Il nostro caotico sistema solare: dai pianeti ai detriti spaziali - Alessandra Celletti

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Il nostro caotico sistema solare: dai pianeti ai detriti spaziali - Alessandra Celletti
Il nostro caotico sistema solare:
  dai pianeti ai detriti spaziali
          Alessandra Celletti

              Dipartimento di Matematica
         Dipartimento di Eccellenza 2018-2022
      Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”
Il nostro caotico sistema solare: dai pianeti ai detriti spaziali - Alessandra Celletti
Il nostro caotico Sistema Solare

1. Sistema Solare
2. Meccanica Celeste
3. Caos
4. La stabilità dei pianeti
5. Autostrade interplanetarie
6. Detriti spaziali
[Asteroidi pericolosi]
Il nostro caotico sistema solare: dai pianeti ai detriti spaziali - Alessandra Celletti
Sistema Solare

                             - Sole
                             - Pianeti rocciosi
                             - Pianeti gassosi
                             - Pianeti nani
                             - Satelliti
                             - Asteroidi e comete

Immagine: NASA
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Pianeti interni

Mercurio, Venere, Terra, Marte
Piccoli, rocciosi, nessuno o pochi satelliti
Immagine: NASA
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Asteroidi

                                   790.000 oggetti catalogati

 Hanno dimensioni e forme irregolare, qualcuno ha
 satelliti, formano una fascia tra Marte e Giove
 http://www.youtube.com/watch?v=ONUSP23cmAE&annotation_id=annotation_79355&src_vid=S_d-gs0WoUw&feature=iv

Immagini: NASA, NEAR Project, Galileo Project
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Pianeti esterni

Giove, Saturno, Urano, Nettuno
Grandi, gassosi, con tanti satelliti e con anelli
Immagini: NASA/JPL/University of Arizona, NASA/JPL/Space Science Institute, PD-USGOV-NASA, NASA
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Fascia di Kuiper

Centinaia (migliaia?) di oggetti rocciosi e
ghiacciati (tra cui Plutone), ai confini del
sistema solare esterno
Immagini: NASA
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Nube di Oort

                                         - Tra 30,000 e 100,000 UA
                                         - Miliardi di oggetti ghiacciati
                                          Serbatoio di comete a lungo
                                         periodo, lanciate nel sistema
                                         solare da forti perturbazioni:
                                          avvicinamento ad una
                                            stella
                                          passaggio del Sole
                                            attraverso una nube
                                            molecolare gigante.
1 UA = distanza Sole-Terra = 150 milioni km.
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Il nostro caotico Sistema Solare

1. Sistema Solare
2. Meccanica Celeste
3. Caos
4. La stabilità dei pianeti
5. Autostrade interplanetarie
6. Detriti spaziali
[Asteroidi pericolosi]
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Meccanica Celeste

• La MECCANICA CELESTE studia la dinamica degli
  oggetti del sistema solare: pianeti, satelliti, asteroidi, ecc.

• La MECCANICA CELESTE studia anche la dinamica
  dei pianeti extrasolari (n. 3989 al 20 Febbraio 2019)

• La DINAMICA DEL VOLO SPAZIALE studia il moto dei
  satelliti artificiali e delle sonde interplanetarie (prima
  missione spaziale: Sputnik 1 il 4 Ottobre 1957)
Il problema dei 2 corpi

• Modello semplificato che considera solo l’interazione tra
  2 oggetti

• Legge di Newton

• Leggi di Keplero:
I. i pianeti si muovono su ellissi con il Sole in un fuoco;
II. i pianeti spazzano aree uguali in tempi uguali (sono più
veloci vicino al Sole);
III. il periodo cresce con la distanza.

