Lucy - Missione verso gli asteroidi greci e troiani

In attesa del lancio e creo un un thread apposito per Lucy (ce n’è uno misto a Psyche e uno dedicato al lancio di Lucy stessa).

È appena uscito un articolo, linkato in fondo, che segnala che la sonda ha superato alcune milestone importanti la scorsa settimana, riguardanti l’assemblaggio, il test e le operazioni di lancio. Queste operazioni hanno assicurato che i segmenti, i componenti, i sottosistemi, la strumentazione scientifica, i sistemi elettirici, di comunicazione e navigazione siano pronti per essere integrati nella sonda. Ha verificato anche che le infrastrutture, il personale di supporto e i piani e le procedure siano on schedule per essere integrati.

Tutte queste operazioni si sono svolte durante un meeting virutale di 4 giorni, dal 27 al 30 luglio 2020. Il giorno successivo, lo standing review board ha aggiornato il team circa i risultati.

Il COVID-19 ha avuto un impatto anche su questo strumento, tanto da costringere NASA e i partner istituzionali a ritardare la costruzione di alcune componenti e alcuni strumenti. Il team dedicato all’assemblaggio, il test e le operazioni di lancio ha sviluppato una nuova timeline per permettere alle altre squadre impegnate di riorganizzare le relative schedule di assemblaggio e test, in modo da garantire ai componenti e ai sottosistemi un grado di flessibilità tale per essere pronti per il lancio ad ottobre 2021.

Il PI (Principal investigator) di Lucy, Hal Levison, è rimasto sorpreso dalla creatività e resilienza dei team a superare tutte le sfide che si presentavano di fronte, dal momento che nessuno si sarebbe immaginato di dover costruire una sonda con la pandemia che imperversa.

L’esito positivo del completamento della System Integration Review porterà il progetto alla fase successiva, quella di assemblaggio e test in preparazione al lancio, prevista per settembre 2020, presso le infrastrutture della divisione Sistemi Spaziali della Lockheed Martin facilities a Littleton.

Un’altro traguardo importante che è il Key Decision Point-D (KDP-D), che non verrà raggiunto prima du aver completato una serie di revisioni indipendenti riguardo il costo del progetto, le schedule e la salute dei sistemi di bordo. Attualmente il KDP-D è atteso per fine agosto 2020.

Come già detto nel thread misto, Lucy sarà la prima missione spaziale a studiare gli asteroidi troiani (seguono Giove) e greci (precedono Giove). Effettuando vari flyby incontrerà 8 diversi asteroidi, uno nella fascia principale e 7 troiani, diventerà la prima missione spaziale nella storia ad esplorare desitinazioni cosi diverse in orbite indipendenti attorno al Sole.

La struttura princpale per l’analisi dei dati sarà il Southwest Research Institute a Boulder, Colorado, mentre il NASA Goddard Space Flight Center a Greenbelt, Maryland, garantirà il controllo missione, i sistemi ingegneristici e assicurazione e sicurezza della missione.provides overall mission management, systems engineering, and safety and mission assurance.

Attualmente, la divisione spazio della Lockheed Martin a Denver sta costruendo Lucy.

Fonte: NASA’s Lucy passes critical milestone.

Per gli admin: ero indeciso se creare un argomento a parte, dato che manca un po’ al lancio a parte. Ci sono alcuni messaggi interessanti e dedicati esclusivamente a Lucy in questo thread, per cui sarebbe meglio metterli assieme? Oppure, in alternativa, copio e incollo sotto il thread di lancio.
Non so se servirà, ma sarà da aggiungere anche la sottocategoria.

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Studiare gli asteroidi troiani con Lucy.

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Forse sarebbe stato più utile creare come primo messaggio una sintesi della missione Lucy, ma ormai il danno è fatto.

Nome della missione

Come detto da @mcarpe, la sonda non sarà un acronimo, bensì trae origine dal nome di Lucy, l'australopiteco trovato in Africa con il sottofondo di Lucy in the sky dei Beatles. Il nome fu scelto proprio perchè i resti rappresentavano le prime fasi dell'evoluzione della specie umana, proprio come gli asteroidi troiani lo sono per i pianeti.

Stato della missione

L’intera vita di Lucy è racchiudibile all’interno di 5 fasi, denominate da A (la più acerba) alla F (fine della missione). Attualmente, 2020-08-27T22:00:00Z, la sonda è in fase D.

