La sonda della NASA sta compiendo le sue ultime orbite attorno al pianeta in previsione del tuffo nell’atmosfera di Saturno previsto per il 15 settembre. Questa fase finale è importante quanto i vent’anni precedenti della missione Cassini, poiché saranno registrati dati che potrebbero fornire risposte a domande su Saturno e i suoi anelli ancora oggi senza risposta
di Emiliano Ricci
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Il Grand Finale della missione Cassini volge ormai al termine: ancora due orbite attorno a Saturno, più un altro tratto di orbita (interrotta dall’impatto col pianeta), e la ventennale missione di esplorazione del pianeta degli anelli arriverà al suo epilogo.

Il tuffo della sonda nell’atmosfera del pianeta è infatti previsto per il prossimo 15 settembre, ma dal 22 aprile, quando la NASA ha dato inizio alla fase finale della missione, la sonda ha già completato 20 delle 22 orbite ravvicinate in programma, ognuna delle quali prevedeva un passaggio nel ristrettissimo spazio – poche migliaia chilometri – compreso fra l’atmosfera del gigante gassoso e il bordo interno del sistema di anelli. Un’operazione mai tentata prima, ma che sta dando i suoi frutti, come dimostrano le immagini e i dati che continuano ad arrivare a getto continuo dagli strumenti a bordo della sonda.

Per percorrere ogni orbita del Grand Finale, Cassini impiega circa sei giorni e mezzo, seguendo traiettorie ellittiche che la portano ad attraversare internamente il sistema di anelli a velocità attorno a 120.000 chilometri orari. Con velocità simili, anche un microscopico frammento di ghiaccio o polvere sarebbe in grado di causare gravi danni alla sonda. Ecco perché durante il primo passaggio, ma anche durante alcuni dei successivi, quando la sonda si è trovata in prossimità del tenuissimo anello D, il più interno del sistema, si è deciso di orientarla in maniera da usare come scudo per eventuali impatti la High Gain Antenna, il grosso paraboloide – progettato e realizzato in Italia per conto dell’Agenzia spaziale italiana (ASI) – impiegato per le comunicazioni con la Terra.

Una preoccupazione che si è poi dimostrata infondata, tanto che per un passaggio successivo la NASA ha deciso di non ripetere la manovra: la separazione fra gli anelli e l’atmosfera del pianeta è infatti piuttosto netta, e praticamente nessun detrito si trova a vagare nello spazio fra questa e quelli, tanto che gli astronomi hanno ribattezzato questa divisione il “Grande Vuoto”.

A permettere questa scoperta – e ad aprire una nuova domanda agli scienziati, che adesso si stanno interrogando sul perché di questa assenza di polveri in questa zona – è stato lo strumento Radio and Plasma Wave Science (RPWS), configurato per registrare gli eventuali impatti di frammenti di anelli. Questa registrazione è stata possibile perché l’antenna di RPWS sporge diversi metri oltre il bordo del paraboloide dell’antenna ad alto guadagno. Così, mentre gran parte della sonda era protetta dallo scudo, l’RPWS poteva interagire liberamente con gli eventuali detriti incontrati lungo la traiettoria.

Il 10 agosto scorso Cassini ha iniziato la prima delle cinque orbite finali (Final Five). Ognuna di esse prevede che la sonda, nel suo passaggio al punto di distanza minima, sfiori il pianeta attraversandone gli strati più esterni dell’atmosfera. In queste circostanze, non potendo sapere esattamente come potrebbe venire alterato l’assetto di volo dall’incontro con le molecole di gas atmosferiche, la sonda è predisposta per attivare rapidamente i motori di controllo, in modo da correggere la traiettoria e in particolare l’orientamento nel caso in cui la spinta dell’atmosfera di Saturno fosse tale da causare eventuali rotazioni.

Durante queste cinque orbite finali (nel momento in cui scriviamo Cassini sta iniziando la penultima), è previsto che lo spettrometro di bordo – lo Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS) – raccolga campioni diretti dei gas presenti nell’atmosfera di Saturno. Questa è la prima volta in assoluto che una sonda si trova in grado di realizzare un campionamento diretto dell’atmosfera del pianeta, misurando le densità di differenti specie di idrogeno molecolare, di elio e di altri gas e ioni presenti nelle sue immediate vicinanze.

Ma il Grand Finale, per quanto già così ricco di informazioni e scoperte, non è solo questo. Se la NASA ha deciso di dare a queste manovre un nome così altisonante è perché la conclusione di questa missione è ritenuta importante quanto i 20 anni precedenti. Non solo perché durante questi passaggi ravvicinati la sonda sarà in grado di fornirci immagini a una risoluzione mai raggiunta in precedenza, ma anche perché i planetologi confidano nel fatto che con i dati raccolti in questi ultimi mesi si riesca a rispondere ad alcune domande rimaste ancora oggi senza risposta: in particolare, qual è la massa degli anelli e quale la reale velocità di rotazione di Saturno.

Sembrerà strano, infatti, ma gli astronomi non conoscono l’esatta durata del giorno di Saturno. E Cassini ha contribuito ad aumentare la confusione. I diversi strumenti a bordo misurano varie periodicità (per esempio nei valori del campo magnetico, o nel flusso di particelle), tutte approssimativamente comprese fra 10,6 e 10,8 ore, ma ciascuna di durata diversa. E comunque non si ha nessuna certezza sul fatto che questa rotazione superficiale sia in qualche modo connessa alla rotazione dell’interno del pianeta!

Non basta: Cassini ha osservato periodicità diverse anche a livello geografico, con periodi differenti nell’emisfero nord rispetto all’emisfero sud del pianeta, e questi periodi cambiano nel tempo, sia in dipendenza del tempo meteorologico che delle stagioni del pianeta. Insomma, per quanto la missione Cassini sia stata una delle più proficue dell’esplorazione planetaria, il “sistema Saturno” sembra voler mantenere qualche segreto. Che tuttavia gli astronomi sperano di svelare grazie al tuffo finale della sonda.