Esplorazione spaziale

«Terra - la culla dell'umanità, ma non si può vivere per sempre in questa culla.»

(Konstantin Ėduardovič Ciolkovskij)

Modulo di discesa originaleВосток-1(Vostok 1), primo volo umano nello spazio, pilotato daJurij Gagarin.

L'esplorazione spazialeè l'esplorazione materiale dellospazioeseguita medianteveicoli spaziali,con o senza equipaggio a bordo. Rientra all'interno dell'astronautica.

Storia

IlSaturn Vdurante il lancio dell'Apollo 4

LoSputnik 1(incirillicoСпутник,"Compagno di viaggio" ) fu il primosatellite artificialein orbita intorno allaTerranella storia.

Premesse

Le motivazioni ideali all'origine dei viaggi spaziali e dell'astronautica sono state molteplici e variabili nelle diverse epoche storiche. L'esplorazione dell'ignoto, il progresso scientifico, quello tecnologico, e la competizione internazionale tra le potenze del nostro pianeta sono stati i motori più forti.

tecnologico necessario ad effettuare i primi viaggi spaziali partì dalla ricerca di prestigio e dalla necessità di supremazia tecnologica da parte di alcuni stati, motivi per cui nacque la corsa allo spazio dagli anni cinquanta del XX secolo.

Attualmente tuttavia gli scopi prevalenti delle missioni robotiche nello spazio sono scientifici: astrofisica, astronomia, osservazione della Terra e monitoraggio delle risorse del pianeta, geofisica e geodesia, controllo del territorio, navigazione assistita, studio del sistema Solare, telecomunicazioni televisive ed internet. L'astronautica attuale, con il lavoro di astronauti in orbita attorno alla terra spazia in settori che vanno dagli ambiti medici, dalla scienza dei materiali, della propulsione, del comportamento ed altri ancora.

Nel corso della storia l'interesse e lo studio dello spazio extraterrestre da parte umana risale comunque a epoche remote e difficilmente identificabili. Fin dalle prime testimonianze relative ad epoche preistoriche l'uomo ha osservato e rappresentato elementi celesti, ma solamente dalla seconda metà del XX secolo, con l'evoluzione delle tecnologie aerospaziali, si è potuto fisicamente iniziare l'esplorazione spaziale.

Le osservazioni del cielo in epoca primitiva ed antica

Lestellesono sempre state sotto osservazione di studio da parte degli uomini antichi e di molte civiltà come gliaztechi,cinesi,indiani,gliarabi,i popoli dellaMesopotamiae dell'Antica Greciaattraverso i vari eventi come le eclissi lunari e solari riuscirono a mantenere i loro calendari precisi. I due più grandi astronomi dell'antichità furonoIpparcoeTolomeo.Queste prime osservazioni astronomiche furono fatte completamente ad occhio nudo e quindi con risultati bassi. Successivamente con l'invenzione del telescopio c'è stato un grande impulso ed ampliamento dell'astronomia mediante l'osservazione del cielo.

Inizio dell'astronomia moderna

L'invenzione deltelescopioha un'origine molto controversa,ma generalmente viene attribuita aHans Lippershey,un produttore di lenti olandese, che lo costruì nel 1608.L'anno successivo, nel 1609, l'astronomo italianoGalileo Galileiha introdotto uno dei primi telescopi registrati nella storia ottenendo diverse osservazioni astronomiche che lo portarono a proporre ilsistema eliocentrico.Le osservazioni di Galileo includono la scoperta delleMacchie solari,maggiori dettagli dellaLunae la scoperta dei principali satelliti diGiove.

Lo sviluppo di motori a razzo fino alla metà del XX secolo

La prima immagine scattata dallo spazio dalV2lanciato negli USA il 24 ottobre 1946

Robert Hutchings Goddarde il primo volo del razzo alimentato da combustibile liquido (benzinaedossigeno), lanciato il 16 marzo del 1926, adAuburn,Massachusetts,Stati Uniti d'America

Molto prima della reale possibilità di affrontare i viaggi spaziali, la questione venne affrontata da scrittori difantascienzacomeJules VerneeH. G. Wells.L'inizio pratico dell'astronautica si ha con l'invenzione deimissilicon motori arazzoa propellente liquido.

Il primo razzo a propellente liquido venne progettato e costruito daPedro Paulet.Il motore pesava 2,5 kg, aveva una spinta di 200 libbre (circa 90 Kg) ed era alimentato da un componente costituito daperossido di idrogenoe benzina. Il motore di Paulet venne testato su unbanco provama non fu sperimentato in volo.

Successivamente il professore americanoRobert Goddardnel1912e lo scienziato tedescoHermann Julius Oberthnel1923migliorarono i motori sperimentali basati sulla concezione iniziale di Paulet. Goddard eseguì con il suo motore, alimentato daossigeno liquidoe benzina, il primo lancio di un razzo a propellente liquido nel1926..

Tra le persone che hanno contribuito maggiormente allo sviluppo dell'astronautica nella sua fase iniziale vi sono prima di tuttiKonstantin Tsiolkovsky,che teorizzò molti aspetti delvolo spazialee della propulsione missilistica. Esso viene considerato il padre delvolo spazialeumano e il primo uomo a concepire l'ascensore spaziale.Il suo lavoro più famoso fuИсследование мировых пространств реактивными приборами;(Issledovanie mirovych prostranstv reaktivnymi priborami,L'esplorazione dello Spazio cosmico per mezzo dimotori a reazione), che pubblicò nel1903,il primo trattato accademico sulla missilistica.

Robert Goddard,Hermann Oberth,Sergej Korolëvfurono altri personaggi fondamentali, e applicativamente sopra tuttiWernher von Braun,padre della missilistica prima tedesca e poi statunitense.Le basi tecnologiche dell'astronautica moderna arrivano dallo studio e dall'applicazione, principalmente a scopo bellico, da parte dellaGermania nazistadeimissili balistici.