                                                        Credit: Wikipedia
I legge di Keplero:
 i pianeti si muovono su ellissi di cui il Sole occupa uno dei
                          due fuochi

Video: http://heasarc.nasa.gov/docs/heasarc/videos/education.html
II legge di Keplero:
           i pianeti spazzano aree uguali in tempi uguali

Video: http://heasarc.nasa.gov/docs/heasarc/videos/education.html
III legge di Keplero:
              il quadrato del periodo di rivoluzione è
           proporzionale al cubo del semiasse maggiore

Video: http://heasarc.nasa.gov/docs/heasarc/videos/education.html
III legge di Keplero
• Il quadrato del periodo P è proporzionale al cubo del
  semiasse maggiore a

• Conseguenza: il periodo aumenta con la distanza dal
  Sole (Mercurio: 88 giorni, Nettuno: 164 giorni)

• Assumendo come unità: 1 UA, 1 anno terrestre:
                P (anni)2 = a (UA)3
                          ovvero

                   a (UA) = P (anni)2/3

• Esempio: per Marte P=1.88 anni implica
             a = P2/3 = (1.88)2/3 = 1.52 UA
              (NASA: a=1.52371034 UA)
Distanze planetarie calcolate con la
       III Legge di Keplero
           Periodo     a = P2/3   a (NASA)
           (in anni)    in UA     in UA

Mercurio   0.241       0.3870     0.38709927

Venere     0.615       0.7233     0.72333566

Terra      1           1          1

Marte      1.8808      1.5237     1.52371034

Giove      11.8626     5.2014     5.20288700

Saturno    29.4475     9.5360     9.53667594

Urano      84.0168     19.1827    19.18916464

Nettuno    164.7913    30.0577    30.06992276
Come NON andare su Marte

• Fasi della missione: lancio, trasferimento, immissione in
  orbita, mantenimento orbitale, rientro (se previsto)

• Terra e Marte su orbite circolari
di raggi r1, r2
• Aspettare la congiunzione
Terra-Marte e andare in linea
retta!
 La gravità curva le traiettorie
 l’orbita di Marte viene
raggiunta perpendicolarmente
 il Sole influenza
gravitazionalmente il satellite.
Orbite di Hohmann

• Walter Hohmann (1880-1945), ingegnere tedesco

• Si interessò al problema di minimizzare il carburante
  delle missioni spaziali

• Nel 1925 pubblicò “Die Erreichbarkeit der
  Himmelskörper” ovvero “La raggiungibilità dei corpi
  celesti”

• Le orbite di trasferimento di Hohmann vennero utilizzate
  nel programma Apollo

• Sono attualmente usate per andare sulla Luna e per i
  viaggi interplanetari
Come andare su Marte

          • 1 = orbita iniziale
          • 2 = orbita di trasferimento di
            Hohmann
          • 3 = orbita bersaglio

          • Orbita 2 ha perielio su
            orbita 1 e afelio su orbita 3
          • Trasferimento con minore
            consumo di carburante
• All’inizio bisogna
  accendere i motori per
  immettere il satellite in
  orbita 2; alla fine
  bisogna decelerare per
  immettersi nell’orbita 3
  (Δv)
• Δv misura il consumo di
  carburante = costo della
  missione

• La finestra di lancio
  (launch window) è
  l’intervallo di tempo utile
  affinché il satellite possa
  raggiungere Marte
Durata del volo

• Unità di misura: TERRA:
  PTerra=1 anno, aTerra=1 UA
• aMarte = 1.52 UA
• Distanza complessiva:
  R = 1+ 1.52 = 2.52 UA = 2 atr
• atr = 1.26 UA
• III legge di Keplero: P2/a3 = 1
• atr 3 = 2.00 = P2
• P = 1.41 anni
• P/2 = 0.707 anni = 8.5 mesi

  Mercurio: 3.5 mesi, Nettuno: 30.61 anni, Luna: 5 giorni
Il problema dei 3 corpi

• Cosa accade quando consideriamo 3 corpi, esempio:
Sole-Terra-Giove?
• Le leggi di Keplero sono soltanto un’approssimazione e il
problema dei 3 corpi non può essere risolto esattamente!
• Teoria delle perturbazioni: consente di calcolare
approssimazioni successive della soluzione del problema
dei 3 corpi

• Sole-Terra-Giove: massa(Giove) = massa(Sole) / 1000 

                     2-corpi Sole-Terra
                              +
           piccola perturbazione dovuta a Giove
Ellisse Kepleriana: approssimazione di base
Prima approssimazione (curva rossa)
Seconda approssimazione (curva verde)
Terza approssimazione (curva blu)
• La teoria delle perturbazioni consente di determinare
  una soluzione approssimata delle equazioni del moto
  (Laplace, Lagrange, Delaunay, Leverrier, ecc., XVIII-
  XIX century).

