Fine carriera per lo Spitzer Space Telescope

Un breve articolo di Axios che celebra l’attività di Spitzer.

Mi permetto un breve commento. La ragione addotta è sempre la stessa:

“Unfortunately, it’s kind of getting to the point where the cost to keep it going is worth more than the science … that you can get out of it. It’s a horrible thing to say about a cost-benefit analysis, but scientifically, it gets that much harder to keep the spacecraft functioning.”
— Jeffrey Hayes, NASA’s Spitzer program executive, tells Axios

… ma io continuo a trovare un po’ assurdo dismettere materiale ancora operativo per ragioni di budget quando le cifre in gioco sono briciole, sia in senso assoluto che rispetto ad altri programmi. A questo proposito poi condivido la preoccupazione riportata nell’articolo:

“I’m worried that we’re not diversifying in terms of more medium-sized missions and more small missions and more nanosats. The more and more of that time and energy and budget that gets put into these mega-missions, which just keep getting bigger and bigger, it’s a squeeze.”
— NASA researcher Jessie Christiansen to Axios

Come esempio si citava TESS che pur essendo un programma a basso costo (200mln di $) si sta dimostrando un ottimo investimento.

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Scusate la domanda da completo profano in tema…

Non sarebbe stato possibile prevedere un secondo satellite che facesse da ponte per mantenere i contatti?

Non sarebbe servito per la missione primaria, sarebbe stato solo un costo aggiuntivo. Bisogna ricordarsi che il satellite ha raggiunto tutti gli obiettivi per cui era stato progettato e anche molto di più. Ora è già da tempo nell’estensione della missione e prima o poi dovrà finire.

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E’ un’opinione del tutto rispettabile, ma molti nel campo la pensano nel modo opposto.
Ci sono molte cose che con una piccola missione (figuriamoci con un nanosatellite) non si possono fare, e molti astronomi pensano che le agenzie spaziali siano troppo conservative per fare missioni piu’ ambiziose, ripiegando verso obiettivi piu’ modesti. E non e’ detto che una piccola missione sia meno rischiosa di una piu’ grande.
Giusto per fare un esempio, l’Osservatorio di Parigi si e’ lanciato nella costruzione di un nanosatellite per l’osservazione di transiti di esopianeti. Durante il commissioning, il nanosatellite si e’ guastato ed e’ andato perso, senza dare alcun risultato, mandando in fumo soldi che potevano essere investiti nel partecipare a una missione piu’ grossa e con un ritorno scientifico piu’ importante.

A mio avviso, la questione e’ non e’ affatto semplice e bisogna avere missioni di tutte le dimensioni, ognuna adatta la proprio goal scientifico.

Tornando a Spitzer, non e’ certo stata una piccola missione: piu’ di 700 milioni di $! E’ uno dei 4 grandi osservatori, alla stregua dell’Hubble. Una missione con una lunghissima storia (proposta nel 1979!), rimandata e ridimensionata molte volte.

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Non sono nel campo ma mi tocca difenderlo, non mi pare abbia detto quello che scrivi.

Dice “more medium-sized missions and more small missions”. Non dice di fare lo stesso numero di missioni e pure piu’ piccole.

Probabilmente intende che piuttosto che cosi’, e’ meglio, a parita’ di budget, fare piu’ missioni piu’ semplici e con piu’ economie di scala.

Probabilmente intende che e’ meglio non fare progetti che durano 25 anni lanciando poi telescopi basati sulle tecnologie e il contesto di 25 anni fa e nel frattempo bloccare tutto, per vari motivi molto umani.

Il progetto JWST nasce nel 1996 e si stima che costera’ 10 miliardi di dollari.

La massa e l’orbita di HST sono alla portata di lanciatori che volano molte volte al mese.

Era il meglio che si poteva fare con quei fondi e in quel tempo?

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L’ho capita cosi’ anche io. Ma, ripeto, ci sono cose che con una missione media o piccola, non si possono fare.

Dipende dal goal scientifico. Se vuoi osservare le galassie della fase di reionizzazione dell’universo, o fare imaging di pianeti extrasolari, ti tocca avere un telescopio della taglia del JWST, raffreddato e a L2. Senza non e’ possibile.
Se poi a uno ritiene che sia piu’ importante fare altri tipi di studi, e’ ovvio che possa pensare che sia meglio finanziare altre missioni.

La scelta delle missioni avviene attraverso un processo molto lungo, in cui la comunita’ scientifica decide quali sono le priorita’, non semplicemente dalle agenzie. Se la NASA ha fatto il JWST e’ perche’ la comunita’ astronomica voleva quel tipo di telescopio spaziale.
Bisogna inoltre ricordare che il prezzo del JWST doveva essere di meno di un miliardo; e’ solo dopo l’approvazione e durante la costruzione che il prezzo e’ andato lievitando fino alle stelle!