Fuori dall'atmosfera terrestre

Durante laseconda guerra mondiale,lo scienziato tedescoWernher von Braunrealizzò i missiliV2che furono i primi oggetti, durante un test, a riuscire a lasciare l'atmosfera terrestre il 3 ottobre 1942. Durante voli preliminari a scopo scientifico, nel1944,aPeenemuendeeffettuarono voli di test entrando nellatermosferae raggiungendo un apogeo di 189 km con un prototipo di razzi sonda per una futura versione con carichi scientifici del razzo allo scopo di misurare raggi cosmici, flusso meteorico, eccetera. L'arrestarsi dei successi militari tedeschi e la conseguente spinta a esclusivi fini militari della ricerca missilistica, che peraltro fece rischiare a Von Braun il carcere per comportamento antipatriottico dato il progredire dei suoi esperimenti ai fini dell'esplorazione spaziale e la successiva sconfitta bellica della Germania, interruppero il progresso del progetto a fini scientifici.

La prima immagine ottenuta dallo spazio fu presa durante unvolo suborbitaledove gliStati Uniti d'Americalanciarono appunto un vettore tedescoV2il 24 ottobre 1946, in grado di scattare unafotografiaogni 1,5 secondi.

I primi voli orbitali dalla seconda metà del XX secolo

Jurij Gagarin,il primo essere umano a volare e orbitare nello spazio esterno

«Da quassù la Terra è bellissima, senza frontiere né confini.»

(Jurij Gagarin)

Il primo oggetto lanciato in orbita attorno allaTerraè stato loSputnik 1nel1957dall'Unione Sovietica.Gli strumenti a bordo dello Sputnik 1 rimasero funzionanti per 21 giorni. Infine, esso bruciò durante il rientro in atmosfera il 3 gennaio 1958 dopo circa 1.400 orbite e 70.000.000 km.

Seguirono ad esso i primi voli con equipaggi animali. La celebre cagnettaLaika,lanciata nello spazio nel secondo volo orbitale terrestre il 3 novembre1957,divenne il primo essere vivente a entrare in orbita, o comunque il primo essere vivente superiore, considerando il fatto che sullo Sputnik 1 vi fossero sicuramentemicroorganismi.

I caniBelka e Strelkatrascorsero un giorno nello spazio a bordo del Korabl-Sputnik-2 (Sputnik 5) il 19 agosto 1960 prima di tornare a Terra. Erano accompagnati da un coniglio grigio, 42 topi, 2 ratti, mosche e un certo numero di piante e funghi; tutti i passeggeri sono sopravvissuti. Erano le prime creature terrestri ad andare in orbita e ritornare vivi.

L'esplorazione umana: Cosmonauti e Astronauti

SK-1,la prima tuta spaziale, non pressurizzata, serie SK (СК) utilizzata da Yuri Gagarin, poi usata anche nel programma Vostok

La tuta della prima passeggiata spaziale, pressurizzata, serieBerkut(Беркут)

Aleksej Archipovič Leonov,protagonista della prima passeggiata spaziale, e poi coprotagonista dell'incontro sovietico-americanoApollo-Sojuz

Edward Whitecompie la prima attività extraveicolare americana nello spazio con laGemini 4il 3 giugno del 1965

Sempre nell'ambito del programma sovietico il 12 aprile1961ilcosmonautaJurij Gagarinfu il primo essere umano a volare nellospazio esterno,mentreValentina Vladimirovna Tereškovaè stata la prima donna ad andare nello spazio, il 16 giugno1963,e l'unica fino alla prima missione diSvetlana Evgen'evna Savickaja.La primaattività extraveicolare(EVA) della storia fu fatta dal cosmonautaAleksej Archipovič Leonov,durante la missioneVoschod 2,il 18 marzo1965.La prima donna fu invece la stessa Svetlana Evgen'evna Savickaja, il 25 luglio1984,mentre era a bordo dellastazione spazialeSalyut 7.
Gagarin al suo rientro venne "battezzato" cosmonauta (marinaio dell'universo), mentre gli Stati Uniti, in occasione del volo suborbitaleMercury-Redstone 3diAlan Shepard,crearono il termine astronauta (marinaio delle stelle); entrambi i termini derivano dallalingua greca.

Le vittime

Nella storia della gara spaziale russo-americana si crearono diversi tragici eventi, che costarono la vita a cosmonauti e astronauti: alcuni di essi morirono durante missioni spaziali, altri durante la fase di addestramento o nel corso di collaudi. Nel1971,quando l'Apollo 15lasciò la superficie lunare, venne lasciato sul posto un "monumento", una statuetta chiamataFallen Astronaut,e una targa con incisi quattordici nomi di astronauti e cosmonauti di entrambe le nazioni, otto americani e sei sovietici, che persero la vita nell'impresa spaziale. L'elenco comprende però anche i nomi diPavel BeljaevedEd Givens,morti prematuramente per altre cause..

Il 23 marzo1961,durante un allenamento in atmosfera di ossigeno puro, morì il cosmonautaValentin Bondarenko.Dopo 6 anni da questa tragedia, analogamente, in America il 27 gennaio1967durante le prove a terra dell'Apollo 1ci fu un incendio che uccise i tre i membri dell'equipaggio -Virgil Grissom,Edward WhiteeRoger Chaffee.Nella cabina vi era ossigeno puro, in genere utilizzato dagli americani a pressione ridotta in modo da riottenerne la stessapressione parzialeanche in fase operativa, mentre i sovietici utilizzavano aria (queste differenze tecniche causarono qualche difficoltà nell'incontro russo-americano delProgramma test Apollo-Sojuz).

Il 24 aprile 1967, sullaSoyuz 1,Vladimir Komarovmorì durante l'atterraggio a causa di un malfunzionamento del paracadute del modulo di discesa. Il 30 giugno1971al momento del rientro dellaSoyuz 11si verificò una depressurizzazione del lander. Morirono tutti e tre i membri dell'equipaggio -Georgij Dobrovol'skij,Vladislav Volkov,Viktor Patsayev.

