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In data 17.03.08
Nicola Nosengo
Agenzia Spaziale Italiana
Anno 5
Edizione Marzo 2008
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Da LAGEOS II a LARES
Dopo quasi un secolo dalla formulazione della teoria della relatività a opera di Albert Einstein, alcuni suoi aspetti sono ancora in cerca di una conferma definitiva. È il caso per esempio dell'effetto Lense-Thirring, il trascinamento dello spazio tempo causato da un corpo (per esempio un pianeta) in rotazione. A caccia di una misura quanto più precisa possibile di questo effetto andrà, entro la fine dell'anno, un piccolo ma importante satellite dell'Agenzia Spaziale Italiana. Si tratta di LARES (LAser RElativity Satellite), realizzato in collaborazione con l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e costruito da Carlo Gavazzi Space.
Lares
LARES, attualmente in fase di costruzione, è un satellite estremamente semplice: una sfera di 36 centimetri di diametro, 400 kg di peso, completamente passivo, quindi senza pannelli solari, vettori o parti in movimento. È una semplice sfera di tungsteno coperta di specchi, che servono a riflettere un raggio laser inviato dalle stazioni a terra, in primis il Centro di Geodesia Spaziale dell'ASI a Matera. Misurando il tempo di andata e ritorno di impulsi laser (laser ranging), le stazioni a Terra possono calcolare la posizione del satellite con precisione millimetrica.
A che scopo? Appunto per misurare, con una precisione maggiore di quanto non sia avvenuto sinora, l'effetto Lense-Thirring, o "frame dragging". Secondo la relatività generale, un corpo che ruota, come la Terra, provoca una curvatura dello spaziotempo, che va ad aggiungersi a quella dovuta semplicemente alla sua massa e "trascina" il sistema di riferimento inerziale. In pratica, costringe a correggere leggermente i calcoli in base a cui prevedere l'orbita dell'oggetto rispetto alle leggi della meccanica Newtoniana. Proprio come una carica elettrica in movimento genera un campo magnetico, così una massa in rotazione genera un potenziale gravitazionale, che si aggiunge alla normale attrazione gravitazionale, quella che tiene ad esempio la Luna e i satelliti artificiali in orbita intorno alla Terra. È la cosiddetta forza gravitomagnetica, predetta e descritta matematicamente per la prima volta dai fisici Joseph Lense e Hanse Thirring nel 1918. Secondo lo stesso Lense, però, questo effetto è talmente infinitesimo che non si sarebbe mai potuto misurare. Einstein si mostrò più ottimista, prevedendo che un satellite artificiale molto vicino alla Terra sarebbe potuto riuscire nell'impresa.
Lageos II
Aveva ragione, come mostrò per primo il satellite artificiale Lageos (Laser GEOdynamics Satellite) della Nasa (lanciato nel 1976), e ancora di più il suo gemello Lageos II, costruito dall'Alenia e lanciato in collaborazione da ASI e NASA nel 1992. I Lageos, di cui LARES raccoglierà l'eredità, sono anch'essi sfere metalliche coperte da specchi retro-riflettori. Orbitando a circa 6.000 km dalla Terra hanno permesso di misurare, in base alle piccole variazioni della loro orbita, l'effetto Lense-Thirring con una precisione del 10%.
LARES, il cui Principal Investigator è Ignazio Ciufolini dell'Università di Lecce, cercherà di raggiungere una precisione moto maggiore, fino all'1%, nella misurazione di questo effetto. Il satellite andrà in orbita con il volo di qualifica di VEGA, il nuovo vettore per satelliti di piccole e medie dimensioni dell'Agenzia Spaziale Europea, sviluppato con un preponderante contributo italiano, volo previsto appunto entro la fine del 2008.
Una curiosità, per chiudere. Una volta in orbita LARES, con i suoi 400 kg per 36 centimetri di diametro, stabilirà un piccolo record: sarà l'oggetto con la più alta densità di massa dell'intero sistema solare.
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Autore: Nicola Nosengo
Agenzia Spaziale Italiana
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