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Una proposta di missione per studiare Tritone, la luna di Nettuno

17 giugno 2020
Uno dei quattro concetti proposti per una nuova missione del programma Discovery della NASA si propone di visitare Tritone, la luna di Nettuno, che è uno dei più insoliti mondi dell'intero Sistema Solare.

Quando la sonda spaziale Voyager 2 della NASA sorvolò Tritone, la strana luna di Nettuno, ben tre decenni fa, lasciò un autentico cliffhanger per la scienza planetaria. La Voyager 2 è stato l'unico veicolo spaziale che abbia mai sorvolato Nettuno e ha lasciato dietro di sè molte domande senza risposta. I panorami catturati erano tanto sorprendenti quanto sconcertanti, rivelando pennacchi massicci e scuri di materiale ghiacciato che eruttava dalla superficie di Tritone. Ma come era possibile? Inoltre le immagini hanno mostrato che il paesaggio ghiacciato era giovane ed era stato ricoperto più volte da materiale fresco. Ma con quale materiale e da dove proviene?
Come potrebbe ancora essere attiva un'antica luna sei volte più lontana dal Sole di Giove? C'è qualcosa al suo interno che è ancora abbastanza caldo per consentire questa attività?
Un serie di nuove missioni in competizione per la selezione nell'ambito del Programma Discovery della NASA mira a districare questi misteri.
Una di esse, chiamata Trident come la lancia a tre punte portata dall'antico dio romano Nettuno, è una delle quattro per la quale un team sta sviluppando studi concettuali sulle nuove missioni. Due di queste saranno selezionati entro l'estate del 2021 per diventare una vera e propria missione ed essere lanciate nel prossimo decennio.
Indagare su come Tritone è mutato nel tempo darebbe agli scienziati una migliore comprensione di come i corpi del Sistema Solare funzionino e si evolvano. Le stranezze di Tritone potrebbero riempire un almanacco: mentre Nettuno ruota, Tritone orbita nella direzione opposta. Nessun'altra grande luna nel Sistema Solare si comporta in questo modo. E l'orbita di Tritone si trova ad un'inclinazione estrema, spostata dall'equatore di Nettuno di 23 gradi. Di circa tre quarti del diametro della nostra Luna, Tritone non si trova nemmeno dove era in precedenza. Probabilmente emigrò dalla Cintura di Kuiper, una regione al di là di Nettuno con corpi ghiacciati rimasti sin dai primordi del Sistema Solare.
Tritone possiede un'atmosfera insolita: piena di particelle cariche, lo strato chiamato ionosfera è 10 volte più attivo di quello di qualsiasi altra luna nel Sistema Solare. E quest'ultima caratteristica è particolarmente strana perché le ionosfere sono generalmente caricate dall'energia proveniente dal Sole. Ma Tritone e Nettuno sono lontani dal Sole - 30 volte più lontano dal Sole rispetto alla Terra (ci vogliono 165 anni terrestri perché Nettuno completi un'orbita attorno al Sole) - quindi altre fonti di energia devono essere all'opera in quel sistema.
Inoltre il clima di Tritone è dinamico e in evoluzione, con un flusso costante di materiale organico, probabilmente azoto, che scende come neve sulla sua superficie.
"Tritone è sempre stato uno dei corpi più intriganti del Sistema Solare", ha dichiarato Louise Prockter, direttrice della Lunar and Planetary Institute / Universities Space Research Association di Houston. Come investigatrice principale sarebbe alla guida della proposta di missione Trident, e il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California l'avrebbe in gestione. "Ho sempre amato le immagini di Voyager 2 e i loro scorci allettanti di questa bizzarra e folle luna che nessuno capisce", ha aggiunto Prockter.



