21 Dicembre 2021
13:00

Dove sarà posizionato il Telescopio Spaziale James Webb

Gli scienziati hanno deciso di “parcheggiare” il Telescopio Spaziale James Webb in un punto nello spazio chiamato Lagrange L2 Sole-Terra. Ecco i motivi della scelta.
A cura di Andrea Centini

Se non ci saranno ulteriori ritardi, il 24 dicembre l'avveniristico Telescopio Spaziale James Webb decollerà dal Centre Spatial Guyanais di Kurou (Guyana Francese) dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA), aprendo le porte a una nuova era della ricerca nello spazio. Erede spirituale del celebre Hubble, ancora in funzione nonostante gli “acciacchi” del tempo, il nuovo dispositivo si avvale di una tecnologia avanzatissima che gli permetterà di osservare (principalmente nella banda degli infrarossi) molto più lontano e più a fondo di qualunque altro strumento che l'ha preceduto. Per svolgere al meglio la propria missione, il James Webb Space Telescope (JWST) sarà posizionato in una specifica posizione nello spazio, il punto di Lagrange L2 del sistema Sole-Terra, sito a 1,5 milioni di chilometri dalla superficie del nostro pianeta. Ma perché verrà dispiegato proprio in questo punto?

I punti di Lagrange, così chiamati in onore del matematico italiano Joseph-Louis Lagrange (il cui vero nome era in realtà Giuseppe Luigi Lagrangia) che ne calcolò la posizione, sono punti nello spazio che rendono possibile a un corpo terzo più piccolo di rimanere stabile in relazione alla posizione di altri due di massa molto più grande. Nel caso specifico, il corpo con la massa più piccola è il telescopio spaziale (che peserà 6,5 tonnellate al momento del lancio), mentre gli altri due sono il Sole e la Terra. Come calcolato da Lagrange nel suo “problema dei tre corpi”, esistono cinque punti stabili per ogni sistema (L1, L2, L3, L4 ed L5); il Telescopio Spaziale James Webb sarà posizionato in L2, che si trova sulla stessa retta del punto L1 ma è oltre il corpo con la massa più piccola (M2 – la Terra). Come specificato si trova a una distanza di 1,5 milioni di chilometri, dunque è molto più lontano dell'orbita di Hubble, sito a 570 km, un po' più su della Stazione Spaziale Internazionale. Nel punto L2 la gravità della Terra e del Sole si equilibrano e un piccolo oggetto che vi è parcheggiato mantiene una posizione stabile rispetto all'attrazione gravitazionale esercitata dai due oggetti più grandi. Servono dunque solo piccole correzioni per mantenere in rotta un satellite in loco, ne consegue un consumo di energia sensibilmente ridotto.

“L2 è l'abbreviazione di secondo punto di Lagrange, un meraviglioso incidente di gravità e meccanica orbitale, e il luogo perfetto per parcheggiare il telescopio Webb nello spazio. Ci sono cinque cosiddetti ‘Punti di Lagrange' – aree in cui la gravità del sole e della Terra bilanciano il movimento orbitale di un satellite”, ha sottolineato la NASA nel comunicato in cui spiega le ragioni di questo “parcheggio”. Il telescopio sarà posizionato leggermente al di fuori del vero punto di equilibrio L2, dove la gravità combinata si Sole e Terra è in grado di farlo viaggiare all'unisono con l'orbita annuale della Terra attorno al Sole. Non a caso diverse sonde sono state inviate nel punto di Lagrange L2, come GAIA, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, Herschel Space Observatory e altri ancora.

Ma i motivi per cui il James Webb sarà posizionato nel punto L2 non risiedono solo nel risparmio energetico e la possibilità di averlo “bloccato” assieme all'orbita terrestre. In questa posizione, infatti, il telescopio avrà il Sole e la Terra sempre dalla stessa parte e il calore dei raggi solari arriverà sempre dallo stesso punto, pertanto sarà possibile gestire meglio le temperature e l'avanzatissimo sistema di raffreddamento. Il telescopio opera principalmente nell'infrarosso, che è proprio la radiazione del calore, dunque per analizzare quella proveniente dagli oggetti lontani – come galassie e stelle – deve essere freddo. Molto freddo. Non a caso l'enorme scudo solaregrande quanto un campo da tennis, ben 22 per 14 metri – è progettato assieme ad altri sottosistemi per far operare il telescopio a una temperatura di esercizio di ben – 228° C.

Dopo il lancio il telescopio viaggerà per circa un mese nel cuore del sistema Sistema Solare, prima di raggiungere il punto di Lagrange L2. Gli scienziati attiveranno gli strumenti uno dopo l'altro e il telescopio diventerà pienamente operativo entro sei mesi dal lift off, dopo gli immancabili test di routine.

Credit foto: NASA

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