Il 15 novembre 1967 il pilota dell'aereo-razzoX-15Michael Adamsraggiunse una quota di 81 km, ma il velivolo si distrusse durante la discesa e il pilota rimase ucciso.

Robert Henry Lawrence,Clifton Williams,Charles Bassett,Elliott SeeeTheodore Freemanmorirono in velivoli da addestramento. I loro nomi sono immortalati sul "Mirror Space".

Dal 1971 fino alla fine della corsa allo spazio non vi furono più vittime. Due incidenti si sono poi verificati allenavette spaziali,in occasione deldisastro dello Space Shuttle Challengere deldisastro dello Space Shuttle Columbia:nei due incidenti persero la vita 14 astronauti.

Altri astronauti e cosmonauti morirono in missioni non spaziali, come il sovieticoYuri Gagarin,il primo uomo a raggiungere lo spazio, che incontrò la morte nello schianto del suo aereoMiG-15nel1968,e i quattro statunitensi che persero la vita nel1982nell'incidente del velivoloT-38 Talondell'United States Air Force Thunderbirds(1982 Thunderbirds Indian Springs Diamond Crash).

LoSpace Mirror Memorial,oAstronaut Memorial,è un altro monumento sito al John F. Kennedy Space Center Visitor Complex aMerritt Island,in Florida, che commemora vittime di missioni americane: stranamente, nell'elenco mancaJoseph A. Walker,ma è riportatoSonny Carter,deceduto prematuramente in un incidente aereo che ha coinvolto un volo di linea.

Le missioni lunari

Il passaggio della sondaLuna 1in prossimità dell'orbita lunare, ed il rilevamento del suo scarso o nullo campo magnetico, entrando successivamente in orbita solare, segna l'inizio dell'esplorazione lunare,che ufficialmente si vuole collocare con l'allunaggiodel1959,quando la sondasovieticaLuna 2impattò con la superficie lunare. Nello stesso anno, il 7 ottobre, la missioneLuna 3trasmise a Terra fotografie dell'allora mai vista faccia nascosta della Luna. Fu l'inizio di una serie decennale di esplorazioni lunari condotte dasondeautomatiche.Luna 9il 3 febbraio1966eseguì il primo atterraggio morbido sulla Luna;Luna 10divenne il primo velivolo spaziale ad orbitare intorno alla Luna il 3 aprile1966.IlProgramma Zondnel1964riuscì ad effettuare unsorvolo ravvicinatoin orbita lunare, e successivamente, ad inviare e a far rientrare sulla terra un equipaggio animale composto da diverse specie, tra cui alcune tartarughe. L'esplorazione sovietica della luna, anche in anni successivi si effettuò sempre con sonde automatiche o comandate da terra, come la sondaLuna 16che riportò sulla Terra campioni di suolo lunare e il robot semoventeLunochoddella missioneLuna 17.Le missioni umane furono condotte solo dagli USA.

L'esplorazione umana della luna

Neil Armstrong,il primo uomo sulla Luna, fotografato daBuzz Aldrinal completamento dell'EVAlunare durante la missione Apollo 11, il 20 luglio 1969.

(EN)

«One small step for [a] man, one giant leap for mankind.»

(IT)

«Questo è un piccolo passo per un uomo, ma un balzo gigante per l'umanità»

(Neil Armstrong,1969)

In risposta ai successi del programma sovietico di esplorazione spaziale, il presidente degliStati Uniti d'AmericaJohn F. Kennedydichiarò alCongressoil 25 maggio1961:"io credo che questa nazione debba impegnarsi per raggiungere entro la fine del decennio l'obiettivo di portare un uomo sulla Luna e riportarlo sulla Terra". Nello stesso anno le autorità sovietiche annunciano pubblicamente la volontà di portare un equipaggio sulla Luna e di installarvi una base. Nell'ambito delprogramma ApollogliastronautiNeil ArmstrongeBuzz Aldrin,nel1969,attesi daMichael Collinssulmodulo di comandoin orbita intorno al satellite, furono i primi ad atterrare sulla luna e camminare sulla sua superficie, poi seguiti da altri dieci uomini nel periodo compreso tra il1969e il1972.

Le stazioni orbitanti

Nel1971lastazione spazialerussaSaljut 1fu il primo presidio permanente al di fuori dell'atmosfera, sostituita successivamente da altre stazioni, le sovieticheSaljut 2,Saljut 3,Saljut 4,Saljut 5,Saljut 6,Saljut 7,loSkylabstatunitense, lastazione spaziale Mir,ancora sovietica, poi russa, laStazione spaziale internazionale(siglata ISS, progetto canadese (CSA), europeo (ESA), giapponese (JAXA), russo (RKA), statunitense (NASA)) e laTiangong 1cinese, già in pieno XXI secolo.

La stazione spazialeMirnel 1998

Le missioni nel sistema solare nel XX secolo

Venere

Il 1º marzo1966la sondaVenera 3fu la prima ad atterrare su un altro pianeta, anche se non fu un atterraggio morbido.
Dieci sonde sovietiche hanno effettuato un atterraggio morbido sulla superficie venusiana, con più di 110 minuti di comunicazioni dalla superficie. Le finestre di lancio (ogni 19 mesi), dal1962al1985vennero tutte sfruttate per il lancio di sonde. LeVenera,Венера o Venusik neiPaesi occidentali,furono una serie disonde spazialisviluppate inUnione Sovieticaper esplorare e raccogliere dati sulpianetaVenere.Furono il primo oggetto costruito dall'uomo a entrare nell'atmosfera di un altro pianeta, atterrare dolcemente, rinviare immagini ed effettuare una scansioneradarad alta risoluzione della superficie, permettendo studi approfonditi sulla conformazione geologica del globo.

