La missione DART della NASA: il Politecnico di Milano e la scienza italiana al centro del successo

Deviare la traiettoria di un asteroide in rotta di collisione con la Terra, attraverso un impatto controllato a tutta velocità con una sonda spaziale. Questa è stata la sfida della missione DART (Double Asteroid Redirection Test) della NASA, conclusa con successo il 26 settembre 2022, in cui il Politecnico è stato direttamente coinvolto come parte del team scientifico. I primi risultati sulla missione DART sono stati pubblicati sull’autorevole rivista Nature in tre diversi articoli, di cui è coautore il ricercatore Fabio Ferrari del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali del Politecnico di Milano. L’articolo “Successful Kinetic Impact into an Asteroid for Planetary Defense” descrive il successo del test della tecnologia di impatto cinetico sull’asteroide Dimorphos. La missione DART è stata la prima a testare questa tecnologia su scala reale, dimostrando che si tratta di una tecnica efficace per la difesa planetaria contro possibili minacce asteroidali. Lo studio “Ejecta from the DART-produced active asteroid Dimorphos” descrive le osservazioni effettuate con il telescopio spaziale Hubble sul materiale espulso dall’impatto di DART con l’asteroide Dimorphos. Le osservazioni hanno mostrato una morfologia complessa dell’ejecta (tipicamente, in vulcanologia, l’ejecta è il risultato di un’eruzione esplosiva in cui grandi quantità di gassi dissolvono in lava estremamente viscosa), condizionata dall’interazione gravitazionale tra l’asteroide e la polvere, sotto l’influenza della pressione della radiazione solare. Infine, l’efficacia dell’impatto cinetico di un satellite nell’evitare una potenziale collisione con la Terra è dimostrata in “Momentum Transfer from the DART mission Kinetic Impact on Asteroid Dimorphos“, di cui è coautore il professore di Meccanica del volo del Politecnico, Michele Lavagna. L’articolo quantifica l’effetto di deflessione (in fisica la deflessione è l’evento in cui un oggetto colpisce e rimbalza contro una superficie piana) prodotto dall’impatto ad alta velocità sull’orbita del sistema binario Didymos, mostrando come l’espulsione dei frammenti generati abbia contribuito ad aumentare l’efficienza dello scambio energetico tra la sonda e l’asteroide.

Il ruolo cruciale della scienza italiana nella missione DART

Il Politecnico di Milano fa parte del team scientifico della missione DART e ha contribuito allo studio delle dinamiche evolutive dell’asteroide binario Didymos. Queste includono il moto e la stabilità del sistema binario, nonché la struttura interna dei due asteroidi Didymos e Dimorphos. Il Politecnico ha inoltre svolto un ruolo decisivo nella caratterizzazione del moto dei frammenti espulsi a seguito dell’impatto e della loro morfologia osservata attraverso telescopi orbitali e terrestri.

“DART è un momento storico per l’esplorazione spaziale: non è solo il primo test di difesa planetaria, ma è anche la prima volta che visitiamo un asteroide binario (un sistema in cui due asteroidi orbitano attorno a un baricentro comune) e in cui abbiamo l’opportunità di osservare come un asteroide può reagire a una sollecitazione esterna”, spiega FabioFerrari, co-autore degli studi scientifici su DART. Questo ci ha permesso – e ci permetterà ancora nei prossimi mesi – di studiare la struttura e la storia evolutiva di questi corpi celesti, così vicini a noi ma ancora poco conosciuti”.

LICIACube, la sonda italiana, prima europea a viaggiare nello spazio profondo, ha avuto un ruolo fondamentale nell’acquisizione di immagini durante e dopo l’impatto di DART: immagini che aiutano a comprendere la composizione e la struttura di Dimorphos e la dinamica del sistema binario di asteroidi, grazie alla registrazione della sequenza di formazione dei frammenti dopo l’impatto e la loro espansione nello spazio circostante nei minuti successivi alla collisione di DART. “È la prima volta che si tenta di deviare un corpo celeste dal suo percorso orbitale naturale in modo percettibile e significativo misurandone, contemporaneamente l’efficacia”, aggiunge Michele Lavagna. Ed è soprattutto la prima volta che l’impatto è stato testimoniato da un satellite estremamente piccolo.  Il Politecnico di Milano, insieme all’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), ha contribuito alla progettazione e alla guida di questo piccolo satellite scientifico ed è attivamente coinvolto nell’analisi scientifica delle immagini acquisite per ricostruire l’evoluzione del moto dei frammenti generati.

• “Successful Kinetic Impact into an Asteroid for Planetary Defense (nature.com)
• Ejecta from the DART-produced active asteroid Dimorphos (nature.com)
• Momentum Transfer from the DART Mission Kinetic Impact on Asteroid Dimorphos (nature.com)