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Gli anni della formazione in Colombo - socio fondatore Barbieri ing. Giampiero - Pighin La formazione di Giuseppe Colombo si è orientata fin dagli inizi verso la “meccanica celeste” … è questo un campo dove si tende a dare ragione della dinamica sia a livello orbitale che a livello di stabilità locale di un satellite artificiale o di un corpo celeste. L’armamentario base per lo studio di questi fenomeni è dato dalla conoscenza di Keplero e Newton per le prime stime provvisorie … di Newton applicato mediante integrazione numerica a corpi con “forma fisica particolare” e a tutto lo schieramento di studi e semplificazioni in prima approssimazione per l’analisi di scambi di energia tra corpi principali e minori …un sottocaso è naturalmente una profonda dimestichezza con le equazioni differenziali … Colombo è un sognatore,
ma non uno sprovveduto, è il lancio del primo
Sputnik in orbita gli fa da elemento di
garanzia che ciò che gli frulla in mente è probabilmente
alla portata della tecnologia del momento.
Gli anni della formazione in Colombo Mi viene in mente una bellissima contrapposizione, quella tra Galilei e Colombo … Galilei, nel suo sogno copernicano ed eliocentrico, non è mai riuscito ad uscire da una “meccanica tutta terrestre” …lo dimostra in modo emblematico la sua concezione dell’inerzia … se potessi stendere un nastro privo di attriti su un cerchio massimo della Terra, una palla spinta lì sopra ruoterebbe attorno al globo all’infinito … Colombo, invece, ha « una mentalità capace di spogliarsi del modo tradizionale di affrontare i problemi in chiave terrestre » (1)… ne sono testimonianza tutta la sterminata quantità di studi dedicata al sistema “Tethered”, o satelliti a filo dove si possono compiere azioni e sfruttare energie che hanno validità solo nello spazio … Ancora, i satelliti lanciati nello spazio sono soggetti ad una quantità di perturbazioni e di instabilità locali, quali nutazioni, cambiamenti di orientamento … ma Colombo è ben attrezzato per dare una risposta … le sue basi sono quelle che gli hanno consentito di accedere alla cattedra di “meccanica delle vibrazioni” all’università di Padova … conoscenze di ambito terrestre vengono immediatamente trasferite per inferire su problematiche spaziali. Colombo è anche uomo di fede,
che si è formato all’oratorio parrocchiale … alcune persone conserveranno
per sempre la sua amicizia come, per esempio, Luigi Gui politico di primo
piano nelle file della Democrazia Cristiana.
L'avventura americana - la stabilità dei satelliti Il sapere del nostro cresce e la corsa allo spazio è iniziata … egli deve trovare l’occasione di un incontro con i grandi della Nasa in America, ma da uomo prudente non forza … sarà l’amicizia con Giuseppe Jacchia, conosciuto all’università di Genova … Jacchia è un appassionato osservatore del cielo che saprà coniugare lo spazio con la geofisica … un’altra delle cose che stanno a cuore del nostro … Jacchia da un certo momento lavora allo HCO (Harvard College Observatory) di Cambridge … l’incontro di Jacchia e Colombo a Genova alla fine degli anni cinquanta consentirà la sua presentazione al SAO ed alla successiva proposta di collaborazione … ciò che convince il management del SAO è l’esperienza che Colombo dimostra nella comprensione e nella soluzione di problemi di stabilità di satelliti artificiali nello spazio … egli dimostrerà nel corso della collaborazione « che le oscillazioni di temperatura del satellite e altre anomalie elettromagnetiche sono la causa delle variazioni delle velocità angolari misurate dagli strumenti di bordo » (1) Un’altra problematica cui egli dà una risposta
è la supposta esistenza, come elementi perturbanti, di polveri ammassate
nell’intorno dei punti di stabilità lagrangiani L4 ed L5 dell’orbita
terrestre … Colombo
affronta il problema con tutta la sua esperienza di “meccanico
dello spazio” e riesce a dimostrare, calcoli
alla mano, che la stabilità in questi punti è così
piccola da poter escludere la presenza di nubi di polveri perturbanti …
La risonanza 3:2 spin-orbita di Mercurio Un altro grande amico sarà Irwin Shapiro, astrofisico, con cui istaurerà sterminate disanime sui problemi più svariati …Shapiro sta osservando con tecniche radar Venere e Mercurio allo scopo di verificare la corrispondenza con la relatività generale (RG) di Einstein … altri, come Gordon Pettingil e Rolf Dyce stanno utilizzando le misure del radiotelescopio di Arecibo per analizzare nel dettaglio il moto di rotazione di Mercurio … Ciò che si evince dal misurato è che il periodo di rotazione è di circa 59 giorni, contro gli 88 fino ad allora ritenuti ragionevoli (si supponeva infatti che avrebbe dovuto avere un assetto di risonanza come quello della Luna … essa mostra la stessa faccia alla Terra, e allora Mercurio avrebbe dovuto mostrare la stessa faccia al Sole) … ma le misure di Arecibo danno un riscontro diverso … Naturalmente Colombo
viene a conoscenza dei 59 giorni misurati, e subito
gli balza alla mente la possibilità di una risonanza esatta
bisogna solo ipotizzare una leggera dissimetria assiale del pianeta … scrive un articolo storico assieme a Shapiro …
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Abbiamo introdotto il concetto di “risonanza” che diventa una parola chiave per leggere il pensiero di Colombo ed interpretare i suoi studi teorici, tra cui quelli sugli anelli di Saturno … La base del lavoro è fornita dalle risultanze sempre migliori dei nuovi telescopi … « la grande divisione nell’anello C corrisponde ancora una volta ad un effetto di risonanza generato dai movimenti della grande luna Titano, costantemente avvolta da uno spesso strato di nubi ». (1) « Già
