Telescopio spaziale
Un telescopio spaziale è un satellite oppure una sonda spaziale lanciata con l'espresso scopo di osservare pianeti, stelle, galassie e altri oggetti celesti, esattamente come un telescopio basato a terra. Sono stati lanciati numerosi telescopi spaziali, che hanno contribuito enormemente alla nostra conoscenza del cosmo.
Il motivo che spinge all'osservazione dallo spazio è che essa non soffre di numerosi problemi che ha invece l'osservazione dalla superficie della Terra, in ordine crescente di importanza:
- un telescopio nello spazio non soffre dell'inquinamento luminoso causato da paesi e città vicine,
- l'atmosfera terrestre introduce una considerabile distorsione nelle immagini (propriamente chiamata aberrazione ottica). La capacità risolutiva dei grandi telescopi terrestri è perciò notevolmente ridotta. Un osservatorio nello spazio non deve guardare attraverso chilometri di atmosfera, ed ha sempre prestazioni vicine al suo massimo teorico. Questo problema è oggi parzialmente risolto anche a terra da tecniche di ottica adattiva, che però sono complesse e non risolvono del tutto il problema.
- l'atmosfera inoltre assorbe una grande porzione dello spettro elettromagnetico, impedendo alla radiazione di molti oggetti celesti di raggiungergi. Molte osservazioni sono quindi semplicemente impossibili da terra, e occorre spostarsi fuori dall'atmosfera per poterle condurre.
L'ultimo problema è quello che ha causato il lancio di quasi tutti i telescopi spaziali, e in parte anche dell'HST (che cercava principalmente di aggirare il problema della distorsione atmosferica). I telescopi terrestri possono osservare solo le lunghezze d'onda ottiche (la cosiddetta finestra ottica) e radio, più alcune porzioni molto limitate della banda infrarossa. Tutto il resto (raggi ultravioletti, raggi X, raggi gamma e la maggior parte dell'infrarosso) deve essere osservato dallo spazio.
I telescopi spaziali soffrono però di alcuni svantaggi rispetto ai loro cugini terrestri:
- altissimo costo, soprattutto per il lancio: l'affitto di un razzo medio può costare 200 milioni di euro, e lo Shuttle costava più del doppio.
- impossibilità di manutenzione (tranne che per l'HST): se il telescopio si guasta non può essere sostituito.
- breve vita operativa: molti telescopi devono essere raffreddati, e quando il liquido di raffreddamento finisce, il serbatoio non può essere riempito di nuovo. Inoltre, anche i telescopi che non necessitano di manutenzione periodica finiscono per soccombere alle dure condizioni dell'ambiente spaziale (caldo e freddo intensissimi, radiazioni dure che friggono l'elettronica, etc). Un'altra causa molto comune è l'esaurirsi dei fondi disponibili per la missione, che servono a pagare il personale di terra e le costosissime antenne del Deep Sky Network che mantengono l'effettivo contatto col satellite.
Le missioni spaziali osservative possono essere divise in due grandi classi: quelle che cercano di mappare l'intero cielo (survey) e quelle osservano solo piccole porzioni selezionate, ma a risoluzione molto maggiore.
Molti osservatori hanno già completato la loro missione, la maggior parte con successo, e sono stati spenti oppure fatti ricadere nell'atmosfera. Molti altri sono attualmente attivi, ed di altri ancora è previsto il lancio nei prossimi anni. Le quattro agenzie spaziali attive in questo campo sono la NASA, l'ESA (European Space Acency) e quelle del Giappone e del Canada.
La serie dei Grandi Osservatori della NASA
Il programma "Great Observatories" (Grandi Osservatori) della NASA è partito molti anni fa, con l'intento di dare grandi risultati alla comunità scientifica, e anche una certa spettacolarizzazione. Con l'eccezione dell'HST, i telescopi di questa serie fanno tesoro dell'esperienza accumulata dai predecessori, più sperimentali e di esplorazione, per garantire risultati. Per esempio, nessuno di essi svolgerà survey, perché questi compiti sono già stati assolti da precedenti telescopi spaziali. Ognuno di essi è chiamato col nome di un grande astrofisico del passato.
