Nessun titolo diapositiva - Osservatorio Astronomico di Brera

1. I primordi ed i progetti
Mercury e Gemini
Corso di Astronautica
Università del tempo Libero
2. L’epopea della
conquista della Luna: il
progetto Apollo
3. Le sonde
interplanetarie: immagini
da altri mondi
4. La Stazione Spaziale
Internazionale ed i tempi
moderni
Vimercate (MI) marzo-aprile-maggio 2002
Stefano Covino
Osservatorio Astronomico di Brera
Vimercate, 14 aprile 2003
Le missioni planetarie…
Nessun astronauta, tempi di attesa a volte molto lunghi. eppure
poche imprese spaziali come le eplorazioni con sonde auomatiche
dei pianeti esterni ed interni hanno dato tanto alla scienza.
In realtà alcune di queste piccole sonde sono gli oggetti costruiti
dall’uomo più lontani dalla Terra, e saranno anche i primi ad
abbandonare del tutto il sistema solare per arrivare, forse, nelle
vicinanze di altre stelle in un futuro molto lontano.
Eppure questi congegni hanno anche fatto sognare generazioni di
appassionati. Attraverso i riusltati dei loro sensori si è potuto in un
certo senso “toccare e vedere” la superficie di quasi tutti i pianeti
del sistema solare. E, plausibilmente, preparare la via per future
missioni umane.
La Luna
•Progetto Luna (URSS)
•Progetto Pioneer (USA)
•Progetto Ranger (USA)
•Progetto Surveyor (USA)
•Progetto Lunar Orbiter (USA)
•Progetto Clementine (USA)
•Progetto Lunar Prospector (USA)
Il progetto Luna
•Le sonde della serie Luna detengono una quantità di record
impressionante: sono stati i primi oggetti costruiti dall’uomo a
raggiungere la velocità di fuga, i primi a cadere sulla Luna, ad
ottenere immagini della faccia nascosta, ad atterrare
dolcemente sulla Luna, a riportare campioni di suolo lunare a
Terra ed a depositare un rover sulla superficie del nostro
satellite.
•I primi lanci furono eseguiti a partire dalla fine del 1958 e il 2
gennaio 1959 fu lanciato il famoso Lunik 1 che arrivo a poche
migliaia di chilometri dalla Luna.
•Diversi mesi dopo, il 12 settembre 1959 fu lanciato il Lunik 2 che
impattò la superficie lunare.
•Il Lunik 3, lanciato il 4 ottobre 1959 ci riportò alcune foto della
faccia lunare nascosta.
•Finalmente, con il Il Lunik 9, lanciato il 31 gennaio 1966, i
sovietici riuscirono ad ottenere un allunaggio morbido.
•Il progetto poi continuò con sempre maggiore successo. Il Lunik
11, lanciato il 24 agosto 1966, operò come vero e proprio
laboratorio lunare.
•I primi campioni di terreno lunare da queste sonde furono
ottenuti dal Lunik 16, lanciato il 12 settembre 1970. Fu in grado
di mandare a Terra un etto di suolo lunare.
•Finalmente, nell’ambito della missione Lunik 21 lanciata l’8
gennaio 1973, il Lunokhod. Era un robot molto sofisticato in grado
di lavorare per mesi.
Il progetto Pioneer
•Le sonde della serie Pioneer, che in seguito avrebbero dato
origine ad uno dei programmi di esplorazione spaziale di
maggiore successo, ebbero un inizio alquanto difficile.
Solamente con il lancio del Pioneer 4, il 3 marzo 1959, si
registrò un parziale successo con passando a circa 60000 km
dalla Luna. La sonda era molto piccola con un peso di meno di
10kg, ed il vettore era un razzo JunoII.
