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L’assistenza gravitazionale

Le sonde più pesanti, che devono affrontare lunghi viaggi in direzione dei pianeti esterni del Sistema Solare, vengono spinte da delle enormi fionde. Tale tecnica, sviluppata negli anni 1961-63 dal matematico Michael Minovitch, viene chiamata Assistenza Gravitazionale.
Per capire meglio di cosa si tratta, ripercorriamo la storia della sonda Cassini-Huygens, che ha raggiunto, dopo un viaggio durato ben sette anni, il gigante Saturno nel 2004. Ad oggi non esiste un lanciatore che sia in grado di mandare una sonda di 6 tonnellate, pari a un autobus da 30 passeggeri, direttamente verso Saturno. Per raggiungerlo infatti, la sonda deve avere una velocità media pari a 50 km/s, ben diversa dai 5 km/s con i quali viene lanciata. Per questa missione, quindi, è stata adottata una tecnica particolare chiamata appunto Assistenza Gravitazionale, che sfrutta la mutua attrazione gravitazionale tra un pianeta e una sonda, nella quale il pianeta si comporta come una fionda che accelera la sonda.
La missione Cassini-Huygens ha usato questa “propulsione naturale” per ben quattro volte: il 26 aprile 1998 e il 24 giugno 1999 Venere ha fornito le prime due assistenze gravitazionali, successivamente è stata la volta della Terra il 18 agosto 1999 e infine di Giove il 30 dicembre 2000.
Per avere un’idea del risultato di un’assistenza gravitazionale nel caso di Venere la coppia di sonde ha aumentato di circa 15 volte il modulo della propria velocità, passando da 5 km/s a 75 km/s, mentre la velocità di Venere è diminuita di 2 x 10^-20 km/s, cioè è rimasta praticamente invariata. I diversi urti con i pianeti servono quindi sia a cambiare il modulo della velocità, sia a deviare la traiettoria della sonda per guidarla sul tragitto desiderato.