Anche minuscoli granelli di polvere possono creare gravi danni alle navicelle spaziali. Lo conferma l’esperienza che i ricercatori stanno facendo con la sonda Parker Solar Probe, lanciata dalla NASA per analizzare il Sole. Si tratta della sonda che si è avvicinata di più al Sole tra tutte quelle realizzate dall’uomo. La stessa sonda è stata costruita, così come i suoi strumenti, per funzionare a temperature molto alte. Tuttavia i ricercatori si sono accorti che il problema della navicella non risiede tanto nelle temperature alte ma in minuscoli granelli di polvere che possono disturbare gli strumenti e lo scudo termico.
Polvere iperveloce danneggia veicolo spaziale
Un nuovo studio, condotto da David Malaspina, ricercatore del Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) dell’Università del Colorado, si è concentrato proprio sulle conseguenze dell’impatto di piccoli granelli di polvere sulla sonda Parker Solar Probe che attualmente orbita intorno al Sole. Il ricercatore ha analizzato i dati raccolti tramite le osservazioni elettromagnetiche e ottiche della sonda per capire come la polvere iperveloce possa danneggiare i veicoli spaziali.
Nuvola zodiacale
La sonda Parker Solar Probe viaggia intorno al Sole ad una velocità molto alta, cica 180 chilometri al secondo. Nel suo tragitto attraversa la cosiddetta nuvola zodiacale, una nuvola di polvere che è presente pressoché in tutto il sistema solare.
Fatta di piccolissimi granelli, grandi da circa 2 a 20 micron di diametro, resti di asteroidi e comete, questa polvere colpisce la navicella ad un’altissima velocità, più di 10.000 km all’ora.
Vaporizzazione e ionizzazione dei granelli
Nel momento dell’impatto i granelli sono sottoposti ad una temperatura così alta che prima si vaporizzano e poi si ionizzano. Si tratta di un fenomeno fisico che produce un materiale denominato ” plasma”. Ne conseguono esplosioni di plasma, della durata di un millesimo di secondo, che possono creare forti disturbi all’ambiente elettromagnetico che si trova intorno alla navicella.
I ricercatori, inoltre, osservavano che il plasma, creato da queste microesplosioni intorno alla navicella, veniva poi spazzato via dal flusso del vento solare, come spiega Malaspina.
Tra l’altro questo studio, che analizza “su piccola scala” le esplosioni di plasma potrebbe essere molto utile per capire come le regioni di plasma molto più grandi che esistono in atmosfere superiori di Marte e di Venere vengono trascinate via dal vento solare.
Danni e disturbi alle immagini scattate dalle telecamere
Tornando alla navicella, i danni che i ricercatori hanno osservato risiedevano soprattutto nel fatto che scaglie metalliche piccole schegge di vernice tendevano a staccarsi dalla superficie della sonda a seguito delle collisioni con la polvere. Questi detriti poi cadevano intorno al veicolo spaziale e disturbavano le immagini scattate dalle telecamere, a volte creando delle piccole strisce nelle immagini. Altri detriti riflettevano la luce solare negli obiettivi delle telecamere di navigazione della sonda e quest’ultimo non poteva, anche se temporaneamente, più capire come era allineata nello spazio.
Danni da prendere in considerazione per missioni future
Si tratta di danni che dovrebbero essere presi in considerazione per le eventuali missioni con sonde simili, di quelle che si affidano ad uno scudo termico per funzionare. Lo scudo termico è una protezione di cui di solito le navicelle spaziali sono dotate per difendersi dal calore che può svilupparsi ad alta velocità in un’atmosfera, ad esempio quando il veicolo deve entrare nell’atmosfera di un pianeta oppure deve effettuare un rientro atmosferico.
Note e approfondimenti
- APS -63rd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics – Event – Rapid plasma bursts and lingering debris clouds driven by hypervelocity dust impacts on Parker Solar Probe: an unintentional active experiment in the inner heliosphere (IA)
