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L'inseguimento permanente di Plutone di un uomo sta per diventare reale

Il 14 luglio alle 8:00 circa, ora dell'est, un veicolo spaziale della NASA da mezza tonnellata che corre attraverso il sistema solare da nove anni e mezzo alla fine raggiungerà il piccolo Plutone, a tre miliardi di miglia dal Sole l'oggetto più distante che qualcuno o qualcosa della Terra ha mai visitato. Invisibile ad occhio nudo, Plutone non fu nemmeno scoperto fino al 1930, ed è stato considerato come la strana sfera del nostro sistema solare da allora, completamente diverso dai pianeti rocciosi vicino al Sole, inclusa la Terra, e allo stesso modo a differenza dei giganti gassosi esterni. Questo stravagante e misterioso piccolo mondo si trasformerà in una vista drammatica mentre la navicella spaziale New Horizons si avvicina di più, a soli 6.000 miglia di distanza, e le telecamere di bordo scattano migliaia di fotografie. Altri strumenti misureranno la topografia di Plutone, la chimica della superficie e dell'atmosfera, la temperatura, il campo magnetico e altro ancora. New Horizons darà anche un'occhiata alle cinque lune conosciute di Plutone, tra cui Charon, la più grande. Potrebbe persino trovare altre lune e forse un anello o due.

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Era appena vent'anni fa quando gli scienziati hanno appreso per la prima volta che Plutone, tutt'altro che solo ai margini del sistema solare, era solo uno in un vasto sciame di piccoli corpi congelati in un'orbita ampia e ampia attorno al Sole, come un anello di detriti lasciato alla periferia di una zona di costruzione. Questa intuizione, tra gli altri, ha spinto la missione di New Horizons. Comprendi Plutone e come si adatta a quei corpi residui, dicono gli scienziati, e puoi capire meglio la formazione e l'evoluzione del sistema solare stesso.

Se tutto andrà bene, "giorno dell'incontro", come lo chiama il team di New Horizons, sarà una celebrazione da capogiro di straordinarie abilità scientifiche e ingegneristiche: non è una cosa da poco lanciare una collezione di strumenti di precisione attraverso il vuoto gelido alle velocità a 47.000 miglia l'ora per l'appuntamento quasi un decennio più tardi con una sfera ghiacciata larga circa la metà degli Stati Uniti. La giornata sarà anche una dolce rivendicazione per il leader della missione, Alan Stern. Un astronomo di 57 anni, ingegnere aeronautico, aspirante astronauta e autodescritto "rabble-rouser", Stern ha trascorso gran parte della sua carriera combattendo per ottenere a Plutone l'attenzione che pensa che meriti. Ha iniziato a spingere la NASA ad approvare una missione di Plutone quasi un quarto di secolo fa, poi ha guardato frustrato mentre l'agenzia ha dato il via libera a una sonda Pluto dopo l'altra, solo per poi annullarle. "È stato incredibilmente frustrante", dice, "come guardare Lucy strappare il pallone da Charlie Brown, ancora e ancora." Alla fine, Stern ha reclutato altri scienziati e influenti senatori per unirsi ai suoi sforzi di lobbying, e perché il perdente Plutone è stato a lungo un favorito dei bambini, i sostenitori della missione hanno arruolato con entusiasmo i bambini a scrivere al Congresso, sollecitando l'approvazione del finanziamento per l'astronave.

Il controllo delle missioni di New Horizons ha sede presso l'Applied Physics Laboratory della Johns Hopkins University vicino a Baltimora, dove Stern e diverse dozzine di altri plutoniani verranno installati per settimane intorno al grande evento di luglio, ma ho incontrato Stern alla fine dell'anno scorso a Boulder presso il Southwest Research Institute, di cui è vicepresidente associato per la ricerca e lo sviluppo. Una finestra panoramica nel suo impressionante ufficio si affaccia sulle Montagne Rocciose, dove spesso va a fare escursioni e rilassarsi. Snello e atletico a 5 piedi-4, è anche un corridore, uno sport che pratica con l'esattezza di uno scienziato missilistico. Ha calcolato la sua andatura e dice (solo per metà scherzare) che sarebbe di classe mondiale se solo le sue gambe fossero più lunghe. Non sarebbe un'esagerazione affermare che è una figura polarizzante nella comunità scientifica planetaria; la sua risoluta ricerca di Plutone ha infastidito alcuni colleghi. Così ha fatto la sua appassionata difesa di Plutone negli anni da quando i funzionari dell'astronomia lo hanno notoriamente degradato in un "pianeta nano", dandogli la fretta di uscire dall'esclusivo club del sistema solare, ora limitato agli otto biggie.

