Categoria: space

Moon’s fossil bulge

Come trattare brevemente (e sommariamente come mi si confà) un tema che merita lunghi trattati, che sono poi solo il frutto (giustamente dettagliato) di lunghi studi e tentativi.

Ad ogni modo, quando abbiamo la forza (ed i coraggio) di staccare il mento dal petto, il fatto che abbiamo un bel satellitone naturale che ci protegge non passa certamente inosservato.

Ma la luna, e questa non è certo una novità, nasconde ancora tanti segreti. Molti (praticamente tutti) oggetti nel nostro sistema solare hanno una specie di rigonfiamento all’equatore. Ovvero lungo le loro sezioni centrali si tende ad accumulare più massa a causa della rotazione (se lo fate con una trottola ve ne convincete velocemente) attorno al proprio asse.

La luna, anche in questo, è però speciale. Ha si il suo bel rigonfiamento equatoriale, che dovrebbe essere dell’ordine dei 200 metri, ma molto più pronunciato di quanto ci saremmo aspettati. Il rigonfiamento, infatti, è circa 20 volte maggiore! I molteplici crateri da impatto ed i vari bacini lunari hanno comunque “smussato” questo rigonfiamento, che rimane comunque sostanzialmente maggiore di quanto ci saremmo aspettati considerando la sua velocità di rotazione: un giro completo in circa 28 giorni.

Ovviamente la cosa è sufficiente per stuzzicare la mente umana e dedicarsi quindi a chiedersi il perché di tale anomalia (se non altro per dimostrare che i calcoli su tutti gli altri satelliti naturali li sappiamo fare e che la “teoria” è salva…). Bene, da simulazioni numeriche, riportati qui in Geophysical Research Letters, pare che gli strati esterni della luna si debbano esser congelati nella loro attuale configurazione circa 4 miliardi di anni fa (no, noi non eravamo ancora a spasso per il globo) per cristallizzare il notevole rigonfiamento equatoriale. E prima di quell’epoca, evidentemente, la luna ruotava su se stessa ad una velocità molto maggiore di oggi, il che quindi generava un rigonfiamento equatoriale notevolmente maggiore.

Questo scenario ha inevitabilmente un impatto anche su tutta l’evoluzione del sistema Terra-Luna. Oggi, infatti la luna ruota attorno a se stessa alla stessa velocità con cui ruota attorno alla Terra.

The Moon currently recedes from the Earth at a rate of about 4 centimeters per year according to lunar laser ranging observations from the Apollo missions. The recession is believed to result from gravitational or tidal interaction between the Earth and Moon. The same process also causes Earth’s rotation to slow down and the length of day to increase.

Ma per soddisfare tale scenario in passato la luna deve aver orbitato attorno a noi ad una velocità molto più alta ed anche la velocità con cui la Terra ruotava attorno al proprio asse (che in ultima analisi contribuisce al momento angolare di tutto il sistema Terra-Luna) deve esser diminuita più lentamente del previsto. Ciò ha infatti determinato una più lenta diminuzione della velocità di rotazione della luna attorno a se stessa che ha dato il tempo al rigonfiamento equatoriale di fissarsi al suo stato dell’epoca.

The timing and necessary conditions of this fossil bulge formation have remained largely unknown given that no physical models have ever been formulated for this process. Using a first-of-its-kind dynamic model, Zhong and his colleagues determined that the process was not sudden but rather quite slow, lasting several hundred million years as the Moon moved away from the Earth during the Hadean era, or about 4 billion years ago. But for that to have been the case, Earth’s energy dissipation in response to tidal forces-which is largely controlled by the oceans for the present-day Earth-would have to have been greatly reduced at the time.

E non è tutto; la cosa ci porta “facilmente” ad un’altra considerazione. Il fatto che la velocità di rotazione della Terra non stesse rallentando così rapidamente suggerisce che il nostro pianeta fosse praticamente un corpo semi-solido (altrimenti il movimento di masse liquide avrebbe introdotto una forza d’attrito frenante). Ovvero non vi era traccia di alcun oceano che rallentasse la velocità di rotazione del nostro pianeta, almeno per primi 500 milioni di anni… O, in alternativa, gli oceani esistevano ad uno stato ghiacciato, almeno in gran parte (probabilmente a causa del minore livello di emissione di calore/radiazioni da parte del nostro Sole).