• Charles Delaunay (1816-1872) determina una soluzione
  molto precisa del moto della Luna, basata sulla teoria
  delle perturbazioni.

      Credit: Wikipedia
“Theorie du Mouvement de la Lune”   Calcoli preliminari
 C. Delaunay
La funzione inizia a pagina 33 …   … continua a p. 34, 35, 36, 37 ...
… ancora a pagina 38, 39, 40, 41 …   … stop a pagina 54!
• Nettuno viene scoperto da Leverrier (1811-1877)
  usando la teoria delle perturbazioni, grazie alle
  anomalie osservate nel moto di Urano.

 Images: PD-USGOV-NASA, NASA
Il nostro caotico Sistema Solare

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2. Meccanica Celeste
3. Caos
4. La stabilità dei pianeti
5. Autostrade interplanetarie
6. Detriti spaziali
[Asteroidi pericolosi]
Caos

• Problema più realistico: 3 corpi, e.g. Sole-Terra-Giove.

• Henri Poincarè (1854-1912): dimostra matematicamente
  che non è esattamente risolubile come i 2 corpi e scopre il
                           caos!
 Poincarè dimostra che alcune traiettorie del problema dei 3
 corpi hanno un comportamento caotico: piccole variazioni
 delle condizioni iniziali, portano a traiettorie divergenti!
Moto regolare

              Moto caotico

• Nel 1972 il Metereologo
Edward Lorenz intitola una
conferenza: “Predicibilità: può il
battito d’ali di una farfalla in
Brasile scatenare un tornado in
Texas?”,
Nasce      l’“effetto  farfalla”,
sinonimo di sensibilità alle
condizioni iniziali e quindi di
caos.                                Immagine: Wikipedia
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3. Caos
4. La stabilità dei pianeti
5. Autostrade interplanetarie
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[Asteroidi pericolosi]
La stabilità dei pianeti
• J. Laskar: la Terra è CAOTICA!
• Errore di 15 metri sulla posizione iniziale della Terra:
 errore 150 m dopo 10 milioni di anni,
 errore 150 milioni di km dopo 100 milioni di anni,
impedendo ulteriori predizioni!
La stabilità dei pianeti
• J. Laskar: la Terra è CAOTICA!
• Errore di 15 metri sulla posizione iniziale della Terra:
 errore 150 m dopo 10 milioni di anni,
 errore 150 milioni di km dopo 100 milioni di anni,
impedendo ulteriori predizioni!
La stabilità dei pianeti
• J. Laskar: la Terra è CAOTICA!
• Errore di 15 metri sulla posizione iniziale della Terra:
 errore 150 m dopo 10 milioni di anni,
 errore 150 milioni di km dopo 100 milioni di anni,
impedendo ulteriori predizioni!
La stabilità dei pianeti

 Simulazioni   al computer (J. Laskar) mostrano che:
Mercurio e Marte decisamente caotici
Venere e Terra moderatamente caotici
I pianeti esterni sono regolari
 Plutone è molto caotico
Il nostro caotico Sistema Solare

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3. Caos
4. La stabilità dei pianeti
5. Autostrade interplanetarie
6. Detriti spaziali
[Asteroidi pericolosi]
Autostrade interplanetarie

• Punti di Eulero-Lagrange collineari (L1, L2, L3 - instabili) e
  triangolari (L4, L5 - stabili).

 J.-L. Lagrange: “Cette recherche n'est à la vèritè que de pure curiositè”
Autostrade interplanetarie
• Il matematico C. Conley dimostra nel 1968 che sfruttando
  l’instabilità e il caos del punto collineare L1, si possono
  avere viaggi low-cost Terra-Luna.

