Un team di ricercatori del Los Alamos National Laboratory e della Colorado State University ha impiegato sensori acustici per monitorare il rientro nell’atmosfera terrestre della capsula di ritorno della missione OSIRIS-REx, contenente campioni prelevati dall’asteroide Bennu. Questo metodo innovativo ha permesso di analizzare il fenomeno come se fosse un impatto meteorico, offrendo nuove prospettive nella ricerca scientifica.
Il viaggio di OSIRIS-REx e il ritorno dei campioni sulla Terra
La NASA ha lanciato nel 2016 la missione OSIRIS-REx con l’obiettivo di raggiungere Bennu, un asteroide situato a circa 320 milioni di chilometri dal nostro pianeta. Nel 2020, la sonda ha toccato la superficie di Bennu, rivelando una distesa di detriti sciolti invece di una struttura solida. Dopo aver raccolto i campioni, la capsula di ritorno ha intrapreso il viaggio di rientro, atterrando sulla Terra a fine settembre 2023.
Mentre la NASA monitorava il rientro e si preparava all’analisi del prezioso materiale raccolto, un gruppo di studiosi ha colto l’occasione per uno studio innovativo, trattando il rientro della capsula come un evento simile agli impatti meteorici.
Un’opportunità unica per lo studio delle onde d’urto
Prevedere con precisione gli impatti di oggetti di grandi dimensioni nell’atmosfera terrestre è una sfida complessa, a causa delle incertezze legate alla loro traiettoria. Le registrazioni di questi eventi attraverso strumenti geofisici a terra, come sismometri e sensori infrasuoni, avvengono spesso in modo casuale, e la loro scarsa distribuzione non consente una ricostruzione dettagliata del fenomeno.
I ricercatori hanno colto un’occasione rara grazie alla traiettoria nota della capsula OSIRIS-REx, posizionando strategicamente gli strumenti per registrare i segnali sismoacustici generati dal rientro.
L’uso di sensori avanzati per catturare il boom sonico
Il team ha installato sensori acustici avanzati basati sulla tecnologia DAS (Distributed Acoustic Sensing), che sfrutta impulsi laser e la retro-diffusione di Rayleigh per rilevare vibrazioni lungo cavi in fibra ottica. Oltre a questo, hanno impiegato sismometri e sensori infrasuoni in due località nei pressi di Eureka, Nevada, posizionando 12 chilometri di cavi in fibra ottica per catturare il passaggio della capsula.
I risultati hanno confermato il successo della tecnica:
“Abbiamo misurato con successo i segnali sismoacustici prodotti dalla capsula di ritorno dei campioni OSIRIS-REx utilizzando DAS, rappresentando la prima misurazione di questo tipo con questa strumentazione.”
Il sistema ha rilevato un forte boom sonico, seguito da una coda di segnali che è durata circa un secondo. Grazie all’alta risoluzione spaziale di DAS, il team ha potuto individuare dettagli che sarebbero sfuggiti a un tradizionale sistema di rilevamento sismoacustico.
Un metodo innovativo per future osservazioni
L’analisi del boom sonico ha permesso di osservare le variazioni del fronte d’onda nel momento in cui ha colpito la superficie terrestre. Gli scienziati ritengono che questa metodologia possa essere applicata per monitorare futuri impatti meteorici e comprendere meglio l’interazione tra le onde acustiche e il terreno.
Uno degli obiettivi futuri del team è approfondire lo studio dell’accoppiamento tra le onde acustiche e sismiche registrate con la fibra DAS posata sulla superficie terrestre.
OSIRIS-REx diventa OSIRIS-APEX: la nuova missione verso Apophis
Dopo il successo della missione OSIRIS-REx, la NASA ha ribattezzato la sonda OSIRIS-APEX, con un nuovo obiettivo: avvicinarsi all’asteroide 99942 Apophis nel 2029, subito dopo il suo passaggio ravvicinato con la Terra.
Gli scienziati prevedono che l’attrazione gravitazionale terrestre modificherà l’orbita e la rotazione di Apophis, con possibili conseguenze sulla sua superficie, come frane e terremoti. La sonda OSIRIS-APEX analizzerà questi cambiamenti e si avvicinerà all’asteroide, accendendo i suoi motori per sollevare polvere e rocce, offrendo così una visione senza precedenti della struttura interna di Apophis.