Il primo atterraggio con successo fu effettuato daVenera 7il 15 dicembre1970,trasmettendo dati sulla temperatura per 23 minuti mentreVenera 8atterrò il 22 luglio1972,mostrando che le nubi del pianeta formavano uno strato che terminava 35 chilometri sopra la superficie e analizzando la composizione chimica della crosta attraverso uno spettrometro a raggi gamma. La sondaVenera 9entrò in orbita il 22 ottobre1975diventando il primo satellite artificiale di Venere. Una serie di camere e spettrometri inviarono a Terra informazioni sulle nubi, sullaionosfera,magnetosferaed effettuò misure radar della superficie; il veicolo di discesa si separò dalla sonda e atterrò sul pianeta, scattando le prime foto della superficie e analizzando il terreno con unospettrometroaraggi gammae undensimetro.Durante la discesa vennero misurate la pressione e la temperatura, oltre a rilevazioni fotometriche e della densità delle nubi attraverso unnefelometro.Si scoprì che esse erano formate da tre strati distinti. Un simile programma scientifico fu effettuato anche dalla sondaVenera 10,che arrivò sul pianeta il 25 ottobre.

Nel1978laNASAinviò su Venere due sondePioneer Venus,composte da due componenti lanciati separatamente:un orbiter e una multisonda. Quest'ultima trasportava tre piccole sonde atmosferiche e una sonda più grande, che venne lanciata il 16 novembre1978e fu seguita da quelle minori il 20 novembre. Esse entrarono nell'atmosfera venusiana il 9 dicembre, seguite dal veicolo che le trasportava. Anche se non era previsto che sopravvivessero alla discesa, esse continuarono ad operare per 45 minuti dopo aver raggiunto il suolo.

Nel 1978 volarono verso Venere anche le sonde sovieticheVenera 11eVenera 12,rilasciando moduli di discesa; i lander trasportavano camere a colori, analizzatore per il terreno,nefelometro,spettrometro di massa,gas cromatografoe un analizzatore chimico basato sullafluorescenza Xche rivelò una grande quantità dicloronelle nuvole, oltre allozolfo.Venne anche rilevata una forte attività difulmini.

Nel1981la sondaVenera 13inviò la prima immagine a colori della superficie e analizzò un campione di terreno con lafluorescenza X,Nello stesso annoVenera 14rilevò anche una possibile attivitàsismica.

Nel1985l'Unione Sovietica, sfruttando l'opportunità di combinare una missione su Venere con il passaggio dellacometa di Halley,lanciò due sondeVega,Vega 1eVega 2,lanciarono un pallone ad elio ad una altezza di 50 km dalla superficie. I lander trasportarono esperimenti per studiare la composizione e la struttura dell'aerosol delle nubi. Le sonde Vega continuarono la missione raggiungendo lacometa di Halleynove mesi dopo.

Nel1990lasonda Magellanosi inserì in orbita attorno a Venere, eseguendo una dettagliata mappatura radar del pianeta.

Marte

Lemissioni spazialisovieticheMars 2eMars 3,che ebbero luogo nel1971,consistevano nel lancio di sonde gemelle, entrambe costituite da un orbiter e da un landerMentre il modulo di atterraggio della missione precedente precipitò sulla superficie diMarte,il lander di Mars 3 toccò con successo il suolo del pianeta rosso, divenendo così il primo veicolo costruito dall'uomo a giungere integro sulla superficie marziana. Il lander trasmise però una sola immagine e il contatto si interruppe dopo 15 secondi, probabilmente a causa di una tempesta di sabbia.

L'URSS aveva un pregresso e ebbe un successivo ampio programma marziano, avendo cominciato nel1960con il programma Mars 1M (a volte chiamato Marsnik nei media occidentali), il primo programma di esplorazione spaziale interplanetario senza pilota.

La sonda statunitenseMariner 9entrò in orbita attorno a Marte nel 1971 e inviò numerose fotografie del pianeta.

Nel1976le due sondeVikingdella NASA entrarono nell'orbita di Marte e entrambe inviarono un lander che effettuò con successo un atterraggio morbido sulla superficie del pianeta. Queste due missioni inviarono le prime immagini a colori e dettagliati dati scientifici.

Nel1988l'Unione Sovietica lanciò le sondePhobos 1ePhobos 2;quest'ultima riuscì a fotografare Marte e Phobos, tuttavia la missione fallì poco prima di inviare due lander sulla superficie di Phobos.

La sondaMars Pathfinder,atterrò il 4 luglio1997.La zona di atterraggio era un'antica pianura fluviale nell'emisfero nord chiamataAres Vallis,che è tra le zone più rocciose del pianeta. La sonda comprendeva un piccolorovercontrollato da remoto chiamatoSojourner,che viaggiò per alcuni metri attorno al sito di atterraggio studiando le rocce. Ilroveresplorò la superficie di Marte in un modo che era stato eseguito precedentemente solo dai dueroverLunochodrussi sulla Luna 30 anni prima.

Fino al momento dell'ultima trasmissione il 27 settembre 1997, il Mars Pathfinder inviò 16500 immagini dal lander e 550 immagini dalrover,oltre a 16 analisi chimiche riguardanti le rocce e il suolo e dettagliati dati sui venti e altri fattori meteorologici. Questi dati suggerirono agli scienziati che in qualche momento del passato il pianeta potrebbe essere stato caldo e umido, e potrebbe aver posseduto acqua allo stato liquido e un'atmosfera più densa.

Dopo i successi delMars Global Surveyore del Pathfinder, tra il1998e il1999ci fu un'altra serie di fallimenti: l'orbitergiapponeseNozomi,ilMars Climate Orbiter,ilMars Polar Landere i penetratoriDeep Space 2della NASA non portarono a termine la missione. L'episodio riguardante il Mars Climate Orbiter è particolarmente famigerato, dovuto alla mancanza di conversione tra unità di misura delsistema metrico decimalee delsistema imperiale.In questo modo vennero generati dati errati che fecero bruciare la sonda durante l'ingresso nell'atmosfera marziana.