Il progetto Ranger
•Si è trattato di un progetto ambizioso per i tempi. Raggiungere
la Luna e mandare indietro immagini prima di allunare. Il
primo tentativo con qualche successo risale al 26 gennaio 1962
con il Ranger 3 che manco la Luna di circa 40000km. La
successiva missione Ranger 4, lanciata il 23 aprile 1962 fu il
primo oggetto lanciato dagli Stati Uniti ad impattare sulla
Luna.
•In seguito alle continue difficoltà incontrate il progetto venne
semplificato rinunciando alla possibilità di allunare. Il 28 luglio
1964, con il Ranger 7, si ottenne finalmente una missione
pienamente di successo con molte migliaia di fotografie trasmesse
a Terra prima dell’impatto. L’ultimo veicolo della serie fu il
Ranger 9, lanciato il 21 marzo 1965.
Il progetto Surveyor
•Questo progetto prevedeva l’allunaggio morbido di una serie
di sonde allo scopo di studiare l’ambiente lunare. Fu un
programma di notevole successo che con il Surveyor I,
lanciato il 30 maggio 1966, vide anche il primo allunaggio
morbido degli USA. Questa sonda inoltre dimostrò che il suolo
lunare poteva sostenere il modulo lunare delle missioni Apollo.
•Il Surveyor III, lanciato il 17 Aprile 1967, è la famosa sonda
raggiunta a piedi dagli astronauti dell’Apollo 12.
•Il programma si conluse con il Surveyor VII, lanciato, il 7
gennaio 1968.
Il progetto Lunar Orbiter
•Come preparazione alle missioni Apollo era necessario avere
una cartografia quanto più precisa possibile dei possibili siti di
atterraggio. Le navicelle di questo progetto furono dedicate a
questo scopo. Il primo lancio fu il 10 agosto 1966 con un razzo
Atlas/Agena.
•Altre 4 sonde di questa serie furono lanciate fra il 1966 ed il 1967.
Il progetto Clementine
•Il progetto Clementine aveva lo scopo di mettere a punto
nuove tecnologie per le nuove generazioni di missioni
planetarie americane. Fra gli obiettivi v’era la Luna ed un
asteroide (1620 Geographos). Mentre la Luna fu raggiunta in
maniera otimale l’incontro con l’asteroide fallì a causa di
alcuni malfunzionamenti. Il costo del progetto era di 80
millioni di USD. La navicella aveva una lunghezza di poco
meno di 2 metri con un peso di 400 kg.
•Fra i risultati più interessanti della sonda Clementine 1,
lanciata il 25 gennaio 1994, possiamo segnalare la possibile
scoperta di ghiaccio nelle zone polari sud del nostro satellite.
Il progetto Lunar Prospector
•Si tratta di un moderno laboratorio automatico per la ricerca
scientifica. Lanciato il 7 gennaio 1998 ha fornito un’enorme
quantità di dati scientifici tutt’ora sotto analisi.
Mercurio
•Progetto Mariner (USA)
Il progetto Mariner
•La serie Mariner identifica più di una sonda per l’esplorazione
planetaria lanciata dagli USA. Il Mariner 10 rappresenta senza
dubbio una delle missioni planetarie più straordinarie.
•Mariner 10 è stata la prima missione ad usare l’attrazione
gravitazionale di un pianeta per raggiungerne un altro. Si tratta
anche appunto della prima missione con un obiettivo multiplo:
Mercurio e Venere.
•Il primo incontro con Venere avvenne il 3 novembre 1973.
Quindi, il 29 marzo 1974, passò a poco meno di 800km dalla
superficie di Mercurio. Con un’intelligente scelta dell’orbita il
Mariner fu in grado di incontrare Mercurio in altre due
occasioni: il 21 settembre 1974 ed il 16 marzo 1975.
•La sonda è stata spenta il 24 marzo 1975 dopo l’esaurimento
del combustibile a bordo.
Immagini della zona del Mare Caloris
A chi si deve la scelta astuta dell’orbita?