- Il Telescopio Spaziale per antonomasia, oggi conosciuto come Hubble Space Telescope (HST) è il Grande Osservatorio ottico. L'unico per il quale sono state previste delle missioni di manutenzione periodiche per allungarne la vita operativa, e che sono state provvidenziali: appena lanciato si scoprì amaramente che soffriva di un difetto nel suo specchio primario, causato dalla disattenzione di una delle ditte fornitrici della NASA. La prima missione di manutenzione applicò delle ottiche correttive che riportarono il telescopio alle sue prestazioni previste, che sono rimaste le migliori al mondo fino ad oggi.
- L'Osservatorio per raggi gamma, GRO, poi chiamato Compton Gamma-Ray Observatory, è stato recentemente dismesso in seguito ad un guasto ai giroscopi, dopo numerosi anni di vita produttiva. Dovendo scegliere tra la perdita del controllo del satellite e la sua distruzione, la NASA dovette far sì che si schiantasse nell'Oceano Pacifico nel 200, non senza aver dato molte soddisfazioni agli astronomi che lo hanno utilizzato.
- L'Osservatorio per raggi X, AXAF, detto Chandra X-ray Observatory in onore dell'astrofisico indiano [Subrahmanyan Chandrasekhar|Chandrasekhar]]. Ha svolto importanti osservazioni di stelle vicine e galassie distanti, ed è ancora in attività.
- L'Osservatorio per l'infrarosso, SIRTF, detto Spitzer Space Telescope è il quarto della serie. È stato lanciato il 24 agosto 2003 ed è ancora nelle prime fasi della sua vita operativa.
- Il James Webb Space Telescope sarà il successore dell'HST ed è previsto il suo lancio tra il 2009 e il 2011.
Altri telescopi spaziali
- IRAS fu il primo telescopio infrarosso a compiere una survey dell'intero cielo, e scoprì i dischi di polvere attorno a molte stelle vicine come Fomalhaut, Vega e Beta Pictoris. Cessò di funzionare nel 1982 e qualche anno dopo rientrò nell'atmosfera distruggendosi.
- ISO (Infrared Space Observatory) fu una missione dell'ESA (European Space Agency) anch'essa infrarossa, ma essendo già stato svolto il lavoro di survey, funzionò come un telescopio convenzionale.
- IUE (International Ultraviolet Explorer) fu una missione congiunta ESA/NASA/UK lanciata nel 1978 per esplorare il cielo ultravioletto, cosa mai fatta prima di allora. Aveva una vita prevista di soli 3 anni, ma funzionò invece fino al 1996. Il vasto archivio di osservazioni IUE continua ancora oggi a produrre articoli scientifici.
- SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) è un osservatorio solare dell'ESA, attualmente in funzione e con l'obbiettivo di studiare a fondo il Sole. SOHO ha rivoluzionato le conoscienze sulla nostra stella.
- Uhuru, fu il primo osservatorio spaziale per raggi X, lanciato nel 1970. Completò una survey di tutto il cielo.
- Gli HEAO (High Energy Astronomy Observatories) 1 e 2, furono due osservatori spaziali a raggi X che seguirono Uhuru nel 1978.
- Hipparcos fu un importante satellite dell'ESA per misure astrometriche. Nonostante numerosi problemi di funzionamento, è servito per ricalibrare la scala delle variabili Cefeidi ed ha fornito una gran mole di dati estremamente precisi.
- MOST è stato lanciato nel 2003 per l'Agenzia spaziale canadese, ed è il telescopio spaziale più piccolo del mondo, più o meno come una grossa valigia. La sua vita operativa prevista è di cinque anni.
Vedi anche
- Osservatorio
- Cronologia dei satelliti artificiali e delle sonde spaziali
- Cronologia dei telescopi, osservatori e tecnologie osservative
- Astrofisica