Il tempismo di quell'insulto, che è il modo in cui lo vedono Stern e altri innamorati di Plutone, non avrebbe potuto essere più drammatico, in arrivo nell'agosto 2006, pochi mesi dopo che New Horizons era schizzato nello spazio da Cape Canaveral. Ciò che rende ancora più dolorosamente ironica la degradazione di Plutone a Stern è che alcune delle scoperte scientifiche rivoluzionarie che aveva predetto rafforzarono notevolmente le argomentazioni dei suoi avversari, il tutto aprendo le porte a una nuova era della scienza planetaria. In effetti, lo stesso Stern usò il termine "pianeta nano" già negli anni '90.

Alan Stern, principale investigatore della missione New Horizons, ha iniziato a spingere per inviare un veicolo spaziale a Plutone più di due decenni fa. "Devo ammettere una certa testardaggine", dice. (Jamie Kripke) La navicella spaziale New Horizons da 1.054 libbre trasporta sette strumenti scientifici per studiare la superficie e l'atmosfera di Plutone e delle sue lune. Gli strumenti hanno nomi affascinanti come Alice, Ralph e REX. (NASA) Risolvere le caratteristiche della superficie di Plutone è come cercare di distinguere i segni su un pallone da calcio a 40 miglia di distanza. Queste viste sono state costruite da fotografie di Hubble. (NASA) New Horizons prese questa immagine a colori di Plutone e della sua luna più grande, Caronte, da 71 milioni di miglia di distanza. Presto le caratteristiche della superficie saranno chiaramente visibili. (NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute) Un razzo Atlas V ha lanciato New Horizons nello spazio da Cape Canaveral il 19 gennaio 2006. La navicella spaziale ha visitato Giove nel febbraio 2007, ricevendo una spinta gravitazionale che ha interrotto tre anni di viaggio. (NASA)

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Il ricco astronomo Percival Lowell, ampiamente noto per aver insistito sul fatto che esistessero canali artificiali su Marte, iniziò a cercare Plutone nel suo osservatorio privato in Arizona nel 1905. Un attento studio delle orbite planetarie aveva suggerito che Nettuno non era l'unico oggetto là fuori che esercitava una gravitazione Tug su Urano, e Lowell si misero alla ricerca di ciò che soprannominò "Pianeta X". Morì senza successo, ma un giovane di nome Clyde Tombaugh, che aveva una passione per l'astronomia anche se senza istruzione universitaria, arrivò all'osservatorio e prese il ricerca nel 1929. Dopo 7.000 ore a guardare circa 90 milioni di immagini di stelle, nel febbraio del 1930 vide un nuovo pianeta sulle sue lastre fotografiche. Il nome Plutone, il dio romano degli inferi, fu suggerito da un bambino di 11 anni La ragazza britannica di nome Venetia Burney, che aveva discusso della scoperta con suo nonno. Il nome è stato adottato all'unanimità dallo staff dell'Osservatorio Lowell in parte perché le prime due lettere sono le iniziali di Percival Lowell.

La natura solitaria di Plutone sconcertò gli scienziati per decenni. Non dovrebbero esserci altri oggetti simili oltre Nettuno? Perché il sistema solare sembra aver esaurito il materiale così bruscamente? "Sembrava strano che il sistema solare esterno fosse così vuoto, mentre il sistema solare interno era pieno di pianeti e asteroidi", ricorda David Jewitt, scienziato planetario dell'UCLA. Nel corso dei decenni vari astronomi hanno suggerito che c'erano corpi più piccoli là fuori, ma invisibili. Comete che periodicamente spazzano via per illuminare il cielo notturno, ipotizzavano, probabilmente provengono da una cintura o da un disco di detriti alle estremità esterne del sistema solare.

Stern, in un articolo pubblicato nel 1991 sulla rivista Icarus, sosteneva non solo che la cintura esistesse, ma anche che conteneva cose grandi come Plutone. Erano semplicemente troppo lontani e troppo scuri per essere facilmente visibili. Il suo ragionamento: la luna di Nettuno Tritone è quasi gemella di Plutone, e probabilmente orbitò attorno al Sole prima che fosse catturato dalla gravità di Nettuno. Urano ha un asse di rotazione drasticamente inclinato, probabilmente a causa di una collisione eoni fa con un oggetto di dimensioni Plutone. Ciò rese almeno tre oggetti simili a Plutone, il che suggerì a Stern che dovevano essercene di più. Il numero di pianeti nel sistema solare avrebbe dovuto un giorno essere rivisto al rialzo, pensò. Ce n'erano probabilmente centinaia, con la maggioranza, incluso Plutone, meglio assegnata a una sottocategoria di "pianeti nani".