Giuseppe
Colombo
(1920-1984)
Venere
•Progetto Venera (URSS)
•Progetto Mariner (USA)
•Progetto Pioneer (USA)
•Progetto Vega (URSS)
•Progetto Magellan (USA)
Il progetto Venera
•Le sonde del programma Venera avevano come obiettivo lo
studio quanto più dettagliato possibile dell’ambiente
venusiano.
•Il primo tentativo fu quella della Venera 1 che passò a più di
100000km da Venere...
•Un successo pieno fu invece quello della Venera 4, che
raggiunge Venere e lasciò scendere un modulo nell’atmosfera
con un paracadute fino all’altezza di circa 25km.
•Il 5 ed il 10 gennaio 1969 abbiamo i lanci delle Venera 5 e 6,
molto simili alla Venera 4 ma di costruzione più robusta. Entrambe
le missioni ebbero un esito felice.
•Il 17 agosto 1970 abbiamo finalmente la gloriosa Venera 7, il
primo oggetto costruito dall’uomo capace di inviare dati dalla
superficie di un altro pianeta.
•Il 27 marzo 1972 viene lanciata la Venera 8, in grado di
sopravvivere 50 minuti dopo l’atterraggio su Venere.
•La strada era tracciata e l’8 ed il 14 giugno 1975 vengono lanciate
le Venera 9 e 10. Il progetto però continò fino al lancio della
Venera 16, il 7 giugno 1983.
•Si è trattato nel complesso di un progetto scientifico di
grandissimo successo, con una combinazione di navicelle orbitanti
e moduli per l’atteraggio sul pianeta.
Visione del terreno venusiano dalla Venera 13 e 14
Il progetto Mariner
•Le sonde del programma Mariner hanno portato a termine la
prima missione planetaria di successo della storia.
•Il Mariner 2 fu lanciato il 27 agosto 1962 e portò a termine il
primo avvicinamento ad un pianeta del sistema solare,
arrivando a poco più di 30000km...
•Il Mariner 5, lanciato il 14 giugno 1967, passò invece a poco
meno di 4000km da Venere.
Il progetto Pioneer
•L’obiettivo delle sonde Pioneer era quello di portare a termine
osservazioni prolungate dell’ambiente venusiano.
•Il 20 maggio 1978 fu lanciato il Pioneer 12 con
un razzo Atlas/Centaur. e rimase operativo fino
all’8 di ottobre del 1992!
•L’8 agosto 1978 fu lanciato anche il Pioneer 13,
con dei moduli costruiti per essere sganciati
nell’atmosfera venusiana.
Il progetto Vega
•Interessante progetto messo in atto verso la metà degli anni
‘80 con alterne fortune. L’obiettivo era quello di compiere
ricerche riguardanti Venere e la cometa di Halley.
•Il 15 dicembre 1984 viene lanciata la Vega 1 con un razzo
Proton, ed il 21 dicembre 1984 la Vega 2.
•Entrambe le missioni hanno visto un’ampia collaborazione di
scienziati dei paesi dell’Est Europa.
Il progetto Magellan
•La sonda Magellan ha rappresentato un salto di qualità nella
cartografia di Venere. Lo scopo della missione infatti era quello
di completare osservazioni della superficie venusiana con una
radar ad apertura sintetica (SAR) in modo da avere una mappa
con una risoluzione dell’ordine dei 100m.
•La sonda è stata lanciata il 4 maggio 1989 con lo space shuttle
Atlantis.
Venere con telescopi
ottici...
E vista da
Magellan...
Il vulcano Gula
L’altopiano Lakshmi, con
altezza compresa fra 2 e
4km.
Marte
•Progetto Mariner (USA)
•Progetto Mars (URSS)
•Progetto Viking (USA)
•Progetto Mars Surveyor (USA)
Il progetto Mariner
•Le sonde della serie Mariner vennero lanciate anche verso il
pianeta rosso. Il Mariner 4, in particolare, fu la prima sonda in
grado di riportare a Terra immagini dettagliate della superficie
marziana.