Fasi operative di Lucy

Fase A: Concept e sviluppo tecnologico

Il 2015-09-29T22:00:00Z Lucy è stata selezionata da NASA assieme ad altre 4 missioni, tra 28 possibili. Il team è stato istruito per eseguire un profondo studio di concept desing, finalizzando i parametri principali della missione e gli obiettivi scientifici della missione. Sono stati sviluppati inoltre i concept finali di missione, i requisisti di sistema, gli sviulppi delle tecnlogie necessarie e i piani di gestione tecnica e progettuale. Tutta l’attenzione del team era rivolta al dimostrare la flessibilità della missione e stabilire la compatibilità con i piani stratetigi della NASA. Infine, il 2017-01-03T23:00:00Z Lucy e Psyche sono risultati vincitori della competizione.

Fase B: Design preliminare e completamento della tecnologia

Il team si è concentrato sullo sviluppo di requisiti ingegneristici dettagliati per tutti i sistemi e strumenti della sonda, ma anche design preliminari per tutti i sistemi. 2018-04-01T22:00:00Z2018-09-27T22:00:00Z il team è stato occupato nel portare avanti una serie di PDR Preliminary Design Reviews, per tutti gli strumenti e per la sonda come un unicum. Tutte le scelte di desgin sono effettuate per garantire il successo e il raggiungimento degli obiettivi scientifici.

Fase C: Design finale e fabbricazione

Durante questa fase vi è il completamento dettagliato di tutti i design dei sistemi e degli strumenti della sonda, la fabbricazione dell’hardware di volo e lo sviluppo del codice per garantire un volo corretto e la raccolta di tutti i dati necessari. Ogni componente e sottosistema sarà testato per garantire che raggiunga e superi tutti i requisiti. Il team svilupperà piani e procedure dettagliati per l’integrazione di tutti i componenti.

Fase D: Assemblaggio, integrazione e lancio

Una volta che verranno integrati tutti i sistemi verranno eseguiti gli ultimi test pre lancio. Il decollo avverrà da Cape Canaveral a bordo di un Atlas V 401 il 2021-10-17T08:58:00Z, con una finestra di 21 giorni (sul sito c’è scritto che il lancio avverrà il 2021-10-20T22:00:00Z). Affinchè il lancio si svolga in maniera nominale, dovrà essere lanciato alle 6 locali, con una finestra gionaliera di poche ore. In caso di mancato lancio per la finestra 2021, ve ne sarà un’altra uguale l’anno successivo.
Una volta in volo verranno completati gli ultimi test per verificare l’operatività dei sistemi, iniziando la fase di viaggio interplanetario verso gli obiettivi.

Fase E: operazioni e mantenimento della sonda

Durante ogni flyby degli asteroidi, della durata di qualche ora, tutti gli strumenti dovranno operare in sincrono per raccogliere più dati possibili. Ci vorranno comunque dei mesi affinchè i dati vengano rimandati a terra. Lucy osserverà anche i corpi da distante, fornendo utleriori informazioni sulla forma degli asteroidi.

Fase F: conclusione

Dopo 12 anni di missione, gli scienziati si assicureranno di aver raccolto tutti i dati inviati dalla sonda e procederanno al suo spegnimento. Rimarrà in orbita stabile per circa 600.000 anni, con la probabilità di intercettare un pianeta inferiore allo 0.01%, anche se la “speranza” della NASA è che venga riportata da qualche parte da degli esseri umani come reliquia, una volta che l’esplorazione umana del cosmo sarà diventata una routine. Dopo questi 600.000 anni o verà espulsa dal sistema solare, o si “schianterà” addosso al Sole.

Obiettivi di missione

  • Studiare la geologia mappando i crateri, in particolare: albedo, forma, distribuzione spaziale e frequenza. Si determinerà inoltre la natura di strutture crostali e di copertura, determinando infine l’età delle varie componenti della superficie;

  • Mappare il colore, la composizione mineralogica e le proprietà della regolite della superficie degli asteroidi, determinando la distribuzione di minerali, ghiacci e materiali organici;

  • Determinare cosa c’è al di sotto della superificie, tramite lo studio di fratture, spaccature e rocce esposte e determinare massa e densità di ogni asteroide;

  • Cercare i sistemi di anelli degli asteroidi.