Earth’s hydrosphere, if it even existed at the Hadean time, may have been frozen all the way down, which would have all but eliminated tidal dissipation or friction

Tema che merita maggiori approfondimenti, o almeno maggiori riflessioni, magari durante una notte di luna piena.

WU

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La misteriosa Zuma

Cosa sappiamo (praticamente niente):

– partita da Cape Canaveral alle 10.15 pm ET lo scorso 07.01.18 dopo un ritardo di circa un mese legato ad un problema del lanciatore e non al satellite.
– lanciata con un vettore SpaceX, il Falcon 9. Quello con il primo stadio riutilizzabile, per intenderci, che è prontamente tornato a terra, con successo.
– che tutta la fase di lancio è andata per il meglio ed il satellite si è separato dal primo stadio del lanciatore diretto verso l’orbita (bassa) richiesta.

That would have placed Zuma, which appears headed for a similar orbit inclined about 50 degrees relative to the equator, according to publicly available information, close to USA 276 once in orbit. Observations post-launch will attempt to confirm if Zuma performs an orbital dance with USA 276, the ISS, or both.

– il committente è il governo americano (più precisamente la difesa) e il satellite è stato realizzata dalla Northrop Grumman (NG).

Il tutto fantasticamente riassunto in un vuoto presskit, qui.

Cosa NON sappiamo (praticamente tutto):

– il carico a bordo del satellite
– lo scopo della missione
– la vita operativa ed i dettagli dell’orbita
– come sono stati usati i soldi dei contribuenti e se in qualche modo la sonda è interessata anche alle “attività d’oltre oceano”
– chi sarà incaricato di gestire (e deorbitare?) il satellite
– cosa ci vola sopra la testa… praticamente tutto.

L’alea di mistero aumenta, come nella natura umana, l’idea di complottismo che la missione ci da. Il fatto che ci sia dietro la Difesa US sembra un setting prefetto per qualche X-files versione 2018, ma a parte la nostra innata propensione al mistero rimane il fatto che di Zuma sapremo (forse) le gesta solo a posteriori.

PS. E, a dirla tutta, non è (ovviamente) la prima volta. La terza per Space X, anche se in questo caso il livello di segretezza è decisamente superiore ai precedenti…

SpaceX has two national-security launches under its belt, and in both cases basic details about the mission were announced. One flight, in May 2017, lofted a satellite for the National Reconnaissance Office, which builds and operates the nation’s fleet of spy satellites. The other, which launched in September, launched the robotic X-37B space plane for the U.S. Air Force

PPSS @ 09.01.18. Ed il mistero continua… Sembra infatti che il satellite non abbia mai raggiunto l’orbita obiettivo. Anzi, il satellite pare, come nelle migliori spy story, essere letteralmente scomparso nel nulla. Nessun cenno, nessun rilevamento.

E’ probabile che il satellite non si sia mai separato dall’ultimo stadio del lanciatore e sia rientrato nell’atmosfera bruciandosi. Anzi, questa sarebbe la spiegazioni più semplice alla scomparsa del satellite, poi tutto in questo caso, fino al rapimento alieno ed alla congiura governativa va bene.

Ora, se le cose stessero veramente così ci sono due possibili “colpevoli”. Se è il satellite a non essersi mai separato, la NG dovrà corrispondere molte risposte, scuse e penali alla Difesa american. Se invece è stato l’ultimo stadio del Falcon 9 a non separarsi correttamente, invece, sarebbe una bella battuta d’arresto per Space X (… che punta a breve a portare uomini a bordo) ed anche in questo caso parecchie giustificazioni dovranno esser messe sul tavolo, se non altro per non perdere i lanci super-segreti per conto dei militari. Come complottismo vuole ne NG ne Space X rilasciano dichiarazioni… a noi mortali.

PPSS @ 10.01.18. A quanto pare un po’ di luce si sta facendo. E non di certo per merito delle dichiarazioni ufficiali, bensì grazie a tutti i curiosi che a vario titolo si sono messi a studiare la traiettoria e le stranezze di Zuma.

