A più di 400 milioni di chilometri dalla terra c’è un piccolo prodigio che sta lavorando per scoprire i segreti dell’ultrapassato, carpendo informazioni che risalgono più o meno a quattro miliardi e mezzo di anni fa, per aiutarci a capire il futuro. Si chiama Giada (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator), e ha iniziato a operare il primo agosto di quest’anno proprio a quella distanza dal nostro pianeta. Il suo impegno è misurare le proprietà di grani di polvere di una cometa, che crescono costantemente in numero con il movimento della sonda che lo trasporta, Rosetta, e della cometa stessa che si muove all’interno del sistema solare.

Dietro a questo “informatore” scientifico che invia dati alla stazione dell’Agenzia Spaziale Europea a terra c’è un grande sforzo della ricerca italiana. Giada infatti è stato sviluppato a Napoli presso il Laboratorio di Fisica Cosmica e Planetologia dell’Università Parthenope e dell’Inaf – Oac (Osservatorio Astronomico di Capodimonte), in collaborazione con l’Istituto di Astrofisica dell’Andalusia (Granada, Spagna). Attualmente Giada è gestito dall’Inaf-Iaps (Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali) di Roma: la responsabile dello strumento è Alessandra Rotundi dell’Università Parthenope) mentre il manager tecnico è Vincenzo Della Corte (Inaf-Iaps). Il tutto viene finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana.
“Giada consentirà, per la prima volta, di caratterizzare in dettaglio i singoli grani di polvere emessi dal nucleo della cometa, studiandone le caratteristiche fisiche e dinamiche, misurandone il flusso emesso e la sua variazione, e derivando quindi informazioni importanti sul nucleo e sulla sua composizione – spiega Elena Mazzotta Epifani, ricercatrice astronoma Inaf – Oac (Istituto Nazionale di AstroFisica – Osservatorio Astronomico di Capodimonte) – . I dati raccolti saranno combinati con quelli di altri strumenti a bordo della sonda Rosetta e del modulo che verrà rilasciato direttamente sulla superficie della cometa in modo da caratterizzare completamente la popolazione dei materiali che costituiscono il nucleo e che vengono dispersi nella chioma. Lo scopo finale della ricerca è comprendere in dettaglio com’è fatta una cometa, e quindi, di riflesso, ottenere informazioni sulle prime fasi di formazioni del nostro Sistema Solare”.

Giada è stato progettato per eseguire misure dirette di due parametri fondamentali della “polvere” della cometa, ovvero il flusso di particelle solide emesse dal nucleo cometario in diverse direzioni e durante le diverse fasi evolutive della cometa oltre alla velocità, alla quantità di moto e alla massa di singoli grani provenienti dal nucleo stesso. “Con queste informazioni si possono derivare informazioni fisiche e dinamiche uniche sull’evoluzione del nucleo e della chioma in funzione della distanza dal sole, come ad esempio la distribuzione delle dimensioni dei grani sul nucleo e nella chioma, la velocità di perdita di massa dal nucleo; il rapporto di abbondanza tra gas e polvere, la relazione tra dimensione e massa dei grani e distribuzione delle velocità di emissione dal nucleo e velocità di volo e la correlazione tra flussi di polvere ed aree attive del nucleo” precisa l’esperta.

Lo strumento è costituito da tre moduli ed è dotato di tre tipi di sensori: il primo un rivelatore ottico, che misura la luce diffusa dai grani che attraversano una sottile cortina di luce laser. Il secondo è invece un un dispositivo ad impatto, per misurare la quantità di moto rilasciata dai grani incidenti su una piastra di alluminio con cinque sensori piezoelettrici. Infine cinque micro-bilance a cristalli di quarzo, orientate in direzioni diverse, consentono di misurare la velocità di deposizione di polvere. Ovviamente per il suo corretto funzionamento è necessaria una specifica struttura elettronica autonoma, che si trova nel secondo modulo, che permette di svolgere varie funzioni di comando, di ricevere comandi dalla sonda e soprattutto di acquisire ed elaborare i dati provenienti dai sensori, per poi farli giungere sulla sonda e infine alla terra.

“Studiare le comete non significa solamente rimanere affascinati dalla loro struttura, ma anche considerare che sono tra i corpi più interessanti in orbita nel nostro sistema solare, perchè preservano materiale pressoché inalterato proveniente dalla nube planetaria di polvere e gas da cui ha avuto origine il sistema solare stesso – conclude Mazzotta Epifani. Avere informazioni dettagliate sulla loro struttura vuol dire capire molto di più sulla formazione e sull’evoluzione del nostro sistema planetario, anche considerando che il loro contributo è stato probabilmente cruciale per creare le condizioni necessarie allo sviluppo della vita sul nostro pianeta. Gran parte del materiale di cui sono composte è infatti ghiaccio d’acqua, e si pensa siano state proprio le comete a rilasciare sulla Terra, in epoca primordiale, gran parte dell’acqua necessaria allo sviluppo della vita, così come la conosciamo”.

La “scatola magica” messa a punto in Italia è parte integrante delle ricerche previste dalla missione spaziale Rosetta dell’Agenzia Spaziale Europea, dedicata allo studio del nucleo e della chioma della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (dal nome dei suoi due scopritori ucraini). La sonda Rosetta è stata lanciata nel 2004, e nel gennaio del 2014 ha ripreso a inviare segnali a Terra, avvicinandosi alla cometa. Ora, per la prima volta, sarà possibile seguire una cometa per un lungo periodo, seguendola per otto mesi durante il suo avvicinamento al Sole e studiare l’inizio e l’evoluzione della sua attività di emissione di polveri e gas. A novembre la sonda rilascerà un modulo (lander) che atterrerà direttamente sulla cometa, per analizzare direttamente il materiale che ne costituisce il nucleo.

Passando dallo spazio al corpo umano, in un futuro strumenti come Giada potrebbero anche diventare utili per conoscenze speculative di altissimo profilo sull’organismo umano. Pensate solo allo sviluppo di zone del corpo che ogni giorno vendono passare, del tutto inconsciamente, 19.000 litri d’aria. Tanta è la quantità di quanto respiriamo e che viene lavorato nei circa 300 milioni di alveoli polmonari dove avvengono gli scambi tra aria e sangue. Conoscere le polveri presenti al loro interno, con una definizione che arriva al milionesimo di grammo, potrebbe essere utile per la salute? Diciamo che a oggi informazioni di questo tipo potrebbero essere utili soprattutto per la ricerca, ma non in clinica. “Misurare il particolato all’interno dei bronchi e degli alveoli non dovrebbe offrire informazioni particolarmente utili per valutare un approccio terapeutico- spiega Carlo Mereu, presidente della Società italiana di medicina respiratoria. Le polveri che si trovano all’interno non sono infatti particolarmente significative, ovviamente in confronto a quanto importiamo con l’inquinamento”. Certo è che potremmo disegnare un futuro diverso con la bilancia speciale, che dalle comete potrebbe diventare utile anche per la medicina.