Lo studio degli asteroidi e della loro composizione sarà importante in quanto è ritenuto che i pianeti siano costituiti dello stesso materiale. La missione fornirà per la prima volta dati direttamente in loco, mentre finora le composizioni sono state ottenute tramite misurazioni a terra.

Profilo di missione

La missione effettuerà il sorvolo di 6 asteroidi troiani e di un asteroide della fascia principale, come nessuna sonda prima di lei ha fatto.

Il lancio è previsto per il October 17, 2021 8:58 AM, a cui seguiranno due assit gravitazionali da parte della Terra. Dopo il sorvolo di (52246) Donaldjohanson, chiamato così in onore di uno degli scopritori di Lucy, l’australopiteco, il volo proseguirà nella famiglia degli asteroidi troiani, situati nel punto di Lagrange gioviano L4. Gli asteroidi in questo punto sono noti come “il campo greco” e possiedono tutti nomi dedicati a personaggi della mitologia greca (a parte l’intruso Ettore). Lucy sorvolerà 4 asteroidi greci: (3548) Euribate nell’agosto 2027, (15094) Polymele nel settembre 2027, (11351) Leuco nell’aprile 2028 e (21900) Oro nel novembre 2028.
Successivamente l’orbita di Lucy intersecherà nuovamente quella della Terra e dal momento che il gruppo degli asteroidi Giove si saranno spostati, la sonda passerà nei pressi di L5, dove si puà trovare il “campo troiano”. Nel marzo del 2033 Lucy passerà nel sistema binario intruso Patroclo e Menezio, di fatto concludendo la missione. Successivamente Lucy rimarrà in orbita stabile e continuerà ad attraversare le famiglie di asteroidi.

Vedere più sotto per maggiori informazioni sugli asteroidi.

Qui due gif relative con le orbite relative alla Terra (la prima) e Giove (la seconda). Il pallino rosso è Lucy, quello blu la Terra, verde è Giove e gli asteroidi sono bianchi.

Qui invece un’immagine statica già pubblicata nel thread misto.

Dimensioni della sonda e strumenti a bordo

Lucy sarà lunga più di 13 metri, anche se la maggior parte di questa lunghezza è rappresentata dai pannelli solari di 6 metri di diametro l'uno. Tutti gli strumenti saranno situati sul corpo principale e la sonda sarà provvista di un'antenna ad alto guadagno di 2 metri. Essa permetterà di determinare la massa degli obiettivi sfruttando l'effetto Doppler del segnale radio. Lucy inoltre potrà utilizzare le terminal tracking camera, o T2CAM, per catturare immagini ad ampio campo degli asteroidi per individuarne meglio le forme.
  • L’TES: Thermal Emission Spectrometer. È molto simile a quello presente su OSIRIS-REx e sul Mars Global Surveyor: è uno spettrometro ad infrarossi (6-75 micron) che permetterà di analizzare l’inerzia termica e il trattenimento di calore degli asteroidi, fornendo informazioni sulla composizione e sulla struttura dei materiali sulla superficie;

  • L’LORRI: Long Range Reconnaisance Imager, visore ad alta risoluzione spaziale. È pancromatico e copre lunghezze d’onda da 0.35 a 0.85 micron; fornirà inoltre le immagini più dettagliate delle superfici degli asteroidi;

  • L’RALPH: è lo strumento per vedere a colori (Multi-spectral Visible Imaging Camera, MVIC, 0.4-0.85 micron) e ad infrarossi (Linear Etalon Imaging Spectral Array, LEISA, 1-3.6 micron). LEISA permetterà di registrare le linee di assorbimento peridentificare i silicati, ghiacci e materiali organici che ci saranno sulle superifici degli asteroidi troiani. MVIC, invece, catturerà immagini a colori degli asteroidi troiani scelti come obiettivo, aiutando a capire la loro attività.

