Nell’estate del 2021, il Telescopio James Webb sarà lanciato in orbita per diventare il successore del Telescopio Spaziale Hubble, attivo in orbita bassa dal 1990. Con oltre 20 anni di sviluppo, il JWST ci permetterà di esplorare le origini dell’universo, la formazione di stelle e galassie e, ci si aspetta, di catturare immagini dirette di esopianeti. Ma quali sono le reali motivazioni degli astronomi per collocare telescopi nello spazio, dato che quelli a terra sembrano funzionare adeguatamente?
Ci sono cinque principali motivi per cui un telescopio spaziale ha vantaggi significativi rispetto a uno terrestre.
- Assenza di inquinamento luminoso
- Assenza di limitazioni notturne
- Migliore risoluzione
- Spettro di lunghezze d’onda più ampio
- Assenza di condizioni meteorologiche avverse
Esaminiamo ciascuno di essi nel dettaglio.
Vantaggi dei Telescopi Spaziali
1. Assenza di inquinamento luminoso
L’inquinamento luminoso è l’effetto delle luci cittadine che illuminano il cielo, rendendo difficile l’osservazione delle stelle. In molte città, solo alcune delle stelle più luminose sono visibili nel cielo notturno. Questo è il motivo per cui gli osservatori moderni sono costruiti in aree remote, lontano da questa forma di inquinamento.
Posizionare un telescopio nello spazio elimina questo problema, poiché non esistono luci artificiali che interferiscano con i specchi riceventi.
2. Assenza di limitazioni notturne
La luce solare è così intensa che limita l’osservazione dal suolo a solo la notte, impedendoci di osservare le stelle durante il giorno. Tuttavia, nello spazio non ci sono cicli giorno-notte, quindi un telescopio può essere utilizzato continuamente, aumentando quasi triplicando il tempo efficace di osservazione. Ciò consente agli astronomi di studiare una porzione molto più ampia del nostro universo.
Ma non è tutto. La luce solare è effettivamente più intensa nello spazio a causa dell’assenza di atmosfera. Tuttavia, questo non è un problema: si possono pianificare osservazioni puntando il telescopio nella direzione opposta, consentendo l’osservazione anche di oggetti dietro il Sole, attendendo semplicemente che la Terra si posizioni nel modo giusto.
3. Migliore risoluzione
L’atmosfera terrestre è una delle principali cause di problemi nella osservazione stellare. Distorsioni dovute all’atmosfera possono attenuare e disperdere la luce, riducendo significamente la risoluzione delle immagini. Quando si osservano oggetti molto lontani, che già ricevono una luce attenuata, ciò limita la nostra capacità di una precisa analisi visiva di alcune zone del cielo.
Esistono tecniche avanzate per migliorare la risoluzione, come l’uso di laser e supercomputer per l’elaborazione delle immagini. Tuttavia, il modo più efficace per superare questo problema resta l’uscita dal’influenza atmosferica, portando il telescopio nello spazio.
4. Maggiore spettro di lunghezze d’onda
È noto che l’atmosfera terrestre riflette o assorbe certi tipi di radiazione, in particolare nei raggi ultravioletti e infrarossi. Sebbene questo sia vantaggioso per la salute umana, è svantaggioso per l’astronomia, riducendo la quantità di informazioni che possiamo acquisire.
Gli scienziati possono utilizzare radiazioni a raggi X, raggi gamma e altri tipi di radiazione UV per determinare con maggiore precisione la temperatura e la composizione di stelle e pianeti. Poiché queste informazioni non raggiungono la superficie terrestre, è fondamentale inviare telescopi in orbita dove possono raccogliere e elaborare questi dati.
5. Assenza di cattivo tempo
La frustrazione di un astronomo dilettante può essere amplificata da notti nuvolose, nebbiose e/o piovose. Proprio come la notte limita le osservazioni, anche le condizioni meteorologiche diminuiscono le opportunità di osservare il cielo.
Nello spazio, l’assenza di nubi consente di utilizzare il telescopio in qualsiasi momento.
Svantaggi dei telescopi spaziali
Tuttavia, ci sono anche svantaggi nell’invio di telescopi in orbita. Se fosse un compito semplice, non ci sarebbero motivi per continuare a costruire grandi osservatori sulla Terra. Analizziamo alcuni degli aspetti negativi dei telescopi spaziali.
Costi
Questo è il problema principale. Costruire un telescopio di 44 piedi con specchi perfettamente allineati, sensori ultravioletti e una serie di telecamere in grado di resistere all’ambiente ostile dello spazio è molto costoso. E questo è solo l’inizio. È necessario caricare oltre 11 tonnellate su un razzo e lanciarlo nello spazio. Successivamente, si devono inviare missioni di manutenzione regolari se qualcosa va storto.
Il costo per mettere in orbita il Telescopio Hubble ha superato i 4,7 miliardi di dollari. Nel 2010, le stime cumulative, inclusa la manutenzione, portavano il totale a circa 10 miliardi di dollari.
Riparazioni difficili
Se uno strumento critico nel telescopio si rompe o funziona male, la sostituzione non è affatto semplice. Occorre inviare astronauti esperti per effettuare la riparazione, sperando di capire il problema. Se la diagnosi erronea viene effettuata sulla Terra e il problema è completamente diverso, si rischia di perdere un’intera missione.
Hubble ha subito almeno cinque importanti missioni di servizio in cui sono stati sostituiti i suoi specchi, giroscopi, pannelli solari, telecamere e altri strumenti. Tuttavia, ciò è costoso e richiede molto lavoro. Inizialmente, la NASA ha persino valutato di abbandonare il progetto dopo essersi accorta che uno degli specchi non era stato lucidato correttamente, provocando immagini sfocate. In effetti, in quel periodo, Hubble era considerato un fallimento e uno spreco di denaro. Solo con la prima missione di servizio nel 1993 ha iniziato a funzionare come previsto.
Quanti telescopi ci sono nello spazio?
Attualmente ci sono circa 25 telescopi attivi. La maggior parte di essi si trova in orbita terrestre, con alcune eccezioni come il Telescopio Spaziale Spitzer, lanciato nel 2003 per orbitare attorno al Sole.
La maggior parte dei telescopi spaziali è costruita per rilevare frequenze specializzate, come raggi gamma, raggi X o infrarossi. Solo alcuni, come Hubble, si concentrano invece sullo spettro della luce visibile.
È possibile consultare un elenco di tutti i telescopi spaziali attivi e non più operativi a questo link.
Cosa ci riserva il futuro?
Un certo numero di avvincenti telescopi spaziali è previsto per il lancio nei prossimi anni. Ad esempio, un’iniziativa privata, l’Associazione Internazionale per l’Osservatorio Lunare, spera di posizionare un piccolo telescopio (ILO-1) al polo sud della Luna come test iniziale per un osservatorio lunare permanente.
Come menzionato in precedenza, il telescopio James Webb sarà comunque lanciato nel 2021 (se non ci sono ulteriori ritardi) e rappresenterà una versione più avanzata di Hubble.