Beh, pare che Space X possa a ragione continuare a dichiarare che tutta la sequenza di lancio a suo carico sia stata assolutamente nominale. Zuma pare infatti non essersi mai separato dall’ultimo stadio del lanciatore, che ha correttamente completato la sua traiettoria rientrando e bruciando nell’atmosfera. Zuma è rimasto semplicemente li seguendo le sorti del suo compagno.

A questo punto è chiaro che “la colpa” dell’ingloriosa fine del misterioso satellite è legata al sistema di separazione. Tipicamente tale sistema di separazione si compra o è a carico del lanciatore. Ovviamente se si tratta della segretezza di Zuma le cose non sono così semplici. Pare infatti che il sistema incriminato, forse per non divulgare assolutamente a nessuno le specifiche dell’interfaccia del satellite, sia stato progetto e realizzato direttamente dalla NG.

… A questo punto parrebbe che le responsabilità siano ben definite, con buona pace dei complottisti e delle assicurazioni della NG.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apa

Un tempo doveva essere una cosa abbastanza usuale. Un tempo intendo quando noi essere umani non eravamo ancora a zonzo. Un tempo quando il nostro pianeta stava decidendo come disegnarsi e che livrea presentarci.

Oggi di nuove isole che si formano a seguito di qualche guizzo della Terra ne esistono, ma che perdurano per più di qualche anno, a quanto ne sappiamo, no.

Ovviamente (altrimenti non stari qui a sbrodolare) Hunga Tonga-Hunga Ha’apa fa eccezione. Incastonata nell’arcipelago di Tonga, la nuova isola si è formata in seguito all’eruzione del vulcano sottomarino Hunga Ha’apai nel 2014 e dalle prime analisi (o forse impressioni) doveva rimanere li per solo qualche mese. Ovviamente così non è stato.

L’eruzione ha riempito il cielo ed il mare di polvere e detriti che quando si sono finalmente depositati e stabilizzati hanno schiuso agli occhi del mondo (beh… più che altro dei satelliti) un bel isolotto con una sommità di ben 120 m. Ora, di solito le isole vulcaniche non sono particolarmente resistenti, dato che sono una catasta di detriti facilmente erosi da vento ed acqua. In questo caso, però, sembra che le acque tiepide dell’oceano, interagendo con la calda polvere vulcanica, abbiano formato uno strato roccioso decisamente resistente.

Siamo, invece, davanti alla prima isola “nuova” che possiamo vedere nell’era dei satelliti e nell’osservazione della Terra dallo spazio. La possiamo vedere dalla sua formazione e durante la sua evoluzione. Oggi stimiamo che dovrebbe sopravvivere almeno per una trentina d’anni, ma direi che le variabili in gioco sono troppe per credere a queste stime…

Il team della Nasa ha calcolato due potenziali scenari che ne potrebbero influenzare la durata. Il primo è un caso di erosione accelerata da abrasione delle onde che, in 6 o 7 anni, piano piano distruggerebbe il cono di tufo lasciando solo un ponte di terra tra le due isole più grandi adiacenti. Il secondo scenario presume un tasso di erosione più lento che lascerebbe intatto il cono di tufo per circa 25-30 anni.

E con l’isola si è creata una sua flora ed una sua fauna, insomma, un ecosistema completo. Completamente nuovo ed intonso; “lasciamolo stare” lo devo dire?

WU

Juno – artista planetario

Quel limite sottile che divide la scienza dall’arte è spesso valicato involontariamente dalla natura e delle osservazioni che facciamo di essa. Il fascino di ciò che ci circonda non ha tempo e non chiede di esser visto. Esiste e se noi volgiamo coglierlo (o, meglio, osservarlo senza disturbarlo o rovinarlo) è li pronto a riempirci il cuore e la mente. Se poi siamo distratti/frettolosi/ingenui osservatori, poveri noi. Al creato poco importa.

Tutto questo cappello un po’ fintamente poetico, un po’ fintamente religioso per sottolineare l’aspetto artistico di uno degli apici dei derivati della “sterile” tecnologia. La sonda Juno è un ammasso di acciaio, cavi, sondi, telecamere, pannelli solari, motori e propellente che vaga nelle profondità del nostro sistema solare dal 2011. E’ poco più di un anno che ha raggiunto la sua destinazione, Giove, e da allora si è messa a fare l’ennesimo osservatore silenzioso. Il nostro occhio remoto in un affascinante e maestoso angolo del sistema solare.

