Un team di scienziati cinesi ha pubblicato una proposta per una missione di esplorazione del sistema di Nettuno, con particolare attenzione al suo satellite Tritone. Il progetto, ancora in fase concettuale, prevederebbe il lancio di un orbiter alimentato da generatori a radioisotopi nel 2033, con arrivo previsto dopo un viaggio interplanetario di 15 anni.
La missione mira a colmare le lacune scientifiche lasciate dalla breve visita della sonda Voyager 2 nel 1989, e si inserisce nel più ampio programma cinese di esplorazione del Sistema Solare. Infatti, la Cina in recenti presentazioni ha fissato Nettuno e Tritone tra gli obbiettivi del programma. La proposta segue un altro studio del 2021 di un altro team di scienziati e ingegneri cinesi, che prevedeva un orbiter per Nettuno alimentato da un generatore di energia nucleare.
Secondo lo studio pubblicato l’1 luglio sulla rivista Chinese Journal of Aeronautics, l’obiettivo è quello di immettere una sonda in orbita attorno a Nettuno, far penetrare un modulo nell’atmosfera del pianeta e sfruttare una manovra gravitazionale con Tritone per inserire l’orbiter in un’orbita risonante a lungo termine.
Tra gli elementi distintivi della proposta ci sono l’utilizzo di due generatori termoelettrici a radioisotopi da 300 Watt ciascuno, e una suite di 11 strumenti scientifici: magnetometri, analizzatori di particelle e polveri, spettrometri nel visibile, infrarosso e ultravioletto, una fotocamera, un radiometro a microonde e sistemi di navigazione autonoma, tra cui potrebbe essere incluso un sistema basato sulla temporizzazione di pulsar a raggi X.
I principali ostacoli ingegneristici includono le comunicazioni a lunga distanza, la protezione dalle radiazioni, l’autonomia a bordo e la gestione delle condizioni estreme dell’entrata atmosferica su Nettuno.
I dettagli tecnici della proposta
La proposta si configura come una delle più ambiziose mai concepite per l’esplorazione dei pianeti esterni. L’obiettivo principale è duplice:
- Lo studio diretto di Nettuno attraverso un orbiter e una sonda atmosferica.
- L’osservazione ravvicinata del satellite Tritone, con particolare attenzione alla possibile presenza di un oceano sotterraneo.
Il lancio è previsto intorno al 2033, sfruttando una finestra orbitale favorevole per l’inserimento diretto in una traiettoria interplanetaria Terra-Nettuno. Dopo una crociera interplanetaria di circa 15 anni, la sonda eseguirà una delicata manovra di inserzione orbitale attorno a Nettuno. In questa fase, verrà rilasciato un veicolo di ingresso atmosferico, che effettuerà misurazioni verticali in situ dell’atmosfera del pianeta.
Successivamente, l’orbiter effettuerà una manovra di assistenza gravitazionale con Tritone, riducendo il delta-V necessario per l’inserimento finale in un’orbita ellittica ad alta inclinazione. Attraverso manovre risonanti successive, l’apocentro verrà progressivamente abbassato, permettendo osservazioni sistematiche e tridimensionali del sistema magnetosferico e degli anelli di Nettuno. La missione prevede infine con l’inserimento in una configurazione orbitale risonante 2:1 con Tritone, consentendo osservazioni remote continue e sincronizzate del pianeta e del suo satellite.
La sonda sarà alimentata da due generatori termoelettrici a radioisotopi (RTG) da 300 Watt ciascuno, per un totale di 600 W, assicurando l’operatività fino a 30 UA dal Sole. Il veicolo comprende otto sottosistemi principali, tra cui struttura, avionica, propulsione, guida e controllo termico, oltre al modulo d’ingresso atmosferico.
L’interesse per i giganti ghiacciati
L’esplorazione dei pianeti giganti esterni rappresenta oggi una delle grandi frontiere aperte della scienza planetaria. Nonostante il loro ruolo chiave nella formazione del Sistema Solare e il potenziale per ospitare lune con ambienti geologicamente attivi, nessuna missione orbitale dedicata è mai stata lanciata verso Urano o Nettuno.
Negli ultimi anni, la comunità scientifica internazionale ha inserito l’esplorazione dei giganti ghiacciati tra le priorità assolute. Negli Stati Uniti, la missione Uranus Orbiter and Probe (UOP) è stata classificata come iniziativa “flagship” nei decadal survey della NASA, con l’obiettivo di condurre un’esplorazione orbitale di lunga durata e l’invio di una sonda nell’atmosfera del pianeta. In parallelo, il concept Neptune Odyssey prevederebbe una crociera interplanetaria di 16 anni e una permanenza in orbita intorno a Nettuno per almeno quattro anni. Tuttavia, vincoli di bilancio e la limitata disponibilità di plutonio-238 hanno rallentato lo sviluppo, spostando il possibile lancio di UOP dalla finestra originaria del 2031 alla seconda metà degli anni 2030.
Anche l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha mostrato interesse per questa regione remota del Sistema Solare, proponendo la missione ODINUS: un progetto binario che prevede lo studio coordinato di Urano e Nettuno per approfondire l’origine e l’evoluzione di questi sistemi planetari.
In questo scenario in evoluzione, la Cina si presenta come un nuovo attore capace di colmare il vuoto esplorativo verso i giganti ghiacciati, grazie alle capacità tecnologiche acquisite nei programmi lunari e interplanetari.
La missione proposta verso Nettuno si inserisce in una roadmap a lungo termine presentata dalla Cina, che include:
- Tianwen-2, partita questa primavera, per il ritorno di campioni da un asteroide.
- Tianwen-3 per il ritorno di campioni da Marte nel 2028.
- Tianwen-4 per lo studio del sistema di Giove nel 2029.
- Una missione di sample return da Venere nel 2033.
- La costruzione di una stazione di ricerca su Marte entro il 2038.
Se realizzata, la missione cinese sarebbe la prima nella storia a immettere un orbiter attorno a Nettuno, e rappresenterebbe un passo importante nella comprensione dei pianeti esterni. Più in generale, contribuirebbe a colmare una delle principali lacune dell’esplorazione planetaria moderna: lo studio sistematico dei giganti ghiacciati, le cui caratteristiche restano tra le più misteriose del nostro sistema.