•Successivamente abbiamo i Mariner 6 e 7, altre missioni di
successo con una grande quantità di dati scientifici
sull’ambiente marziano. Le sonde furono lanciate il 25 febbraio
ed il 27 marzo del 1969. Raggiunsero Marte dopo più di 4 mesi
di viaggio.
•Infine il Mariner 9, lanciato il 30 maggio 1971. Questa sonda
divenne la prima navicella ad orbitare stabilmente intorno ad un
altro pianeta.
Il progetto Mars
•Si tratta delle prime sonde sovietiche in grado di riportare a
Terra una grande quantità di dati scientifici dal pianeta Marte.
•Ci sono stati due lanci con successo: il 19 ed il 27 maggio
1971 con le sonde Mars 2 e 3.
•Le missioni prevedevano l’immissione in orbita di una sonda
ed il rilascio al suolo di un modulo. In entrambi i casi questa
seconda parte della missione non funzionò adeguatamente.
•Il progetto Mars però continuò, e diversi anni dopo, il 16
novembre 1996, venne lanciata la Mars 96, con sia moduli
orbitali che sonde costruire per l’atterraggio morbido.
Il progetto Viking
•Progetto di grande
successo ed impatto sul
grande pubblico. Due
sonde, il Viking 2 ed 1,
lanciate il 9 ed il 20
agosto 1975. Una parte
era prevista rimanere in
orbita attorno al pianeta,
un’altra invece era
congegnata
per
effettuare un atterraggio
morbido.
Il progetto Mars Surveyor
•Progetto estremamente ambizioso con lo scopo di stabilire un
avamposto scientifico automatico in gradi di fornire
informazioni e dati per la programmazione di una futura
missione umana verso Marte.
•Il progetto prevede il lancio di diversi satelliti con varie
specializzazioni. Il 7 novembre 1996 viene lanciato il Mars
Global Surveyor, mentre l’11 dicembre 1988 era stato
lanciato il Mars Climate Orbiter, un vero e proprio
osservatorio meteorologico marziano. Il 4 dicembre 1996
viene lanciato il Mars Pathfinder con a bordo il Sojourner,
il piccolo robot comandato da Terra in grado di muoversi sulla
superficie di Marte. Il 3 gennaio 1999 viene lanciato il Mars
Polar Lander che però viene perso alcuni mesi dopo.
Il lancio del MGS con un razzo Delta...
La famosa faccia marziana vista dal Viking… e dal
Mars Global Surveyor
Il Vulcano Olimpo!
Un’autentica tempesta marziana...
I pianeti esterni
•Progetto Pioneer (USA)
•Progetto Voyager (USA)
•Progetto Galileo (USA)
•Progetto Cassini (USA/ESA)
Il progetto Pioneer
•Le prime missioni a lunga distanza della NASA. Le sonde
Pioneer hanno aperto nuovi orizzonti per l’esporazione del
sistema solare.
•Il 3 marzo 1972 viene lanciato il Pioneer 10 ed il 6 aprile 1973
il Pioneer 11. Il Pioneer 10 è stata la prima sonda umana a
lasciare il sistema solare. Recentemente, il 23 gennaio 2003, è
stato ricevuto l’ultimo segnale da questa missione.
•L’obiettivo di entrambe le missioni era l’esplorazione dei
sistemi planetari di Giove e Saturno. Il primo è stato raggiunto
in poco meno di due anni di volo, mentre il secondo in circa 6
anni.
Il progetto Voyager
•Probabilmente le due sonde di questa serie sono state
protagoniste delle esplorazioni planetarie con il maggiore
impatto mediatico. Si tratta, tuttavia, di missioni la cui ricaduta
scientifica è relamente straordinaria. Per rendersene conto è
sufficiente pensare che, oltre all’eplorazione dei sistemi di
Giove e Saturno, queste sonde hanno permesso di studiare da
vicino Urano e Nettuno.
•Il Voyager 2 fu lanciato il 20 agosto 1977, il Voyager 1 invece
il 5 settembre dello stesso anno.