JunoPics.png

Le ultime immagini che ci ha spedito questo ammasso di tecnologia sono si dati e bit da “decifrare”, ma sono anche arte. Ciò che una tempesta, si gioviana in questo caso, può dire sono tante sull’atmosfera ed il clima del pianeta, ma sono tante anche su come la natura può creare (e sa creare) il bello.

La cosa che mi intriga di più è che non credo avremo mai l’obiettività e l’ingenuità necessaria per valutare il fascino di ciò che vediamo attorno a noi quotidianamente e certe cose ci folgorano solo perché extra qualcosa.

WU

PS. Queste sono solo le ultime in ordine cronologico, ma la missione ci sta effettivamente regalando una galleria d’arte (e la rete ne è effettivamente piena, e.g.), per me uno di quei risultati che allargano la mente anche per i “non addetti ai lavori”.

C/2017 U1 (Oumuamua), il monolite viandante

Di questo strano, unico, tanto atteso, a tratti immaginato, caricato di aspettative, lontano, misterioso, leggendario prima ancora di averlo mai visto, oggetto avevamo già parlato qui.

Viene da oltre i confini del nostro sistema solare e già questo è sufficiente. Ma c’è di più. Dato l’interessante traiettoria più accurate osservazioni sono state condotte e dall’analisi dei dati è venuto fuori che:

Spectroscopic measurements show that the object’s surface is consistent with comets or organic-rich asteroid surfaces found in our own Solar System. Light-curve observations indicate that the object has an extreme oblong shape, with a 10:1 axis ratio and a mean radius of 102±4 m, assuming an albedo of 0.04. Very few objects in our Solar System have such an extreme light curve.

Ovvero siamo davanti ad una sorta di lastra di roccia e ferro, lunga quasi 400 metri, larga una quarantina es abbastanza piatta. Il mitico monolite di Kubrikiana memoria (anche se l’accostamento è fin troppo semplice da essere quasi banale).

The highly elongated shape of Oumuamua implied by its large light-curve range is very unusual. If the object is cigar-shaped and rotating around its shortest axis, it must have at least some tensil strenght.

Si tratta, quasi sicuramente di un asteroide dato che non ci sono tracce di attività cometaria (ghiaccio che sublima e crea una qualche forma di coda) all’avvicinarsi al nostro sole. Un solido masso temprato dalle profondità interstellari. E per di più di colore rossiccio a causa della più che prolungata esposizione dei suoi metalli alle radiazioni cosmiche.

Oumuamua’s red surface color is consistent with the organic-rich surfaces of comets, D-type asteroids, and outer solar system small bodies […], are consistent with uniform colors over the whole surface of the object. This suggests that ‘Oumuamua’s reflectivity is indistinguishable from small bodies in our own solar system but the inferred shape is unique.

Come se non bastasse Oumuamua gira molto rapidamente attorno al proprio asse di rotazione: ogni giro dura solo 7,3 ore, come nessun altro oggetto spaziale finora scoperto. Di nuovo.

An analysis of ‘Oumuamua’s lightcurve (Figure 3, see Methods) indicates its rotation period is ~ 7.34± 0.06 hours under the custom-ary assumption that the double-peaked lightcurve is dominated by the shape of the object. No other period gives a satisfactory re-phased lightcurve and the value is not unusual for objects of this size. […] Oumuamua are more likely to have greater mechanical strength capable of sustaining a highly elongated shape.

L’unica cosa certa è che il sigaro interstellare non ci colpirà, l’unica speranza (ovviamente tanto più vana quanto maggiore è la distanza del passaggio dalla Terra, tanto per legarla a qualcosa di misurabile) è che la lastra, come il cinematografico monolite ci porti la saggezza necessaria. Non ardisco a conquistare spazio e tempo, solo a sopravvivere senza fare troppi danni.

WU

PS. Siamo passati da un poco poetico 1I/2017 U1 ad Oumuamua:

1I/2017 U1 has been named Oumuamua, which in Hawaiian reflects the way this object is like a scout or messenger sent from the distant past to reach out to us.

Asgardia: la nascita della nazione?