 “Unfortunately, orbits such as these require long time to complete a cycle (e.g.,
 6 months, though a modification of the notion might improve that). On the
 other hand, one cannot predict how knowledge will be applied – only that it
 often is” (SIAM J. Appl. Math.16, n. 4, 1968)
Autostrade interplanetarie

• Disegno di orbite Terra-Luna low-energy con i seguenti
     requisiti:
i. Minimo costo di carburante
ii. Facilità di controllo e stabilità
iii. Flessibilità                     R
Missioni spaziali
• Ingredienti   autostrade     interplanetarie:  caos,    punti
Lagrangiani collineari - tempi più lunghi, ma meno carburante!
 International Sun/Earth Explorer 3 (1978): campo magnetico
  terrestre e vento solare
 SOHO (1995) = Solar and heliospheric observatory mission
 WMAP (2001) = Wilkinson Microwave Anisotropy Probe
 GENESIS (2001) = alla ricerca delle origini
 HERSCHEL-PLANCK (2009) = formazione di galassie e stelle.
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6. Detriti spaziali
[Asteroidi pericolosi]
Detriti spaziali

• Spazzatura spaziale (space debris) = oggetti che orbitano
  attorno alla Terra, abbandonati dall'uomo nello spazio.

                       Detriti spaziali

                                                   Immagini: NASA
Detriti spaziali
•   Stadi di razzi             • 16,000 oggetti > 10 cm
•   Frammenti                   6% satelliti operativi
•   Bulloni                     24% satelliti non
•   Scaglie di vernici           operativi
•   Polveri                     17% parti di razzi
•   Guanto perduto da           53% detriti e frammenti
    Edward White durante         di missioni.
    la prima passeggiata       • 350,000 oggetti > 1 cm,
    extraveicolare               di cui 300,000 sono
•   Macchine fotografiche        sotto 2,000 km (la ISS
•   Chiave inglese               orbita a 300-400 km).
•   Pinze                      • 300,000,000 oggetti >
•   Cassetta attrezzi            1 mm.
                               Immagini: NASA
Collisione Cosmos-Iridium

• 10 febbraio 2009: Cosmos 2251 (950 kg, militare) e Iridium
  33 (560 kg, commerciale) si sono scontrati a 789 km di
  altezza a 11.7 km/sec. La collisione ha prodotto almeno
  1700 detriti, di cui circa 1000 pezzi maggiori di 10 cm.

    collisione        dopo 20 min         dopo 50 min
Sindrome di Kessler

• “La quantità di detriti aumenterà nei prossimi anni e le
  collisioni tra detriti provocheranno molta altra
  spazzatura, fino al momento in cui la Terra sarà
  avviluppata da una densa coltre di detriti che non
  consentirà di svolgere ulteriori attività spaziali per
  molte generazioni future”.
                        (Donald J. Kessler, consulente NASA)

• L’avventura dell’uomo nello spazio potrebbe fermarsi!
Strategie di mitigazione
• Molto pericolosi se collidono con satelliti attivi o durante
  passeggiate extraveicolari: velocità di impatto molto alta!

• ISS: per 3 volte è stato richiesto all’equipaggio di
  rifugiarsi nella capsula Soyuz fino a quando fosse
  passato il pericolo di una collisione con detriti.

• Strategie possibili per l’eliminazione di resti di satellite:
 de-orbiting per provocare il rientro in atmosfera e
  disintegrazione;
 re-orbiting per spostare i detriti in orbite cimitero;
 rientro controllato (es. in mare aperto).
Tiangong-1   Aprile 2018
Il caos dei detriti spaziali
 STARDUST-R:
 modelli
 matematici
 per la
 dinamica
 dei detriti
 spaziali.

• Obiettivo: usare la teoria del caos per spostare i
  detriti in zone non pericolose. Ingredienti
  matematici: caos e teoria perturbativa.
La matematica è per definizione
innovazione, basta saper aspettare
che venga correttamente usata.
Il nostro caotico Sistema Solare

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6. Detriti spaziali
[Asteroidi pericolosi]
Singolarità

• La legge di Newton
                                 Mm
                          F= - G ------
                                   d2
  stabilisce che l’attrazione tra 2 corpi è maggiore quanto
  più grandi sono le masse e diminuisce con l’aumentare
  della distanza.