•Il Voyager 2 ha raggiunto Giove alla fine del ‘79, Saturno alla
fine dell’81, Urano nel 1986 e Nettuno nel 1989. Voyager 1 ha
raggiunto Giove a metà del ‘79 e Saturno alla fine del 1980.
Saturno e gli anelli...
Perturbazioni
su Saturno
Urano
Nettuno
Il progetto Galileo
•Dopo l’epopea delle missioni Voyager la sonda Galileo
rappresenta il ritorno alle missioni di lunga durata della NASA.
•Lanciata il 18 ottobre 1989 per mezzo del volo dello Space
Shuttle Atlantis, la missione è si grande successo benchè
dovette fare i conti con diversi malfunzionamenti.
•Durante il suo lungo viaggio verso Giove la sonda ha
incontrato gli asteroidi Gaspra, il primo ottobre 1991, ed Ida, il
primo agosto 1993. Nel 1994 fu in grado di seguire la caduta
della cometa Shoemaker-Levy nell’atmosfera gioviana.
•Il 13 luglio 1995 la Galileo fu in grado di rilasciare una sonda
nell’atmosfera gioviana e quindi di fornire dati preziosi sulle
caratteristiche del pianeta nei suoi strati più esterni.
La sonda Galileo
Ida e Dactyl
Il progetto Cassini
•Si tratta di una navicella per esplorare il sistema di Saturno. È
stata lanciata il 15 ottobre 1997 e l’arrivo vicino a Saturno è
previsto per il 2004.
•La sonda rilascierà una piccola navicella, la Huygens.
I corpi minori
•Progetto Giotto (ESA)
•Progetto NEAR (NASA)
•Progetto Deep Space (NASA)
•Progetto Near (NASA)
•Progetto Stardust (NASA)
Il progetto Giotto
•La Giotto è il primo progetto di grande respiro gestito
dall’Agenzia Spaziale Europea.
•L’obiettivo, pienamente raggiunto, è stato la Cometa di Halley.
• Il lancio avvenne il 2 luglio 1985 con un vettore Ariane 1.
•Dopo l’incontro con la cometa la navicella ha subito forti
danneggiamenti anche se risulta ancora parzialmente operativa.
Gli
ultimi
istanti della
Giotto!
Il nucleo della
cometa di Halley
Il progetto NEAR
•La missione NEAR nasce con il compito di avvicinarsi ad
almeno un asteroide atterrandoci sopra in modo da poter
compiere sofisticate analisi scientifiche.
•Ne è risultata una missione ad alto contenuto scientifico e
spettacolare. Il lancio è avvenuto il 17 febbraio 1996. Nel 1997
ha incontrato l’asteroide Mathilde ed il 14 febbraio 2000 entrò
in orbita attorno all’asteroide Eros .
Ed ecco alcuni filmati sul sorvolo da
parte della sonda NEAR degli asteroidi
Mathilde ed Eros...
E l’atterraggio su Eros!
Il progetto Deep Space
•Questo è un caso di un dimostratore tecnologico che, allo
stesso tempo, darà un ritorno scientifico.
•Lanciata il 24 ottobre 1998 la sonda Deep Space 1 è stata
congegnata primariamente per verificare un nuovo tipo di
propulsione spaziale per missioni interplanetarie: il motore a
ioni.
•La sonda ha incontrato l’asteroide 9969 Braille e la cometa
Borrelly.
Il progetto Stardust
•La Stardust è una sonda lanciata il 7 febbario 1999 che dovrà
incontrare la cometa Wild-2 nel gennaio 2004 rilasciando anche
un
piccolo
modulo
sulla
superficie
dell’oggetto.
Successivamente un modulo di ritorno dovrà arrivare a Terra
nel 2006.
Ed il futuro?
•Plutone?
•Studio dei satelliti dei sistemi di
Giove e Saturno?
•Basi permanenti sulla Luna e Marte?