Solo un anno dopo, il primo oggetto (diverso da Plutone e Caronte) fu scoperto in quella regione lontana, chiamata la Cintura di Kuiper dopo l'astronomo di origine olandese Gerard Kuiper. Trovato da Jewitt e dalla sua collega Jane Luu, è largo solo circa 100 miglia, mentre Plutone si estende per 1.430 miglia. Un decennio dopo, gli astronomi di Caltech Mike Brown e Chad Trujillo scoprirono un oggetto circa la metà delle dimensioni di Plutone, abbastanza grande da essere sferico, che chiamarono Quaoar (pronunciato "guerra kwa" e chiamato per il dio creatore nella mitologia del pre -Tongva colombiana originaria del bacino di Los Angeles). Fu seguito in rapida successione da Haumea, e nel 2005 il gruppo di Brown trovò Eris, più o meno delle stesse dimensioni di Plutone e anche sferico.

Gli scienziati planetari hanno individuato molte centinaia di oggetti più piccoli della Cintura di Kuiper; potrebbero esserci fino a dieci miliardi che sono oltre un miglio. Stern eseguirà un censimento più accurato delle loro dimensioni con le telecamere di New Horizons. La sua semplice idea è quella di mappare e misurare i crateri di Plutone e Caronte, che sono segni di collisioni con altri oggetti della Cintura di Kuiper e quindi fungono da campione rappresentativo. Quando Plutone è il più vicino al Sole, il materiale di superficie congelato evapora in un'atmosfera temporanea, alcune delle quali fuggono nello spazio. Questa "fuga dall'erosione" può cancellare i crateri più vecchi, quindi Plutone fornirà un censimento recente. Caronte, senza questa erosione, offrirà un record che abbraccia la storia cosmica. In una teoria principale, la Cintura di Kuiper originale, molto più densa, avrebbe formato dozzine di pianeti grandi o più grandi della Terra, ma i cambiamenti orbitali di Giove e Saturno hanno gettato via la maggior parte dei blocchi prima che ciò potesse accadere, stroncando la formazione del pianeta nella germoglio.

Quando New Horizons fu lanciato a Cape Canaveral il 19 gennaio 2006, era diventato difficile sostenere che Plutone fosse materialmente diverso da molti dei suoi vicini della Cintura di Kuiper. Curiosamente, all'epoca non esisteva una definizione rigorosa di "pianeta", quindi alcuni scienziati hanno sostenuto che dovrebbe esserci un taglio di dimensioni, per evitare di rendere la lista dei pianeti troppo lunga. Se avessi chiamato Plutone e gli altri corpi relativamente piccoli qualcos'altro, rimarrai con ben otto pianeti in ordine, da Mercurio a Nettuno. Nel 2000, Neil deGrasse Tyson, direttore dell'Hayden Planetarium di New York City, aveva notoriamente scelto quest'ultima opzione, lasciando Plutone fuori da una mostra del sistema solare.

Quindi, con New Horizons a meno del 15 percento di distanza da Plutone, i membri dell'Unione Astronomica Internazionale, responsabili della denominazione e della classificazione degli oggetti celesti, hanno votato in una riunione a Praga per rendere ufficiale l'accordo. Plutone e gli altri dovevano ora essere conosciuti come pianeti nani, che, contrariamente al significato originale di Stern, non erano pianeti. Erano un tipo completamente diverso di bestia. Perché ha scoperto Eris, il Brown di Caltech è talvolta accusato di degrado. Ha detto che sarebbe andato bene con entrambi i risultati, ma ha intitolato il suo libro di memorie del 2010 How I Killed Pluto e Why It Had It Coming .

"È imbarazzante", ricorda Stern, che non era a Praga per il voto. "È sbagliato scientificamente ed è sbagliato pedagogicamente." Ha detto lo stesso genere di cose pubblicamente al momento, in un linguaggio insolitamente schietto nel mondo della scienza. Tra gli argomenti più stupidi per retrocedere Plutone e gli altri, notò Stern, c'era l'idea che avere 20 o più pianeti sarebbe in qualche modo scomodo. Anche ridicolo, dice, è l'idea che un pianeta nano non sia realmente un pianeta. "Un sempreverde nano non è sempreverde?" Chiede.