Altri pianeti e altri corpi celesti

Non sono mai stati fisicamente raggiunti sulla loro superficie, nel XX secolo, altri pianeti, sia per le difficoltà tecniche come condizioni fisiche quali temperatura e pressione elevate, sia per la loro distanza estrema.Mercurioè difficile da esplorare poiché la velocità richiesta per raggiungerlo è relativamente elevata e la sua vicinanza alSolerende difficile manovrare un veicolo spaziale per collocarlo in un'orbita stabile attorno al pianeta. Invece i giganti gassosiGioveeSaturnonon possiedono una definita superficie analoga a quella dei pianeti rocciosi.Cometeedasteroidi,ed i satelliti naturali di alcuni pianeti si prestano al contrario a missioni volte a raggiungere e a percorrere la loro superficie.

Mercurio è stato sorvolato per la prima volta nel1974dalla sondaMariner 10.

Giove è stato sorvolato e fotografato per la prima volta a distanza ravvicinata nel1973dalla sondaPioneer 10;lo stesso è avvenuto per Saturno nel1979con la sondaPioneer 11.La sondaVoyager 2ha invece sorvolato e fotografato da vicino per la prima voltaUranonel1986eNettunonel1989.

Una flotta di sonde come laGiottodell'ESA,le sondeVega 1eVega 2dell'URSS andarono incontro allaCometa di Halleynel1986,ma si limitarono ad osservazioni ravvicinate, mentre la missioneStardustdel gennaio1999,che ha incontrato lacometa Wild 2nel gennaio2004,ha impattato solo del materiale che, raccoltolo, è rientrato sulla Terra nel2006.La missioneDeep Impactdel febbraio2005,unasonda spazialedellaNASAprogettata per studiare la composizione dell'interno di una cometa sarà la prima che, nel secolo successivo, con parte della sonda impatterà con successo il nucleo diTempel 1il 4 luglio2005.

Il primo incontro ravvicinato con un asteroide è stato invece realizzato dallasonda Galileonel 1991, durante il suo viaggio verso Giove. Sarà la sondaNEARad entrare per la prima volta in orbita intorno all'asteroide433 Erosnel2000e ad atterrarvi con successo nel2001.

Le sonde destinate ad uscire dal sistema solare

A causa dei costi, poche sonde sono state destinate ad uscire dal Sistema Solare. Al momento ce ne sono solo 5: le sonde gemelle Voyager, le sonde Pioneer e infine la sonda New Horizons.

Il XXI secolo

Russi e statunitensi insieme: il cosmonautaJurij Ivanovič Onufrienko(a sinistra) e l'astronautaCarl Walz,comandante della missioneExpedition 4e ingegnere di volo, con indosso tuteSokolrusse, sono seduti nella navicellaSojuz 3,agganciata alla stazione Spaziale Internazionale (ISS).

A partire dai primi anni delXXI secolomolti stati hanno annunciato di aver rilanciato l'esplorazione lunare per sfruttare le risorse del satellite. la quantità esatta dielio-3depositato dal vento solare nelle rocce non è nota, e potrebbe non essere comunque redditizio estrarlo. Il cosmochimico e geochimico Ouyang Ziyuan dell'Accademia delle Scienze cinese, a capo delProgramma Chang'eper l'esplorazione della Luna, ha affermato che uno dei principali obiettivi del programma è ottenere una fonte di elio-3 da cui trarre il combustibile per la generazione di energia tramite tre voli annuali. Nel gennaio 2006 la compagnia spaziale russa RKK Energiya ha annunciato di prevedere di poter estrarre elio-3 dalla Luna entro il 2020.

Al 2020 l'uomo continua ad essere presente nello spazio grazie allaStazione spaziale internazionale.

L'astronautaTracy Caldwell Dyson,nel moduloCupoladellaStazione spaziale internazionale,osserva laTerradurante la missioneExpedition 24

Oltre all'invio di sonde sul nostro satellite, sono state inviate sonde su tutti i pianeti delsistema solarecon lo scopo di avere maggiori informazioni scientifiche.

Al2020,le sondeVoyager 1,Voyager 2,Pioneer 10ePioneer 11,sono gli unici quattro artefatti prodotti dall'umanitàusciti dalSistema solare,mentre la sondaNew Horizonsè il quinto oggetto artificiale come distanza dalla Terra. Sviluppata dalla NASA per l'esplorazione diPlutone,pianeta nanoscoperto nel 1930 daClyde Tombaughe della sua doppia componenteCaronte.Attualmente la sonda più veloce è laVoyager 1con la velocità di 17,042km/s(61351Km/h,3,595UAall'anno).

Prima del lancio della sonda, il capo missioneS. Alan Stern,ha confermato che a bordo c'era una parte delle ceneri diClyde Tombaughfacendo così diventare i suoi resti, al termine della missione, gli unici resti umani ad aver lasciato il Sistema Solare.

Il lancio è avvenuto il 19 gennaio 2006 dalla base di Cape Canaveral ed ha raggiunto le vicinanze diGioveil 28 febbraio 2007 e l'orbita diUranonel marzo 2011. La sonda ha raggiunto Plutone e il suo satellite Caronte il 14 luglio 2015.

Ogni sonda Pioneer possiede unaplacca metallicache identifica il loro luogo e il loro tempo d'origine, per beneficiare altri viaggiatori spaziali che potranno ritrovare le placche in un lontano futuro, mentre per le sonde Voyager laNASAha voluto anche inserire un messaggio omnicomprensivo a bordo diVoyager 1eVoyager 2,una sorta dicapsula temporalecon l'intenzione di comunicare la storia del nostro mondo ad eventuali forme di vita extraterrestri.

«Questo è un regalo di un piccolo e distante pianeta, un frammento dei nostri suoni, della nostra scienza, delle nostre immagini, della nostra musica, dei nostri pensieri e sentimenti. Stiamo cercando di sopravvivere ai nostri tempi, ma potremmo farlo nei vostri.»