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Questo però vale per qualsiasi progetto perché non mi pare che a “missione più grossa” corrispondano maggiori garanzie di successo, anzi, mentre la quantità di soldi potenzialmente buttati aumenta in proporzione alle dimensioni.

Capisco benissimo il discorso su obiettivi scientifici e ambizioni però vanno tenute in conto anche la capacità di NASA e industria di realizzarle e i limiti di bilancio entro cui ci si muove, cosa che a posteriori penso si possa dire per il JWST non è stata fatta (per motivi che a me tuttora sfuggono nonostante mi sia letto diversi articoli e qualhe rapporto del GAO sulla questione).

In linea di principio si’, ma nella pratica la questione e’ piu’ complessa.
Nelle missioni piccole si tende ad andare al risparmio, tagliando sui test, sulla qualita’ dei componenti, sulla ridondanza. Questo perche’, essendo il costo della missione piu’ piccolo, si accetta un maggior rischio di fallimento.
Certo, una missione piu’ grossa diventa piu’ complessa, e quindi con un numero maggiore di cose che si possono guastare. Ma a questo si contrappone un maggior numero di test, maggiore ridondanza e componenti piu’ sicuri.

Voglio chiarire che il mio intervento non e’ per dire che e’ meglio fare missioni piu’ grosse, ma per dire che la questione e’ ben piu’ complessa, e che ci sono molti motivi per non fare solo missioni medie e piccole.
Sul dove sta il migliore equilibrio tra piccole e grosse missioni, potremmo andare avanti all’infinito, e le idee sono molto diversificate nella gente che ci lavora. E bisogna anche tenere conto che chi ci lavora ha sempre delle preferenze scientifiche. Se chiedete a chi studia il sistema solare, vi dira’ che missioni come Euclid o TESS sono perdite di tempo. Se chiedete a un cosmologo, vi dira’ che mandare una ennesima missione su Marte e’ inutile, etc. e questo crea dei bias nella discussione.

Su questo sono completamente d’accordo. Pero’ bisogna anche non cadere nel caso opposto, ovvero non fare missioni che presentano un qualche rischio. E le agenzie stanno adesso adottando delle politiche molto conservative. Prendiamo una missione come Rosetta: una missione come Rosetta oggi non verrebbe approvata.

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Un programma basato su tanti veicoli piccoli fatti in piccola scala/modulari e’ un animale diverso. Non e’ detto che il programma nel suo complesso sia meno costoso, ne’ che il design sia piu’ approssimativo, anzi.

Ricordo che le prime sonde spaziali interplanetarie erano veicoli che sfruttavano un progetto comune e quindi le economie di scala.

La cosa e’ culminata con il piu’ grande successo scientifico astronautico della storia, ovvero il programma Voyager… che erano due veicoli uguali, invece di un solo veicolo piu’ grosso.

Non mi capacito che non sia piu’ cosi’.

Poi, forse, anche tanti veicoli piccoli, es. molti telescopi orbitali distanti tra loro e con una baseline superiore alle dimensioni della Terra, possono fare cose che un unico veicolo grosso e i telescopi terrestri non possono fare.

Mi scuso per le inesattezze e non mi offendo per le correzioni :wink:

Stai descrivendo i progetti Darwin (dell’ESA) e Terrestrial Planet Finder (della NASA)

Lo scopo non era ridurre i costi, ma ridurre i rischi del puntare tutto su una sola missione. Tutte e due le Voyager sono vive per puro miracolo, tutte e due sono state più volte ad un passo dalla failure fatale.

Prima di tutto mi scuso per l’irruenza dovuta all’entusiasmo e vi ringrazio per le risposte e gli argomenti.

Avere piu’ veicoli certamente riduce i rischi, ma permette anche di diversificare le missioni e di raccogliere piu’ dati (le due Voyager hanno fatto itinerari diversi, due telescopi potrebbero fare il doppio delle osservazioni di uno oltre che funzionare in modo coordinato). Ma anche le economie di scala contano. Il costo per mettere a punto un progetto e’ elevato, se poi produco un altro veicolo/strumento basato sullo stesso progetto il costo unitario si riduce. Inoltre se fatti in sequenza sono possibili miglioramenti incrementali testati sul campo.

Insomma, ci sono argomenti a favore di " farne di piu’ anche se di minori dimensioni", come scritto nell’articolo di cui sopra. Del resto come mi avete dimostrato ci sono ampi argomenti a favore di incrementare le dimensioni, e probabilmente me ne sfuggono parecchi.

