetti, la quale potrebbe indicare un'attività fluviale. Il colore arancione è dovuto alla visione attraverso l'atmosfera di Titano. fonte: ESA / NASA / JPL / University of Arizona |
Il 4 maggio 2006 l'ESA ha diramato il seguente comunicato stampa: "A little more than one year after the spectacular descent of ESA's
Huygens on Saturn's giant moon Titan, scientists from the probe's Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR) have released two new movies
of the descent. These represent the best visual product from the mission obtained so far and the most realistic way yet to experience
the landing on a far-away world."
L'Agenzia Spaziale Europea ha ricostruito la discesa della sonda Huygens, che ricordo essersi staccata dalla Cassini ed
essere scesa nell'atmosfera del satellite Titano il 14 gennaio 2005, ed ora è disponibile una pagina sull'avvenimento, che
potete scaricare all'url
http://www.esa.int/esaSC/SEMKVQOFGLE_index_1.html. Dentro questa pagina troverete un video della durata di 4m 40s in Windows Media
Video (di 151.997 KB) che mostra in dettaglio la discesa della sonda Huygens con i dati di altitudine, velocità di discesa e tempo
universale al quale si riferiscono. Il video è molto dettagliato e da' un'immagine realistica di quanto è avvenuto e di che cosa vedesse
la telecamera di bordo all'interno della densa atmosfera arancione del satellite. E' uno dei migliori esempi del genere e mostra come
anche l'ESA abbia capito che, per interessare un pubblico esigente come voi, debba realizzare materiale di prim'ordine e non semplici
assemblaggi di fotografie. Chi dispone della copia del sito su DVD-rom può vederlo cliccando: Movie_HiRes+Narration_25Apr06.wmv. Chi dispone d'una linea internet ad alta velocità lo può scaricare
all'url: http://a1862.g.akamai.net/7/1862/14448/v1/esa.download.akamai.com/13452/wmv/Movie_HiRes+Narration_25Apr06.wmv.
Un narratore spiega (in inglese) le fasi della discesa. Dopo che il modulo Huygens ha toccato il suolo del satellite, si vede
persino l'ombra del paracadute che per alcuni secondi, prima di appoggiarsi al terreno, fa ombra sul suolo circostante il modulo.
L'atterraggio viene presentato da più angolazioni e i dati visibili in basso a destra danno l'altitudine, la velocità di discesa e il Tempo
Universale (TU/UT) dell'istante ripreso.
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Immagine 48: poster composto da 20 inquadrature singole, realizzato in base alle immagini prese dal Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR) della sonda Huygens mentre stava scendendo verso la superficie di Titano il 14/01/2005. Le quattro immagini per ogni riga mostrano la vista in direzione dei punti cardinali ovest-nord-est-sud, prese a cinque diverse altezze dal suolo: 150, 30, 8, 1,5 e 0,3 km. Cliccando l'immagine l'aprirete a 1568 x 2000 pixel. fonte: ESA / NASA / JPL / University of Arizona | |
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Immagine 49: poster d'immagini riprese quasi nelle stesse condizioni delle precedenti, con la
differenza che qui si mostra le viste della sonda (composte in una proiezione di Mercatore) prese alle quote di 150, 15, 2 e 0,4 km. La
proiezione di Mercatore produce una mappa la quale mantiene intatte le direzioni, compresi gli angoli retti, ma che distorce le aree
superficiali. fonte: ESA / NASA / JPL / University of Arizona | |
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Immagine 50: poster d'immagini riprese stereograficamente mediante un fish-eye dal Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR) a bordo del probe della Huygens, corrispondenti alle quote di 150, 20, 6, 2, 0,6 e 0,2 km. Durante la discesa, avvenuta il 14 gennaio 2005, la sonda ha "bucato" la nebbia di composti "organici" alla quota di 20-21 km. Cliccando l'immagine l'aprirete a 1568 x 2000 pixel. fonte: ESA / NASA / JPL / University of Arizona | |
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Immagine 51: proiezione di Mercatore della porzione di superficie di Titano vista dalla sonda Huygens. L'immagine, ottenuta mediante il Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR), fu presa alla quota di 10 km durante la discesa del 14 gennaio 2005. Cliccando l'immagine l'aprirete a 2000 x 1568 pixel. fonte: ESA / NASA / JPL / University of Arizona |
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Immagine 52: la superficie di Titano vista dal Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR) della sonda Huygens dopo il touch-down, in una curiosa associazione alla stessa scala d'una fotografia degli astronauti sulla Luna. I "sassi" al centro dell'immagine di Titano hanno la stessa scala dell'orma del piede lasciata dall'astronauta. L'altezza degli oggetti all'orizzonte è comparata con l'altezza dell'astronauta. La fotografia di Titano fu presa il 14 gennaio 2005. Cliccando l'immagine l'aprirete a 620 x 1580 pixel. fonte: ESA / NASA / JPL / University of Arizona |
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Immagine 53: alcuni "sassi" ripresi nella porzione di superficie di Titano inquadrata dal Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR) della sonda Huygens, dopo il touch-down del 14 gennaio 2005. I "sassi" sono a grandezza naturale. Cliccando l'immagine l'aprirete a 400 x 520 pixel. fonte: ESA / NASA / JPL / University of Arizona |
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Segnalo le seguenti pagine nel sito dell'E.S.A.-European Space Agency:
First Results from Huygens
Welcome to the ESA Multimedia Gallery
Dove si trova la Cassini? (animazione delle orbite)
Animazione fasi discesa di Huygens su Titano
Prospetto dinamico su com'è fatta la Cassini (informazioni + modellino)
Documentario sulla missione Cassini (durata 07m 01s)
Altre pagine le trovate nel sito della N.A.S.A.-National Aeronautic and Space Administration:
Welcome to the NASA Multimedia Gallery
NASA TV
Testo: informazioni ricavate dai siti ufficiali della missione (NASA, ESA e ASI) e da varie fonti cartacee
Tabelle: realizzate con dati trovati in internet in vari siti, che ringrazio per la gentile concessione.
Immagini:
4, 5, 7, 17 e 20: immagini riprese dalle sonde Voyager (gentile concessione di NASA/JPL)
17: immagine ripresa dall'Hubble Space Telescope (gentile concessione di HSTScI/NASA)
1, 2, 3, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 33, 34, 35, 39 e 40: immagini riprese dalla sonda Cassini (gentile concessione di NASA/ESA/ASI)
36, 37 e 38: immagini della sonda Huygens (gentile concessione dell'ESA)
32, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52 e 53: immagini della sonda Huygens (gentile concessione di ESA/NASA/JPL/University of Arizona)