Il disprezzo di Stern a malapena nascosto per ciò che considera follia delle varietà burocratiche e scientifiche non lo ha sempre affascinato con i colleghi. Un astronomo a cui ho chiesto di Stern ha risposto: "Mia madre mi ha insegnato che se non puoi dire niente di carino su qualcuno, non dire nulla". Un altro ha detto: "Il suo cognome è" Stern ". Questo ti dice tutto ciò che devi sapere. "

DeGrasse Tyson, da parte sua, offre un elogio misurato: "Quando si tratta di tutto, dal suscitare sentimenti pubblici a sostegno dell'astronomia alla difesa delle missioni di scienze spaziali alla difesa di Plutone, Alan Stern è sempre lì".

Stern ispira anche un'ammirazione meno riservata. "Alan è incredibilmente creativo e incredibilmente energico", afferma Richard Binzel, uno scienziato planetario del MIT che conosce Stern dai tempi della scuola di specializzazione. "Non so dove lo abbia preso."

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Stern è cresciuto a New Orleans e in seguito a Dallas. Suo padre era un dirigente d'azienda e sua madre rimase a casa con Alan e i suoi due fratelli. "Alan era consumato al 100% con i viaggi nello spazio all'età di 8 anni", ricorda suo fratello minore Hap, un avvocato di Dallas. "Voleva più di ogni altra cosa essere un astronauta". Quando Stern andò al college, nel 1975, il programma Apollo era terminato e il primo lancio della navetta spaziale era trascorso diversi anni, ma dopo aver trascorso un anno o due di laurea come " più lento ”- questa parola - ha iniziato a lavorare per diventare esattamente ciò che la NASA si aspetterebbe dai suoi candidati astronauti: un esagerato. "Da quel momento in poi ho conseguito la laurea in A", dice, laureandosi all'Università del Texas ad Austin con lauree in fisica e astronomia. Anche i suoi extracurriculari erano amici degli astronauti: ottenne la patente di guida, divenne istruttore di volo

Le persone fanno voti così tutto il tempo. Sono molto più facili da realizzare che da mantenere, specialmente quando il tuo obiettivo di carriera è qualcosa di irrealisticamente romantico come diventare un astronauta. e ho imparato a fare paracadutismo e immersioni subacquee.

Rimase ad Austin e prese la laurea specialistica in ingegneria aerospaziale e atmosfere planetarie. Ha assunto un posto di lavoro come ingegnere presso la compagnia aerospaziale Martin Marietta, lavorando su vari programmi satellitari. Quindi si è trasferito al Laboratorio di fisica atmosferica e spaziale dell'Università del Colorado, a Boulder, dove ha progettato e supervisionato uno strumento per un satellite destinato a studiare la cometa di Halley durante la sua visita del 1986. Quel satellite, tuttavia, era a bordo della navetta spaziale Challenger quando la nave esplose il 28 gennaio 1986, uccidendo il suo equipaggio di sette membri e mettendo in pausa il programma di voli spaziali umani degli Stati Uniti.

Stern era rimasto incuriosito dalle comete e finì per scrivere una tesi di dottorato sull'evoluzione di quei corpi ghiacciati, e inventò strumenti per studiarli. Il suo spettrografo ultravioletto catturerebbe la luce che rimbalzava nell'atmosfera temporanea di una cometa per scoprire di cosa fosse fatta. L'anno scorso, quando la sonda Rosetta dell'Agenzia spaziale europea divenne la prima in orbita di una cometa, uno degli spettrografi UV di Stern trovò la superficie della cometa sorprendentemente priva di ghiaccio d'acqua.

Dato quel risultato straordinario, Niente se non implacabile, Stern fece domanda al corpo degli astronauti tre volte dopo che la navetta aveva ripreso a volare nel 1988, e fu persino selezionata come una delle 130 tra le migliaia di candidati che erano venuti a Houston per intervistare. Alla fine, non è stato scelto. Ma sperava di avere un altro colpo quando la cometa Hale-Bopp illuminò il cielo notturno nel 1997. Adattò uno dei suoi strumenti per salire sulla navetta - e chi era meglio di farlo funzionare, ne era convinto, che lo stesso Stern? La NASA ha affidato la decisione a un comitato di astronauti, che ha deciso che la sua esperienza sarebbe stata essenziale, ed è stato euforico di dirigersi finalmente nello spazio.

All'ultimo minuto, tuttavia, la NASA mise in volo un astronauta canadese, sbattendo Stern. Lo disturba anche oggi ricordare la sua delusione. “Ero molto arrabbiato perché mi sono reso conto che non c'era ... il tempo stava per scadere. Non c'era modo che io ... fosse tutto fatto. Era un affare fatto. È l'unica volta nella mia vita che abbia mai pianto per qualcosa sul lavoro ”, afferma. "Voglio dire, l'ho appena perso."