Pero’ come si sara’ capito che “di pancia” propendo per frazionare, almeno un po’ rispetto a quanto e’ stato fatto negli ultimi anni. Forse sono influenzato anche dai tempi d’oro quando si facevano 10 missioni Mariner con miglioramenti incrementali e si derivava anche il progetto Voyager dallo stesso design. La progettazione “agile” non e’ chissa’ quale novita’, pero’ per iterare bisogna fare tanti mezzi reali e testarli completi sul campo in condizioni reali.

Mi scuso in anticipo per la domanda da ignorante: in che orbita è lo Spitzer? Verrà deorbitato o semplicemente spento? Grazie mille in anticipo.

E’ in un’orbita eliocentrica, simile a quella della Terra intorno al Sole, tipo “earth-trailing”. In parole povere, gira intorno al Sole come la Terra, ma un po’ piu’ velocemente (363 giorni per rivoluzione).

Ah ok, non avevo capito che era in orbita eliocentrica, quindi semplicemente lo spengono. Grazie per il chiarimento.

Nuovo articolo di Gianmarco Vespia pubblicato su AstronautiNEWS.it

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Ecco un’osservazione che ci ha dato Spitzer l’anno scorso e non ci potrà mai più dare nessun altro telescopio attualmente operativo:
http://spaceref.com/astronomy/spitzer-telescope-reveals-the-precise-timing-of-a-black-hole-dance.html
A più di tre miliardi di anni luce da noi orbitano reciprocamente due buchi neri belli grandi; ogni 12 anni si avvicinano e l’impatto di un buco nero con i gas dell’altro crea un’esplosione di energia bella grande, un flash più luminoso di tutte le stelle della Via Lattea, giusto per capirci.
OJ287
(Credit: Andres Rojas/Wikipedia)
Le orbite non sono newtoniane, quelle classiche ellittiche a cui siamo abituati nel sistema solare, e le previsioni di quando avvengono questi incontri sono difficili. L’incontro del 2019 era stato predetto con un nuovo modello, ma l’osservazione da Terra e dai vari punti lagrangiani dove abbiamo telescopi era impossibile per via della congiunzione solare.

Spitzer era l’unico telescopio dell’umanità capace di osservare il fenomeno, e di fatto ha fornito la prima conferma al modello. Il prossimo sarà tra 12 anni, ma nel frattempo potrebbero succedere altre cose nell’universo e a oggi non abbiamo niente capace di osservare l’angolino in congiunzione solare. Al momento non è prevista nemmeno nessuna missione.

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Lasciatemi fare un ultimo excursus off topic su OJ 287, visto che proprio la settimana scorsa il JPL ha pubblicato un video su questo balletto:

All’inizio del video c’è un’animazione su come il piccolo buco nero gira attorno a quello grande, evidenziando i flash quando attraversa il disco di gas.
A metà video c’è lo studio dell’orbita, che ricordo è molto difficile da calcolare e ancora c’è qualche incertezza, siamo arrivati a una precisione di 4 ore sulla predizione del flash, incollo qui il fermo immagine per chiarezza:


Il modello semplificato dell’orbita sembra ricordare la rotazione di Mercurio attorno al Sole quando si vuole accentuare la precessione del perielio. Il perimelasma (parola che ho imparato 5 minuti fa) fa un giro completo nel giro di 100 anni. La visione è molto semplificata in quanto non sono orbite ellittiche e periodiche, per via della forte distorsione gravitazionale l’orbita spiraleggia ed è previsto che i due buchi si scontrino tra soli 10.000 anni.

Tornando in topic, Spitzer è stato il solo telescopio in grado di osservare l’evento flash in quanto era in una posizione decentrata rispetto a Terra e Sole e OJ 287 era proprio in congiunzione solare. Tempo fa avevo espresso il mio rammarico nel non aver fatto frenare Spitzer in L5, un punto comodissimo per permetterci di avere una visione completa dell’universo in qualsiasi momento, o da lì o dalla Terra, senza il Sole che ostacoli una determinata zona. È dura prendere decisioni così, una manovra di questo tipo, per rimanere per sempre in L5, avrebbe aggiunto costi alla missione e non avrebbe aggiunto assolutamente niente alla missione primaria. L’unico vantaggio si sarebbe avuto nel caso, come è effettivamente stato, di numerose estensioni di missione. Ecco, diciamo che da project manager della missione non l’avrei mai autorizzato, ma da appassionato sì.

Lo stesso discorso vale per tutti i telescopi che sono in programmazione ora, andranno o in orbita terrestre o, i migliori, in L2. Nei prossimi 10 anni non ci sarà nessun altro telescopio discostato dalla congiungente Terra-Sole.

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Grazie per la spiegazione! Mi sovvengono mille domande su questo sistema di buchi neri (ce ne sono altri noti con passaggi attraverso il disco? quale sonda potrà osservare il prossimo flash di OJ287?..). Cercherò!

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