(Jimmy Carter,Presidente degli Stati Uniti d'America)

Radio antenna delRadiotelescopio di Arecibo

Un altro tentativo dell'uomo di comunicare con altre forme di vitaextraterrestri,nonostante ora non si hanno ancora prove certe della loro esistenza, è stato quello d'inviare un messaggio radio trasmesso nello spazio dalRadiotelescopio di Arecibo,inPorto Rico,il 16 novembre 1974.

Il messaggio è stato indirizzato verso l'ammasso globularedi Ercole M13, a 25.000 anni luce di distanza. Siccome il messaggio impiegherà 25.000 anni per raggiungere la sua destinazione (oltre a ulteriori 25.000 anni per una eventuale risposta) ilmessaggio di Areciboè più una dimostrazione delle conquiste tecnologiche raggiunte dal genere umano che un reale tentativo di tenere una conversazione con una razza aliena.

Solamente in un caso, il 15 agosto1977ilSETIha registrato un segnale dallo spazio profondo. Questo segnale soprannominatoSegnale Wow,nonostante i primi scetticismi, è stato riconosciuto, dopo lunghi studi e diverse prove, come non terrestre.Molti scettici considerano il suono come un rumore "naturale" prodotto dallo spazio o dalla collisione di qualche corpo celeste, mentre altri credono che sia di origine artificiale in quanto il messaggio viaggia su una determinata frequenza radio e contiene rumori meccanici e quasi regolari.

Le missioni nel sistema solare nel XXI secolo

Orbiter: raggiungere e orbitare attorno ad un pianeta extraterrestre

L'orbiter,osatellite orbitaleo anchemodulo orbitanteè unveicolo spazialecheorbitaattorno ad unpianetao ad unsatellite naturalesenza atterrarvi sopra, ma studiando la superficie delcorpo celesteda distanza. Sono solitamente chiamati orbiter anche le parti di navicelle spaziali che rimangono in orbita mentre unlander,o modulo d'atterraggio si sgancia per scendere sulla superficie di oggetto celeste (pianeti, satelliti naturali, comete o asteroidi).

Lander: raggiungere e atterrare su un pianeta extraterrestre

Unlander,oveicolo d'atterraggio,è un tipo dinavicella spazialeche effettua la discesa e sosta sulla superficie di uncorpo celeste.Per i corpi provvisti diatmosfera,l'atterraggio è chiamatorientro,e il lander si definisceveicolo di rientro.

Marte

IlCratere Eaglevisto dalla roverOpportunitynel2004

Sito di atterraggio delViking Lander 1

All'inizio del XXI secolo sono stati inviati tre rover:Spirit,OpportunityeCuriosity.Uno deiroverpiù importanti lanciati versoMarteè statoMars Science Laboratory(MSL), nominatoCuriosity,lanciato il 26 novembre2011ed atterrato su Marte il 6 agosto2012.Subito dopo l'atterraggio, effettuato con successo usando un metodo più preciso delle missioni precedentemente inviate sul pianeta,il rover ha cominciato ad inviare delle immagini dalla superficie. La durata della missione è prevista in almeno un anno marziano (circa due anni terrestri) e lo scopo sarà quello di investigare sulla passata e presente capacità di Marte di sostenere la vita.

Per consentire analisi più approfondite,Curiositytrasporta strumenti scientifici, forniti dalla comunità internazionale, più avanzati rispetto a quelli di qualunque altra missione precedente sul pianeta rosso; è inoltre circa cinque volte più pesante e due volte più lungo dei roverSpiriteOpportunityarrivati sul pianeta nel2004.Il 5 Maggio2018è stata lanciata la sondaInSight(Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) ed è atterrata sulla superficie di Marte il 26 Novembre 2018 dopo 7 mesi di viaggio e dopo aver percorso 2,28 × 10⁸km. Il 30 luglio2020è stata lanciata la sondaMars 2020,che è atterrata il 18 febbraio2021trasportando il roverPerseverancee il droneIngenuity.

Mercurio

La sondaMESSENGERè entrata in orbita attorno a Mercurio nel 2011, dopo averlo sorvolato tre volte nel biennio 2008-2009. La missione è terminata nel 2015, quando si è schiantata sulla superficie del pianeta. La sondaBepiColombodell'ESA, in collaborazione con laJAXA,è un orbiter lanciato nel 2018 ed entrerà in orbita attorno a Mercurio dopo diversi sorvoli, nel 2025 e dovrebbe studiare da vicino il pianeta per almeno 2-3 anni.

Venere

Dopo l'esplorazione dell'orbiterMagellanoalla fine del XX secolo, Venere è stato trascurato dall'esplorazione spaziale, nonostante sia il pianeta che più si avvicina alla Terra. Ciò è dovuto probabilmente alle condizioni "infernali" sulla sua superficie, con temperature superiori a 460 gradi e una pressione di 90 atmosfere. Nel 2010 è stata lanciata la sonda giapponeseAkatsuki;dopo aver fallito l'entrata in orbita nel 2010, nel 2015 è riuscita a effettuare la manovra con successo, inserendosi nell'orbita attorno a Venere.

Il rilevamento dellafosfinanell'atmosfera venusiana nel 2020 ha risvegliato l'interesse verso il pianeta anche da parte della NASA e dell'ESA, che hanno approvato missioni nei loro rispettivi programmi per l'esplorazione di Venere. Tra la fine degli anni 2020 e l'inizio degli anni 2030 la NASA lancerà ben 2 missioni,VERITAS,un orbiter per mappare la superficie ad alta risoluzione,eDAVINCI,dotato di una sonda che scenderà nell'atmosfera del pianeta per analizzarne la composizione.Dal canto suo L'ESA ha approvato per gli anni 2030 la missioneEnVision,un orbiter dotato di radar per mappare la superficie e il sottosuolo di Venere.