- Per d=0 i due corpi collidono e si ha una singolarità.
- Pianeti e satelliti presentano molti crateri, che sono la
   prova di collisioni nelle prime fasi di formazione del
   sistema solare.
Oggetti pericolosi
• Asteroidi: oggetti rocciosi di dimensioni piuttosto piccole (da
  qualche decina a centinaia di chilometri) che orbitano tra
  Marte e Giove; possono arrivare a minacciare la Terra,
  perché possono essere immessi nel sistema solare interno a
  causa di meccanismi collegati alle risonanze orbitali oppure
  per forti deflessioni causate dall'azione gravitazionale di
  Giove.
• Comete:       oggetti   relativamente     piccoli,    composti
  prevalentemente di ghiaccio che evapora in prossimità del
  Sole, dando luogo ad un coda di gas e polveri. Le orbite
  possono essere ellittiche, paraboliche o iperboliche. Esse si
  dividono in comete a lungo periodo (> 200 anni) e a corto
  periodo (< 200 anni).
• Oggetti della fascia di Kuiper: corpi ghiacciati e rocciosi in
  orbita trans-nettuniana con diametri da centinaia a migliaia di
  km; orbitano tra 25 e 50 UA. Eventuali perturbazioni in
  questa regione possono causare l'immissione di oggetti
  verso l'interno.
Oggetti pericolosi

• Meteoroidi: piccole particelle in orbita attorno al Sole;
  derivano da cometa o asteroide.

• Meteore: fenomeni luminosi per l’interazione di una
  particella con l'atmosfera della Terra (stelle cadenti).

• Meteoriti:     corpi    sufficientemente     grandi  da
  sopravvivere all'impatto con l'atmosfera della Terra ed
  atterrare sulla superficie del nostro pianeta.
Oggetti pericolosi
• Circa un centinaio di tonnellate di materia interplanetaria
  colpisce quotidianamente la Terra; sono particelle molto
  sottili di polvere.
• Corpi       di     dimensioni   maggiori      raggiungono
  frequentemente la Terra, anche se spesso vengono
  sepolti nelle profondità oceaniche. In alcuni casi gli
  impatti lasciano tracce, come il Meteor Crater (nord
  Arizona, corpo di circa 30 m, 50000 anni fa); il cratere è
  largo 1.2 km e profondo 170 m.

•   Altri esempi:
-   Wolf Creek, Australia, d=850 m, scoperto nel 1947
-   Henbury, Australia, d=200x110m, scoperto nel 1931
-   Odessa, Texas, d=170 m, scoperto nel 1921
-   Waqar, Arabia, d=100 m, scoperto nel 1932
Maggiori meteoriti
Nome              Luogo         Peso in
                  della         tonnellate
                  scoperta
Hoba West         Africa        61
Ahnighito         Groenlandia   30.9
Bacuberito        Messico       27.4
Mbosi             Tanganica     26.4
Agpalik           Groenlandia   20.4
Armanty           Mongolia      20
Willamette        USA           14
Chupaderos        Messico       14
Campo del Cielo   Argentina     13
Incontro sonda Hayabusa con asteroide
Incontro sonda NEAR con asteroide Eros Itokawa Immagine: ISAS, JAXA
Immagine: NASA/JHUAPL