nel 1976 si era riscontrata un’asimmetria fotometrica nell’anello A e si
era suggerito che dipendesse da particelle di grandi dimensioni bloccate
in modo sincrono negli anelli. Colombo capì che era improbabile
e pensò che fosse invece dovuta al raggruppamento gravitazionale
di piccole particelle negli anelli stessi. Questa ipotesi è ora
accettata come la spiegazione più credibile e rappresenta la prima
prova ottenuta dall’osservazione delle onde di densità negli anelli
». (1)
La sonda Mariner 10 ... Durante un simposio dedicato alla progettazione del volo di Mariner 10, Colombo propone di approfondire la possibilità di effettuare tre passaggi vicino a Mercurio mediante tecniche di “gravity assist”, ma si sentì obiettare: « Potrebbe accadere solo per un colpo di fortuna » (1) … Ma egli aveva altre convinzioni e le espresse in modo molto deciso, al punto che si procedette ad una accurata simulazione computeristica, che dimostrò la bontà del suo asserto. Erano i tempi in cui il carburante a bordo impegnava ancora troppo spazio e peso e la sua innovazione, “meccanica spaziale e non terrestre”, superava questo limite. Si sarebbero potuti svelare alcuni misteri relativi per esempio alla straordinaria densità di Mercurio rispetto a quella di satelliti della sua taglia, come per esempio Luna, Ganimede e Callisto. La storia collisionale di questo pianeta sarebbe diventata nota, consentendo di meglio capire le dinamiche del disco protoplanetario che ha dato origine al tutto. Tecnicamente, dopo il lancio dalla Terra, Mariner 10 farà un effetto fionda con Venere, subito dopo uno con Mercurio e poi ancora due volte con Mercurio a distanza di due orbite esatte di quest’ultimo. Quindi lo si sarebbe rincontrato nella stessa configurazione spaziale a causa della risonanza 3:2 spin-orbita. Mariner 10 sorvolerà Mercurio la prima
volta ad una distanza di appena 705
chilometri e la terza volta addirittura
a 327 chilometri
… tutto ciò permetterà di misurare un debole campo magnetico
la cui forma e consistenza sarà poi approfondita con la missione
MESSENGER.
L'avventura della cometa di Halley ... Alla fine degli anni Settanta è in atto una serie di discussioni sulla possibilità di avvicinamento ad una cometa con lo scopo di riprendere la forma e le altre caratteristiche misurabili del nucleo. Solo la sua grande esperienza di meccanica celeste potrà fare sì che questa diventerà « Una missione frutto dell’immaginazione di Bepi Colombo ». (1) Il veicolo spaziale si dirigerà verso la cometa e rilascerà una sonda più piccola verso di essa … Colombo denominerà la missione “Giotto”, ricordando come questo grande pittore abbia rappresentato il passaggio della cometa di Halley del 1301 su un immemorabile dipinto “L’adorazione dei Magi”. Dare la precedenza alla missione Giotto rispetto a quella Hipparcos sarà una delle grandi conquiste di Colombo in Europa … Ma la missione non si presenta affatto semplice … la navicella dovrà affrontare l’urto meccanico con tutto il particellato rilasciato dalla cometa, con grande rischio per la sua stessa integrità … verranno predisposti due scudi, uno plastico ed uno di alluminio per smorzare gli effetti degli impatti. « Per la missione Giotto oltre agli aspetti del lungo viaggio siderale secondo gli opportuni binari, lo scienziato studia i complessi movimenti di nutazione cui può essere soggetta la sonda per prevenirli ed eliminarli prima che diventino fonte di problemi ». (1) Giotto, dopo un viaggio di quasi una unità astronomica (circa 150 milioni di chilometri) si avvicinerà al nucleo della cometa fino a 596 chilometri, poi i guasti definitivi impediranno ulteriori misure. La forma del nucleo è “a
patata”,
cosa che oggi è di dominio comune anche per molti altri corpi minori,
e da molti punti ci sono emissioni di materia
nello spazio, che il Sole rende brillante.
Conclusioni ... Bepi Colombo è stato un uomo molto legato alla famiglia, che lo ha supportato tra molti sacrifici nelle sue infinite peregrinazioni tra Europa ed America … uno dei suoi grandi sostegni è stata la fede che ha sempre coltivato con assiduità … Quest’ultima, in modo indiretto, ha forgiato il suo carattere riservato e, questo è un mio parere, gli ha insegnato per analogia la costanza nel perseguimento degli obiettivi. Tutto ciò è testimoniato dalla incomprensibile scarsità di documentazione fotografica che lo riguarda … certo non era un carattere alla Einstein … ma persone che lo hanno conosciuto me lo hanno rappresentato come una persona godibilissima … ecco come lo ricorda Riccardo Mazzella, un suo studente: « Devo dire che a più di 30 anni di tempo i miei ricordi sono molto vaghi. Io ero uno studente di Astronomia, forse al secondo o terzo anno, non ricordo. La cosa che mi affascinò di Bepi era la semplicità con cui ci spiegava cose molto complesse. Ci faceva capire come risolvere problemi di meccanica celeste con idee che anche alla Nasa sembravano eccellenti. In quel periodo lui collaborava ad un progetto spaziale e le sue idee permisero di sfruttare ripetuti passaggi della stessa navicella attorno a Mercurio. Era un modo di sfruttare al massimo la missione. » È nel silenzio che spesso sono ottenute le cose migliori e più grandi … grazie Bepi … z
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