Giove

Lamissione Juno,lanciata nel 2011, è stata la prima missione diretta al sistema solare esterno con solo uso di pannelli solari come fonte di energia. Ha studiato lamagnetosfera giovianain un'orbita polare, e concluderà la lunga missione estesa nel 2025.

Isatelliti galileianidi Giove sono da sempre obiettivo di missioni spaziali nel sistema gioviano: l'ESA ha inviato la sondaJUICEper lo studio delle lune ghiacciate di Giove, ovveroEuropa,GanimedeeCallisto.Sarà la prima sonda ad entrare in orbita attorno a una luna nel sistema solare, esclusa laLunaterrestre; nel 2034 entrerà in orbità attorno a Ganimede. La NASA invece lancerà nel 2024Europa Clipper,che sorvolerà diverse volte Europa. Assieme a Encelado, satellite di Saturno, Europa è uno dei luoghi più promettenti per la ricerca divita extraterrestre.

Saturno

Progettata negli anni 1990, la missioneCassini-Huygensè stata la prima a esplorare il sistema di Saturno con un orbiter, inoltre la sonda europeaHuygensè stato il primo lander a effettuare un atterraggio morbido su un corpo celeste delsistema solare esterno,atterrando suTitanoil 14 gennaio del 2005.

Sarà probabilmente ancora Titano il prossimo corpo del sistema solare esterno sulla cui superficie si poserà un lander; più precisamente sarà undronequadricottero che verrà lanciato nel 2027,Dragonfly,che si sposterà sulla superficie volando nella densa atmosfera di Titano.Encelado,altra luna di Saturno, è uno dei luoghi del sistema solare di maggior interesseastrobiologico,per via del suo oceano sotto la superficie che potrebbe contenere vita microbica. Anche se solamente in fase di studio esistono diversi concetti di missioni dirette a Encelado, come ad esempio l'Enceladus Orbilander.

Plutone

New Horizonsè stata la primasonda spazialelanciata versoPlutonee il suo satelliteCaronteil 19 gennaio2006. Progettata e sviluppata dallaNASAha raggiunto con successo Plutone e il suo sistema di lune il 14 luglio2015.

Con una velocità di58536km/h(circa16,26km/s), raggiunta allo spegnimento del terzo stadio, era l'oggetto artificiale più veloce che abbia mai abbandonato laTerra,battuto dalle tre sonde lanciate verso il Sole rispettivamente:Helios 1,Helios 2eParker Solar Probe(che ha raggiunto nel 2020 la velocità di circa 370.000 km/h).

La missione continuerà il suo viaggio dirigendosi verso lafascia di Kuiper.L'obiettivo primario è di studiare lageologiae lamorfologiadelpianeta nanoPlutone e del suo satellite Caronte, creare una mappa della superficie dei due corpi celesti e analizzarne l'atmosfera.Altri obiettivi sono lo studio dell'atmosfera dei due corpi celesti al variare del tempo, l'analisi ad alta risoluzione di alcune zone di Plutone e Caronte, l'analisi dellaionosferae delle particelle cariche, la ricerca di atmosfera attorno a Caronte, lo studio dei due satelliti minoriNotteeIdra,la ricerca di eventuali satelliti o anelli sconosciuti e possibilmente l'analisi di un ulteriore oggetto della fascia di Kuiper.

Asteroidi e comete

Lasonda Dawnè stata la prima ad orbitare attorno a due distinti corpi celesti: nel2011è entrata in orbita attorno all'asteroideVesta,poi si è spostata sulpianeta nanoCerere,dove è entrata in orbita nel2015.

Lasonda Rosettaè stata invece la prima sonda ad entrare in orbita attorno ad una cometa (la67P/Churyumov-Gerasimenko) nel2014e ad eseguirvi un atterraggio nel novembre dello stesso anno, rilasciandovi il landerPhilae.

La giapponesesonda Hayabusaè stata la prima missione di ritorno del campione da un asteroide.nel 2005 la sonda è atterrata su25143 Itokawae ne ha prelevato dei campioni, riportandoli sulla Terra 5 anni dopo. Lo stesso ha fatto la missione successivaHayabusa 2,che ha prelevato campioni di162173 Ryugue li ha riportati sulla Terra nel 2018, per poi dirigersi verso altri asteroidi.

Un'altra missione per recuperare campioni è stata quella della NASAOSIRIS-REx,che dopo aver recuperato 60 grammi diregolitetramite un braccio robotico nel 2020 dall'asteroide101955 Bennu,li ha riportati a Terra nel 2023.

Double Asteroid Redirection Test(DART), è invece stata la prima missione per studiare una difesa planetaria da asteroidinear-Earthin rotta di collisione con la Terra. Nel 2022 la sonda è stata lanciata controDimorphos,satellite di65803 Didymos;lo scopo era verificare se l'impatto avrebbe potuto cambiare l'orbita di Dimorphos, come in effetti è successo. Osservazioni successive all'impatto hanno concluso che ilperiodo orbitaledell'asteroide secondario attorno al principale era aumentato di 32 minuti. Alla missione della NASA hanno contribuito anche altri agenzie spaziali, come l'ESA, la JAXA e in particolare l'Agenzia spaziale italiana,che ha fornitoLICIACube,un piccolo satellite rilasciato da DART prima dell'impatto per osservarne le conseguenze da breve distanza.

Anni 2020-2030

Diverse sono le missioni che hanno come obiettivo di studio gli asteroidi tra la fine degli anni 2020 e dopo il 2030. Lanciata nel 2021, la sonda della NASALucyha come destinazione diversiasteroidi troiani di Giove,ai quali giungerà nel 2027, dopo aver sorvolato qualche altro paio di asteroidi della fascia principale. La sonda sarà anche il primo oggetto artificiale a tornare alla Terra (per ungravity-assistnel 2030) dall'orbita di Giove, per dirigersi successivamente verso il suo obiettivo finale,617 Patroclus,che raggiungerà nel 2033.