                                                       Goat Paddock (Australia)
Cratere lunare Korolev       Meteor crater (Arizona)   Immagine: NASA/Space Shuttle
Immagine: NASA               Immagine: NASA
Crateri terrestri
Nome                  Diametro (m)   Anno della
                                     scoperta
Meteor Crater         1265           1891
(Arizona)
Wolf Creek,           850            1947
Australia
Henbury, Asutralia    200 x 110      1931
Box Hole, Australia   175            1937
Odessa, Texas         170            1921
Waqar, Arabia         100            1932
Oesel, Estonia        100            1927
Campo del Cielo,      75             1933
Argentina
Dalgaranga,           70             1928
Australia
Collisioni celebri
• Si congettura che circa 65 milioni di anni fa la scomparsa
  dei dinosauri venne causata dall'impatto di un oggetto di
  ~ 12 km di diametro. Le immagini dello shuttle
  Endeavour mostrano un cratere di ~ 180 km, Chicxulub
  (la coda del diavolo). Tale impatto provocò uno Tsunami
  di proporzioni planetarie con un conseguente
  abbassamento della temperatura e la trasformazione
  della vegetazione, provocando l'estinzione di circa il 65-
  75 % di tutte le specie viventi.

                                                  Immagine: Don Davis/NASA
• 30 Giugno 1908, ore 7:17: un'enorme palla di fuoco
  attraversò il cielo di Tunguska in Siberia, distruggendo
  circa 2000 km2 di foresta e provocando un terremoto
  avvertito a 800 km. L'onda d'urto arrivò in Inghilterra
  dopo 5 ore e completò il giro della Terra in 24 ore.
• Prove indirette: asteroide roccioso di circa 60 metri di
  diametro, che si disintegrò nell'atmosfera a 5-10 km
  dalla superficie terrestre.

Potente come 1000 volte la
Bomba atomica che distrusse
Hiroshima, l’asteroide di
Tunguska abbatte’ gli alberi
per 40 km.

Immagine: Leonid Kulik Expedition, Wikipedia
• Il 15 Febbraio 2013 alle 9:20, una meteora cadde a
  55,000 km/h sugli Urali, esplodendo sopra Čeljabinsk ad
  un’altezza di 25-30 km, provocando un momentaneo
  flash, brillante come il Sole, visibile anche a 100 km di
  distanza (15 metri di diametro, 10000 tonnellate).
• L’esplosione generò un’onda d’urto, che mandò in
  frantumi diversi vetri e oggetti, provocando circa 1100
  feriti.

• La caduta della meteora non era stata prevista.
• Era invece stato previsto l’avvicinamento dell’asteroide
  DA14, che avvenne lo stesso giorno, ma senza essere
  collegato alla meteora di Čeljabinsk!

        Boato                                 Luminosità
Collisioni con Giove

• Nel Luglio 1994 la cometa Shoemaker-Levy 9 collise
  con Giove. Prima della collisione la cometa si
  frammentò in diversi pezzi a causa dell'attrazione
  gravitazionale del pianeta gigante.

                            Distruzione della cometa e impatto
                            Su Giove.

                           Immagine: NASA, ESA, and H. Weaver and E. Smith
                           (STScI), Hubble Space Telescope Comet Team and NASA
Collisioni possibili

• L'asteroide 2004 MN4 Apophis, il distruttore, ha dimensioni di
  325 metri e una massa di 4 x 1010 kg.
• Nel Dicembre 2004 le osservazioni indicavano una probabilità
  d’impatto pari al 2.7% il 13 Aprile 2029.
• Osservazioni successive hanno escluso l’impatto nel 2029, in
  cui effettuerà solo un incontro ravvicinato con la Terra, ma
  hanno predetto una collisione il 13 Aprile 2036.
• Per questo motivo è stato classificato al grado 1 della scala di
  Torino.
• Grazie ad osservazioni successive, il 6 Maggio 2013 la
  probabilità di una collisione con la Terra nel 2036 è stata
  eliminata completamente.