Asteroidi da visitare

  1. 52246 Donaldjohanson: asteroide più piccolo, 4 km di diametro e primo che Lucy incontrerà. Di classe C, non sarà solo un “astroide di test” per gli strumenti della sonda: è infatti un frammento di una collisione avvenuta circa 130 milioni di anni fa che ha prodotto la famiglia degli asteroidi Erigone. Il flyby avverrà il 2025-04-19T23:00:00Z;

  2. 3548 Euribate, Euribate e il suo satellite: significativamente più grande del precedente (64 km di diametro), sebbene ne condivida alcune caratteristiche, è anche il primo asteroide troiano che verrà visitato. Anche Euribate è un asteroide di tipo C e membro dell’unica famiglia troiana di asteroidi generati da una collsisione. Il flyby permetterà di capire uno dei misteri dei Troiani, ovvero perchè l’unica famiglia di asteroidi generati da impatto è di tipo C, tipologia comune nella fascia degli asteroidi, ma assente nella fascia dei troiani. Le domande sono molte, a partire dall’assenza di asteroidi di tipo D tra i troiani, fino a cercare di capire se l’impatto di questa tipologia causi il disintegramento o addirittura il cambio di classe.
    Nel gennaio 2019 i team di Lucy hanno scoperto che Euribate possiede anche un satellite di un chilometro di diametro: anch’esso verrà sorvolato il 2027-08-11T23:00:00Z;

  3. 15094 Polymele: il più piccolo obiettivo tra gli asteroidi troiani. È un asteroide di tipo P, come i più grandi Patroclo e Menezio. Sarà la prima volta che una sonda sorvola questo tipo di asteroidi, caratterizzati da un colore rosso scuro e sui quali si ipotizza siano ricchi di sostanze organiche. Le teorie sulla formazione di Polymele lo individuano come frammento di un asteroide di tipo P più grande e quindi sarà molto interessante compararlo con i simili più grandi. Il flyby avverrà il 2027-09-14T23:00:00Z;

  4. 11351 Leucus, Leuco: asteroide di tipo D che ha un periodo di rotazione enorme, 466 ore: questo fenomeno porta ad elevate escrsioni termiche tra dì e notte e Lucy lo comparerà con altri asteroidi della stessa classe, in modo da capire come sono composti. Inoltre, le rilevazioni a terra hanno evdenziato un forte cambiamento di luminosità dell’asteroide durante la rotazione, suggerendo che abbia una forma molto allungata. Sorvolo previsto per il 2028-04-17T23:00:00Z;

  5. 21900 Orus, Oro, da non confondere con 1924 Horus: un altro asteroide di tipo D, che permetterà il confronto tra i 51 km di diametro di questo obiettivo con Leuco, simile per il colore della superficie, e con Euribate, simile nella dimensione, ma con composizione diversa. Il passaggio avverrà l’2028-11-10T23:00:00Z;

  6. 617 Patroclus, Patroclo e Menezio, suo satellite: due asteroidi troiani di tipo P, con un diametro medio rispettivamente di 113 km e 103 km. Le ipotesi dicono che possono essere due “rimasugli” di asteroidi primordiali del Sistema Solare ancora molto giovane. Lucy sarà fortunata ad incontrarli: nonostante il sistema binario possieda un’orbita molto inclinata (22 gradi), trascorrendo molto tempo in una zona molto difficile da raggiungere per le sonde, passeranno in una regione di facile accesso per la sonda, che li visiterà il 2033-03-01T23:00:00Z;

Un ultima curiosità: gli intrusi nei gruppi sono presenti a causa della loro scoperta molto prematura rispetto ai due gruppi, per cui i nomi sono stati dati senza tenere conto della futura divisione.

Le informazioni sono tratte da:

Il post era pronto già due ore fa, mancava solamente da inserire i link ai tipi di asteroide, ma non ho potuto pubblicare prima.

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Aggiornamento sugli strumenti

  • 2020-08-03T22:00:00Z: Installazione del serbatoio dell’ossigeno.
  • 2020-08-22T22:00:00Z: L’TES è diretto verso la camera a vuoto per verificare che i componenti operino come previsto nello spazio.
  • 2020-08-23T22:00:00Z: Sta per essere installato su L’Ralph il MLI (Multi-Layer Insulation), permettendo un mantenimento della temperatura ottimale e proteggendo dai frammenti di polvere che potrebbe incontrare
  • 2020-09-16T22:00:00Z: Abbiamo iun video relativo al primissimo dispiegamento dei pannelli solari di Lucy, dal diametro di 6 metri l’uno. I pannelli sono prodotti dalla Northrop Grumman.
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Aggiornamento!

Lucy ha appena superato la fase C, entrando nella successiva, la D.
Prossimo passo, la Mission Operation Review, prevista per ottobre, che validerà i progressi effettuati e preparerà la sonda ad avvicinarsi al lancio.

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/lucy-milestone-kdp-d

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