Un'altra missione della NASA,Psyche,è stata lanciata nel 2023 ed esplorerà per la prima volta unasteroide metallicodellafascia principale,arrivando in orbita attorno a16 Psychenel 2029.

Prospettive

Nel2004il presidente degliStati UnitiGeorge W. Bushha annunciato gli obiettivi del nuovo programma spaziale statunitense che prevede il ritorno dell'uomo sullaLunae la messa in servizio della nuova navetta dellaNASAOrion.Il passo successivo sarà la missione umana su Marte che però probabilmente non avverrà prima del 2030. L'amministrazione Obama ha però rivisto questi obiettivi.AncheRussiaeESAprogettano una missione verso la Luna e Marte.Roscosmossta lavorando al razzoYenisei,la controparte russa dello statunitenseSpace Launch System,che porterà verso la Luna la navettaOrele volerà entro il2028.

Dal punto di vista degli obiettivi dell'esplorazione spaziale ci sono la ricerca di forme di vita extraterrestre, la colonizzazione (e lo sfruttamento) di corpi celesti e lo sviluppo di nuove tecnologie che trovano poi un più vasto campo applicativo anche in altri settori.

Ricadute positive delle missioni spaziali e della ricerca in campo spaziale

• Protezione della Terra dagliasteroidi potenzialmente pericolosi.
• Possibili scoperte in merito allacolonizzazione dello spazioper cercare altri pianeti in grado di ospitare gli esseri umani in sedi esterne allaTerra.
• Innovazioni nel campo della scienza e della medicina (ad esempio contro l'osteoporosi).
• Nuove invenzioni per la vita quotidiana della gente. Alcuni esempi di invenzioni provenienti dalla ricerca in campo spaziale sono:coagulometritascabili - protesi per disabili - visori termografici ainfrarossi- sensori dellefotocamere digitali- impacchettamento dellepatatine- Cronidur30 (una lega diacciaioimpiegata per realizzare coltelli, taglieri e lame) - software difotoritocco-aerogel- giubbotto termicoAbsolute Zero
• Nuovematerie primeda utilizzare sulla Terra (ad esempio per la produzione di energia).
• Più sicurezza sulla Terra (ad esempio attraverso la sorveglianza dei satelliti sulle manovre militari).

Esplorazione spaziale nella cultura

L'esplorazione spaziale è sempre stato oggetto di fantasie da parte di scrittori e registi.Fin dagli albori dellaletteratura e cinematografia di fantascienzal'uomo è sempre stato affascinato da spedizioni esplorative verso mondi lontani, un esempio è il filmLe voyage dans la Lunedel1902dove un gruppo di astronomi vengono sparati assieme alla loro capsula con un cannone in direzione dellaLuna.Risalente a un secolo e mezzo prima, il raccontoMicr Omeganarra dell'omonimo protagonista proveniente daSirioche compie un viaggio attraverso ilsistema solare;neLe avventure di Ettore Servadacdel1877diJules Verne,Ettore compie un'odissea tra i pianeti del sistema solare. La letteratura del primo e del secondo dopoguerra è ricca di racconti fantascientifici che narrano di viaggi spaziali, grazie agli avanzamenti tecnologici che permisero più accurate osservazioni astronomiche. Molti di questi racconti venivano pubblicati inrivistecomeAmazing Storiese negli anni sono stati raccolti in libri comeCronache marzianediRay Bradbury,che parla delle prime spedizioni umane suMartee le successive fasi della colonizzazione, sempre con un velo di horror.

Nella fantascienza moderna sono da citare2001: Odissea nello spazioe l'omonimo filmdiStanley Kubrick,il lungometraggioInterstellardiChristopher Nolan,nel quale un gruppo di astronauti viaggia attraversowormholeper raggiungere un'altra galassia e cercare una nuova casa per l'umanità, eSopravvissuto - The MartiandiRidley Scottdove un astronauta (Matt Damon) della fittizia missione spaziale Ares III subisce un incidente e rimane bloccato su Marte.

Tra i videogiochi e i simulatori che hanno come soggetto l'esplorazione spaziale si possono menzionareNo Man's Sky,Astroneer,Kerbal Space Program,Outer Wilds,Mars HorizoneStarfield.

Voci correlate

• Aerospazio
• Ingegneria aerospaziale
• Astronautica
• Volo spaziale
• Cronologia dei voli spaziali
• Colonizzazione dello spazio
• Era spaziale
• Programma spaziale sovietico
• Programma spaziale britannico
• Programma spaziale statunitense
• Programma spaziale cinese
• Fantascienza
• Pianeta
• Sistema solare
• Pianeta extrasolare
• Astronomia

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Collegamenti esterni

• spazio, esplorazióne dello,suTreccani.it – Enciclopedie on line,Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
• Giovanni Bignami,SPAZIO, ESPLORAZIONE DELLO,inEnciclopedia Italiana,IX Appendice,Istituto dell'Enciclopedia Italiana,2015.
• Enrico Maria Corsini,SPAZIO, ESPLORAZIONE DELLO,inEnciclopedia Italiana,VII Appendice,Istituto dell'Enciclopedia Italiana,2007.
• Paolo Santini,Spazio, esplorazione dello,inEnciclopedia Italiana,VI Appendice,Istituto dell'Enciclopedia Italiana,2000.
• Paolo Santini,SPAZIO, Esplorazione dello,inEnciclopedia Italiana,V Appendice,Istituto dell'Enciclopedia Italiana,1995.
• Paolo Santini, Piero Forcella,SPAZIO, Esplorazione dello,inEnciclopedia Italiana,IV Appendice,Istituto dell'Enciclopedia Italiana,1981.
• spazio, esplorazione dello,inDizionario di storia,Istituto dell'Enciclopedia Italiana,2010.
• (EN) John M. Logsdon,space exploration,suEnciclopedia Britannica,Encyclopædia Britannica, Inc.