• A causa del possibile effetto catastrofico sul nostro pianeta,
  sono state ideate delle missioni spaziali, come la missione ESA
  Don Quijote allo scopo di deflettere l’asteroide.
Incontri ravvicinati di PHA con la Terra

 Nome         Data          Distanza
              incontro      (km)
 Apophis      13/4/2029     37,500

 1999 AN10    7/8/2027      398,100

 2001WN5      26/6/2028     250,000

 1998OX4      22/1/2148     300,000
Probabilità di impatto
• La frequenza di impatto diminuisce in funzione
  del diametro d del corpo collidente.

          d (km)        Frequenza
                        (anni)
          d>10          50,000,000

          1
Determinazione orbitale

• Keplero usò le osservazioni di Brahe per determinare
  l’orbita ellittica di Marte.
• Nel 1770 Anders Johan Lexell calcolò l’orbita di una cometa
  (che prese il suo nome), sulla base delle interazioni con
  Giove, prima di essere espulsa dal sistema solare.
• La notte del capodanno del 1801 l’astronomo Padre
  Giuseppe Piazzi osservò un nuovo corpo celeste. Proseguì
  le osservazioni per 24 volte fino all’11 Febbraio 1801, poi si
  ammalò e ne perse le tracce.
• Riteneva si trattasse di una cometa, ma lo lasciava
  perplesso il suo movimento lento e uniforme.
• Carl Friedrich Gauss (allora di 24 anni) sviluppò in poche
  settimane un metodo per calcolare l’orbita di Cerere.
• Il 31 Dicembre 1801 gli astronomi Franz von Zach e
  Heinrich Olbers rintracciarono Cerere.
• Il metodo di Gauss si basa sulla seguente strategia:
  date 3 osservazioni di un oggetto celeste (ad esempio le
  coordinate ascensione retta e declinazione) è possibile
  calcolare i 6 elementi orbitali che descrivono l’orbita
  (semiasse maggiore, eccentricità, inclinazione e 3
  angoli).
• Se sono disponibili più di 3 osservazioni, si applica un
  metodo ai minimi quadrati.
• Il metodo di Gauss è usato ancora adesso per
  determinare le orbite di asteroidi pericolosi.
• Si veda il sito NEODyS dell’Università di Pisa:
  http://newton.dm.unipi.it/neodys/
• Il metodo è stato opportunamente esteso per tenere
  conto di casi concreti di NEO, ad esempio quando si
  hanno osservazioni molto ravvicinate nel tempo oppure
  quando si deve capire se osservazioni diverse si
  riferiscono allo stesso oggetto.
Strategie di mitigazione

● Invio di missili nucleari per frammentare e deviare.
● Installazione sulla superficie di un sistema propulsivo
   per deviare la traiettoria.
● Riscaldamento della superficie tramite un potente laser
   per provocare la fuoriuscita di getti naturali di gas e
   polveri che agiscano come un sistema propulsivo.
● Modifica delle proprietà riflettenti con il posizionamento
   di specchi per rafforzare le perturbazioni orbitali.
● Invio di una sonda “suicida” con massa e velocità
   sufficienti da deflettere la traiettoria.
● Sfruttamento dell’attrazione gravitazionale da parte di
   una sonda sufficientemente massiva da riuscire a
   spostare lentamente l’asteroide dalla sua traiettoria di
   collisione (“trattore gravitazionale”).
Missioni robotiche su asteroidi

• La missione Rosetta si propone uno studio dettagliato
  della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.
• Rosetta è stata lanciata il 2 Marzo 2004 ed è stata la
  prima sonda ad orbitare una cometa.
• La missione prende il nome dalla stele di Rosetta, una
  pietra con tre differenti grafie, che consentì
  l’interpretazione dei gereoglifici.
• Tramite un campionamento del terreno, la missione
  Rosetta ci potrà dare informazioni utili per lo sviluppo
  della vita sulla Terra.

• Il 12 Novembre 2014 il landing Philae è atterrato con
  successo sulla cometa.
Conclusioni

• Tracce di collisioni con la Terra sono evidenti dai crateri
  rinvenuti in diversi continenti.
• Le tecniche di determinazione orbitale risalgono al XIX
  secolo, ma non è sempre facile calcolare l’orbita di un
  oggetto che si avvicina alla Terra e predire cosa farà nel
  futuro.
• Le collisioni con la Terra possono essere piccole e
  insignificanti oppure importanti come quella che provocò
  la scomparsa dei dinosauri.
• Da pochi anni si sta pensando ad alcune strategie di
  mitigazione per evitare o limitare il rischio di eventuali
  collisioni.
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