Un approccio a tre punte

Quei pennacchi misteriosi individuati dalla Voyager 2 sono particolarmente intriganti. Si ritiene che i pennacchi visti sulla luna di Saturno, Encelado, e probabilmente presenti sulla luna di Giove, Europa, siano causati dall'acqua che viene spinta a forza attraverso croste spesse e ghiacciate. Se un oceano è la fonte dei pennacchi su Tritone (che si trova molto più lontano nel Sistema Solare rispetto a Europa ed Encelado), la scoperta fornirebbe agli scienziati nuove informazioni su come si formano gli oceani interni. A differenza di altri mondi oceanici conosciuti, il potenziale oceano di Triton si è probabilmente sviluppato dopo essere stato catturato dalla gravità di Nettuno.
Inoltre sarebbe ampliata la comprensione degli scienziati su dove potremmo trovare l'acqua. Capire quali fattori portano un corpo del Sistema Solare ad avere gli ingredienti necessari per essere abitabile, tra cui l'acqua, sono i tre obiettivi principali di Trident. Il veicolo spaziale trasporterebbe uno strumento per sondare il campo magnetico della luna e determinare all'interno si trova un oceano mentre gli altri strumenti avrebbero studiato l'intensa ionosfera, l'atmosfera ricca di composti organici e le bizzarre caratteristiche superficiali.
Un secondo obiettivo è esplorare quelle terre vaste e invisibili. Triton offre la più grande superficie solida inesplorata del Sistema Solare in questa parte della fascia di Kuiper. La maggior parte di ciò che sappiamo della luna proviene dai dati di Voyager 2, ma abbiamo visto solo il 40% della sua superficie lunare. Trident si occuperebbe di mappare una buona parte di quello che ancora resta e userebbe la sua fotocamera full frame per catturare la stessa area ricca di creste che la Voyager 2 ha ripreso in pieno "Neptune-shine", quando la luce del Sole riflessa da Nettuno illumina il lato oscuro di Tritone. In questo modo gli scienziati potrebbero osservare i cambiamenti avvenuti dall'ultima visita e saperne di più su quanto Tritone sia attivo.
Il terzo obiettivo principale di Trident è capire come quella misteriosa superficie continui a rinnovarsi. La superficie è straordinariamente giovane, geologicamente parlando (forse solo 10 milioni di anni in un Sistema Solare di 4,6 miliardi di anni) ed è quasi priva di crateri visibili. Inoltre ci si domanda come mai appaia così diversa dalle altre lune ghiacciate e presenti forme di terreno insolite come gli increspati "terreni a cantalupo" e le sporgenti "pianure murate". Le risposte a queste domande potrebbero far luce su come i paesaggi si sviluppano su altri corpi ghiacciati.
"Tritone è strano, ma lo sarebbe solo relativamente grazie alla scienza che potremmo studiare in loco" ha detto Karl Mitchell, scienziato del progetto Triton alla JPL. "Sappiamo che la superficie ha tutte queste caratteristiche che non abbiamo mai visto prima, il che ci motiva a volerne sapere di più su come funziona questo mondo".
"Come abbiamo detto alla NASA nella nostra proposta di missione, Tritone non è solo una chiave per la scienza del Sistema Solare ma è un intero portachiavi: è un oggetto catturato dalla Cintura di Kuiper che si è evoluto, è un potenziale mondo oceanico con pennacchi attivi e possiede una ionosfera energetica e una superficie giovane e unica".

La data di lancio proposta nell'ottobre 2025 (con una seconda possibilità nell'ottobre 2026) trarrebbe vantaggio da una finestra che si presenta una volta ogni 13 anni, quando la Terra è correttamente allineata con Giove. La navicella utilizzerebbe l'attrazione gravitazionale di Giove per una fionda diretta a Tritone così da consentire un incontro prolungato di 13 giorni nel 2038.
"I progettisti e navigatori della missione sono molto bravi in questi calcoli", ha dichiarato William Frazier di JPL, ingegnere di sistemi di progetto di Trident. "Dopo 13 anni di volo attraverso il Sistema Solare potremmo sfiorare in sicurezza il limite superiore dell'atmosfera di Tritone - che è piuttosto sbalorditivo."
E potrebbe sembrare che il tempo si muova lentamente ai limiti esterni del Sistema Solare, dove gli anni di Nettuno sono molto lunghi. Ma, ironia della sorte per Tritone, questa lunga sequenza temporale presenta delle limitazioni. Se Trident arrivasse a destinazione prima del 2040 il team potrebbe eseguire i test per scoprire ciò che alimenta l'attività dei pennacchi.
Ma sarebbe sufficiente tardare di poco che il Sole poi si sposterebbe troppo a nord... per i prossimi cento anni.

fonti: NASA Jet Propulsion Laboratory

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