Per New Horizons, la sfida principale è trovare Plutone

Una fotografia di Plutone e Caronte scattata da LORRI e sovrapposta a un'altra foto a colori scattata a risoluzione minore da MVIC.

A 4.7 miliardi di chilometri dalla Terra, una piccola sonda americana sta sfrecciando verso la sua tanto attesa destinazione, il pianeta nano Plutone. Il 14 Luglio, New Horizons tenterà di attraversare il sistema di Plutone e delle sue cinque lune attraverso un sottilissimo corridoio immaginario largo appena 100 per 150 chilometri. Il tutto mentre continua a viaggiare a 49600 chilometri orari.

Il problema più grande di una simile impresa è la navigazione. Plutone fu scoperto nel 1930, cioè 85 anni fa, mentre il suo periodo di rivoluzione è di 248 anni. Ciò significa che non l'abbiamo ancora potuto osservare percorrere un'orbita intera: un grosso ostacolo che ci impedisce di conoscere con esattezza la posizione di Plutone. Non conoscendo precisamente dove si trova Plutone, centrare un corridoio di 100 per 150 chilometri non sarà facile. A peggiorare la situazione è la distanza stessa di Plutone: per fare andata e ritorno, un qualunque segnale impiega nove ore. Modificare la traiettoria di New Horizons in tempo reale è impossibile.
"Tutto è estremo in questa missione," spiega Bobby Williams, che presso la KinetX Aerospace guida il team di navigazione di New Horizons. La sonda passerà a 13695 km dal centro di Plutone, e a 12500 km circa dalla sua superficie - una distanza dettata dalla velocità di New Horizons e dalla velocità con cui riesce a ruotare i suoi strumenti e puntarli verso gli obiettivi predefiniti. Il tutto mentre Plutone viene tirato di qua e di là come in una gara di tiro alla fune dal suo satellite principale, Caronte, che è talmente massiccio rispetto al pianeta nano da aver trascinato il baricentro del sistema al di fuori di Plutone stesso. I due infatti sono spesso considerati un sistema binario.

Ma non finisce qui: dopo l'incontro, New Horizons dovrà continuare a seguire la sua traiettoria desiderata, in modo da trovarsi al momento giusto nel posto giusto per poter osservare quattro occultazioni: due solari (Plutone-Sole e Caronte-Sole) con il suo strumento Alice e due radio (Plutone-Terra e Caronte-Terra) con la sua antenna REX.

"Se fossimo un orbiter, potremmo fallire alcune misurazioni e cercare di ripeterle con più calma più tardi," spiega Williams. "Ma non siamo un orbiter."

New Horizons è stata inviata verso Plutone un po' alla cieca: gli scienziati infatti speravano che le immagini di navigazione scattate dalla fotocamera LORRI avrebbero consentito di calcolare con maggiore precisione la posizione di Plutone, tramite parallasse. Purtroppo, questo metodo permette solamente di calcolare la posizione di Plutone, e non la sua distanza. Questo sarà possibile solo negli ultimi giorni prima dell'incontro, quando ormai sarà troppo tardi per manovrare.

"Non possiamo dire se è piccolo e vicino o grande e lontano," spiega Fran Bagenal dell'Università del Colorado a Boulder. "È un problema molto interessante che non abbiamo mai dovuto affrontare con un altro pianeta."

New Horizons ha già eseguito una manovra di correzione del percorso (TCM 16B2) il 14 Giugno, quando tramite un'accensione del sistema di propulsione ha variato la sua velocità di 0.52 metri al secondo (1.8 chilometri orari), aggiustando la sua traiettoria di 760 km e correggendo un ritardo di 84 secondi. Un'ulteriore manovra è prevista per il 1° Luglio, ma ancora non se ne conoscono i dettagli. L'ultima possibilità di manovra è prevista per il 4 Luglio, dopodiché gli scienziati non potranno più accendere il motore di New Horizons fino alla fine dell'incontro.

Solo negli ultimissimi giorni pre-incontro New Horizons sarà abbastanza vicina da poter calcolare la distanza di Plutone, ma ormai sarà troppo tardi per effettuare manovre. Se però Plutone si rivelerà molto più vicino o lontano del previsto, gli ingegneri potranno scegliere di anticipare o ritardare la sequenza scientifica, in modo da non puntare gli strumenti verso spazi vuoti ma verso le superfici di questi lontani mondi.

"Sarà troppo tardi per poter eseguire manovre e cambiare traiettoria," spiega William Owen del JPL. "L'unica cosa che potremo fare sarà calcolare quando davvero l'incontro con Plutone sarà rispetto a quando pensavamo che sarebbe stato, calcolare la differenza e applicarla alla nostra sequenza."

La situazione è talmente complessa che New Horizons fa affidamento a due team di navigazione: quello principale è la KinetX Aerospace, ma da qualche anno la NASA gli ha affiancato un team indipendente del JPL.

In casi come questo, la storia ci può essere maestra: basta pensare al caso di Voyager 1, che visitò Saturno nel 1980. Tutto sembrava perfetto fino a una settimana e mezza prima dell'incontro, quando gli ingegneri si accorsero che Voyager aveva eseguito una manovra non prevista.

Per un resoconto completo della missione, di Plutone e delle sue cinque lune, vi rimandiamo a questa nostra guida dell'incontro.