Gli scienziati hanno scoperto vere e proprie autostrade nello spazio. Attraverso di loro, una eventuale navicella può raggiungere rapidamente la periferia del sistema solare.
Il risultato è descritto in un articolo scientifico pubblicato sulla rivista Science Advances.
Bisogna immaginare un’auto che percorre migliaia di chilometri e solo occasionalmente accende il motore, le sonde spaziali, ad esempio, coprono le distanze in questo modo.
Anche la luna non è raggiungibile con il motore sempre acceso: non c’è abbastanza carburante. E quindi su come volare in questo modo verso pianeti lontani, non ci possono essere dubbi. Pertanto, gli specialisti sono costretti a calcolare i voli in modo che l’apparato si muova quasi tutto il tempo per inerzia (più precisamente, sotto l’influenza della gravità del sole).
Per modificare la traiettoria della sonda e darle un’accelerazione aggiuntiva, gli ingegneri spaziali usano gli incontri planetari. La gravità del pianeta agisce come una sorta di calcio, inviando l’apparato lungo il percorso desiderato alla velocità richiesta.
Il calcolo di tali voli è quella che viene definita “un’arte vera e propria”. E spesso gli astronomi devono aspettare anni perché i pianeti si allineino nel modo giusto e sarà possibile lanciare una eventuale sonda.
Gli autori del nuovo studio hanno scoperto un’intera classe di nuove traiettorie lungo le quali la sonda può volare rapidamente alla periferia del sistema solare. Un tale volo non sarà inferiore in velocità al movimento dei Voyager, che hanno lasciato l’eliosfera in 40 anni. Inoltre, lo studio mostra come un piccolo oggetto come una cometa o un asteroide possa viaggiare da Giove a Nettuno nel giro di decenni.
Scienziati provenienti dalla Serbia e dagli Stati Uniti hanno effettuato simulazioni al computer che tengono conto della gravità di sette pianeti nel sistema solare (da Venere a Nettuno). Hanno lanciato milioni di corpi di prova in volo virtuale lungo varie traiettorie che si trovano tra la fascia principale degli asteroidi e Urano. Gli astronomi hanno seguito il movimento dei loro “soggetti di prova” per cento anni.
La maggior parte delle orbite, come previsto, si è rivelata abbastanza stabile. Ma è stata anche scoperta una classe di traiettorie su cui la gravità di Giove (ricordiamo che questo è il pianeta più grande del sistema solare) non consente all’oggetto di ruotare silenziosamente attorno alla nostra stella. O lancia il corpo alla periferia del dominio del Sole o lo costringe a cadere su un pianeta gigante.
Dei milioni di oggetti virtuali, solo poche dozzine sono caduti su Giove. Ma circa duemila che sono partiti per un lungo viaggio, hanno raggiunto l’orbita di Urano in media in 38 anni e Nettuno in 46 anni. Il 70% dei corpi che hanno ricevuto un “calcio gravitazionale” da Giove ha lasciato il sistema solare in meno di un secolo. E i “messaggeri” più veloci hanno affrontato il volo su Nettuno in appena un decennio.
Per fare un confronto, anche la Voyager 2 ha volato da Giove a Nettuno per dieci anni. Ma era una traiettoria appositamente calcolata, che, per di più, veniva corretta di volta in volta con l’aiuto dei motori.
Nel frattempo, per gli asteroidi e le comete che non possono correggere la loro traiettoria nel tempo, il tempo tipico per una tale migrazione va da decine di migliaia a centinaia di milioni di anni.
In futuro, gli scienziati saranno in grado di tenere conto delle nuove possibilità durante la pianificazione delle missioni spaziali e il monitoraggio del movimento di asteroidi e comete.
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