Mi ci ero già imbattuto qui. Ma la cosa mi continua ad affascinare molto più di qualunque nazione “con i piedi a terra” (dicitura la cui interpretazione può dipendere molto dalla nazione in questione). Ad ogni modo l’idea della prima nazione spaziale è andata avanti (il che conferma, qualora ce ne fosse bisogno, la potenza dei soldi; non dimentichiamo che l’idea parte dalla mente dello scienziato e miliardario russo Igor Ashurbeyli…).

In data astrale 12.11.17 è stato lanciato il primo satellite della nazione spaziale. E questo, già di per se, è un indubbio successo. Praticamente un cubotto di meno di 3 kg che rappresenta il 100% del territorio asgardiano e la stessa percentuale dei suoi sogni.

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Fuori da qualunque vincolo (e questo è potenzialmente un bene ed un male) con le nazioni terrestri, Asgardia è la terra di tutti (open, libera, pacifica, etc. etc.), ma per il momento, di nessuno.

Il satellite è partito dalla base Nasa, Wallops Flight Facility come compagno della (estremamente più grande e… quella che pagava sostanzialmente il lancio) Cygnus destinata a rifornire la ISS; Asgardia-1 sarà rilasciato prima dell’attracco alla ISS.

Il satellitino contiene praticamente solo dati, circa mezzo tera dato che i primi 100000 abitanti della fanta-spazio-nazione avevano la possibilità di caricare fino a 500 kB ciascuno di foto, testi, immagini, e cose del genere (ai successsivi 400000 lo spazio era ridotto a 200 kB).

Praticamente una bandiera virtuale per mettere un segnaposto, piccolo ma pur sempre spaziale, al nostro sogno di liberà.

 

WU

LAGEOS, the time capsule

Laser Geodynamics Satellites (LAGEOS) is a couple of (artificial… of course) satellites orbiting around our Earth. Their original aim was to provide an orbiting laser ranging benchmark for Earth geodynamical studies. It was back in the 1976 when LAGEOS-1 was launched by NASA followed in 1992 by LAGEOS-2 (NASA and ASI…). Two launches without too much claim and advertising for one of the most long-lasting missions ever conceived.

Both satellites are actually two balls (looking like golf balls) made of high-density passive laser reflectors. More in detail, they are brass spheres covered with aluminium of 60 cm diameter and 400-410 kg mass. Spread over they surfaces there are 426 reflectors made of glass and germanium. Measurements can be made by transmitting from Earth ground stations pulsed lasers toward the satellites that reflect the pulses and measuring the travel times. In addition the shape, attitude-independent measurements and the orbit allows for using the satellites also for determine the geoid shape, the tectonic plate movements, and the distortion predicted by the general relativity caused by a rotating mass.

In the end the two satellites are completely passive, without any attitude control means and without any electronic on board. In order to provide a stable reference for geodynamical studies (which means an extremely high accuracy in determining the positions of points on the Earth), the golf balls have been placed in very stable medium altitude orbits at about 5900 km altitude.

As a consequence of the orbital altitude, shape and mass of the satellites, LAGEOS-1 (LAGEOS-2 has very similar features…) is doomed to reentry on Earth in … 8.400.000 years! At some point in more than 8 millions years some of our descendant (…or any other species enough intelligent to survive to us) will see a ball coming from the past.

A real time capsule.

This was luckily clear already at the time of launch. LAGEOS-1 indeed carries a plaque, made by C. Sagan (of course…) indicating the future of the humanity expected at the time of satellite launch.

LAGEOS1.png

The plaque includes the numbers 1 to 10 in binary. In the upper right is the earth with an arrow pointing to the right, indicating the future. It shows a #1 indicating 1 revolution, equaling 1 year. It then shows 268435456 (in binary; 228) years in the past, indicated by a left arrow and the arrangement of the Earth’s continents at that time. The present is indicated with a 0 and both forward and backward arrows. Then the estimated arrangement of the continents in 8.4 million years with a right facing arrow and 8388608 in binary (223). LAGEOS itself is shown at launch on the 0 year, and falling to the Earth in the 8.4 million year diagram.

I’ll never see the satellites with my own eyes (well… I guess), and I can imagine the astonishment of anyone seeing that plate in millions of years (it si much more than a fossil we can discover nowadays!) .

My hope, as per today, is that the satellites will be still checked (even form time to time) for the millenniums to come, to avoid that far from eyes the satellites will be forget while they can still be considered as alive.

WU