Ma non lo ha rallentato. Oltre a supervisionare le missioni e un breve periodo come amministratore associato della NASA per la scienza, ha co-fondato una società chiamata Uwingu, che raccoglie fondi per attività di astronomia vendendo (ufficiosamente) i diritti di denominazione agli esopianeti e ai crateri su Marte. Ha anche co-fondato World View, che prevede di portare i turisti al limite dello spazio in mongolfiere ad alta quota, e un'altra compagnia, chiamata Golden Spike, per vendere missioni della Luna ai paesi che vogliono andare lì. E un progetto potrebbe realizzare il suo sogno di andare nello spazio lui stesso. Lui e il suo team di Southwest hanno progettato strumenti per i voli spaziali suborbitali progettati dalle compagnie private Virgin Galactic e XCOR Aerospace. Gli scienziati dovranno utilizzare gli strumenti e, afferma Stern, "Abbiamo acquistato un totale di nove posti" su voli separati. È determinato ad occuparne diversi.

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C'è un'altra causa, tuttavia, che lo ossessiona ancora più appassionatamente che viaggiare nello spazio. "Anche a scuola di specializzazione", ha detto Binzel, quando l'ho incontrato a Boulder, "Alan me ne stava parlando. È come Luke Skywalker. ”Quindi, in un'imitazione di Darth Vader:" Esplorare Plutone ... è il tuo destino. "

Gli scienziati planetari hanno appreso solo alcune cose su Plutone dalla sua scoperta: hanno bloccato l'orbita di 248 anni e osservazioni ravvicinate su come Plutone e Caronte si circondano hanno prodotto le loro dimensioni e masse. Da questi, si possono prevedere le composizioni: una miscela di roccia e ghiaccio. La maggior parte del ghiaccio su entrambi è acqua congelata, mentre la superficie del ghiaccio che ricopre la superficie di Plutone è principalmente azoto congelato. Le temperature superficiali si aggirano intorno a meno-380 gradi Fahrenheit.

New Horizons dovrebbe rivelare molto di più. Le telecamere a luce visibile non solo contano i crateri, ma mappano anche colline, valli, scogliere e crepe più piccole di un campo di calcio. I sensori a infrarossi mostreranno variazioni della temperatura superficiale, forse rivelando punti caldi che suggeriscono l'attività geologica. Un set di strumenti analizzerà la composizione chimica della superficie, mentre un altro, simile allo spettrografo a bordo di Rosetta, studierà l'atmosfera temporanea.

L'elenco delle domande è quasi infinito. Plutone ha un oceano di acqua liquida sotto la sua superficie ghiacciata, per esempio, come quelli sulle lune ghiacciate di Giove e Saturno? Quell'oceano nutre i geyser che si spruzzano nello spazio? Perché Plutone ha una percentuale maggiore di roccia sotto il ghiaccio rispetto a Caronte?

E poi ci sono le domande che gli scienziati non sanno nemmeno abbastanza da porle. "La grande lezione della scienza planetaria", afferma Stern, "è quando fai una prima ricognizione di un nuovo tipo di oggetto, dovresti aspettarti l'inaspettato".

Il giorno dell'incontro, la moglie di Stern, Carole, e i loro tre figli, insieme a genitori, fratelli, nipoti e nipoti, e diversi cugini, si uniranno a lui nel quartier generale della missione. "Non riesco a immaginare di non essere lì", dice la figlia più giovane di Stern, Kate, 24. "È come se tu fossi sposato e tua moglie partorisse e tu non ti presenti."

Già l'approccio del veicolo spaziale sta facendo notizia. Ad aprile, la NASA ha pubblicato le prime immagini a colori di Plutone e Caronte da New Horizons. Le migliori fotografie devono ancora arrivare. Alcuni amanti di Plutone hanno ipotizzato che, nel mettere a fuoco questa macchia sfocata, New Horizons potrebbe trovare un motivo per ripristinare il suo stato planetario. È un'idea romantica, ma Stern non è convinto. Si concentra invece sui dettagli dell'incontro, sui dati già trasmessi e su una nuova comprensione di un oggetto che ha catturato la sua attenzione per più di due decenni e ha confuso il mondo per otto e mezzo. “Dice qualcosa di molto profondo sugli umani e sulla nostra società, qualcosa di molto buono su di noi, che abbiamo investito il nostro tempo e il nostro tesoro nella costruzione di una macchina in grado di volare attraverso tre miliardi di miglia di spazio per esplorare il sistema Plutone. Ma ", continua, " rende difficile celebrare e apprezzare quel risultato nel contesto di una discussione costante sulla decadenza di Plutone ".

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