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Borzonasca 15 gennaio 2005
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Lo Spazio, la nuova frontiera Relatore: Enrico Ronchi
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Le basi fisiche del volo spaziale I principi scientifici che hanno consentito i lanci di satelliti intorno alla Terra, di veicoli sulla Luna, di sonde intorno a Marte, a Venere, sono noti già da più di due secoli. Furono enunciati da Newton, che scoprì le leggi della gravitazione universale. E ne esistevano già le premesse nelle scoperte di Galileo e Keplero.
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Dalla “preistoria” alle V1 e V2 Forse è leggenda, o forse è realtà, ma pare che il primo volo di un uomo sopra un razzo sia un primato cinese... I Cinesi, inventori della polvere da sparo e specialisti nell’arte pirotecnica e degli aquiloni, annoverano negli annali la leggenda di un tale Wan Hoo, che dopo aver collegato due enormi aquiloni con un'intelaiatura su cui pose una sella da cavallo, munì l’apparecchio di 47 razzi pirotecnici. Quando i razzi furono accesi pare che in effetti sia “decollato” per poi fracassarsi al suolo.
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Un primo vero e proprio studio risale invece ad un'epoca molto più recente: un volumetto scritto in lingua tedesca dal rumeno Hermann Oberth e pubblicato nel 1923. Il titolo era: “Il razzo verso gli spazi interplanetari”. Si trattava di un rigoroso studio matematico, dove si dimostrava la possibilità di "navigare" tra gli astri giovandosi appunto di razzi e di combustibili liquidi.
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Tre anni dopo, in America, Robert Goddard costruiva i primi razzi a propellente liquido e nel 1929 lanciò il primo, che salì a ben… 32 metri. Un giornale commentò: "Un razzo lunare ha fallito il bersaglio per sole 238.799 miglia e mezzo !".
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In generale negli anni a cavallo fra le due guerre si assistette ad un moltiplicarsi degli entusiasmi verso il volo spaziale. Molte idee che oggi sono quasi entrate nella “normalità” nascono proprio in quegli anni: i voli interplanetari, le stazioni spaziali, le basi abitate su altri pianeti… Grande influenza, in particolare, ebbe Konstatin Tsiolkovsky, un insegnante russo che in alcuni racconti negli anni ‘20 immaginò una stazione spaziale cilindrica rotante.
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Fu in Germania che il libro di Oberth e gli esperimenti di Goddard furono presi sul serio; venne fondata l'Associazione Tedesca Razzi e le conseguenze furono, durante la guerra, le V1 e le V2. L'inventore, l'Ingegnere Werner Von Braun, nel 1934 (a 22 anni), aveva già inviato un razzo a 2.200 m di altezza. Le autorità naziste si giovarono delle sue scoperte, anche se non lo vedevano di buon occhio, perchè - dicevano - "pensa più alla Luna che alla vittoria della Germania".
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Il primo satellite: lo Sputnik L’URSS aveva annunciato l’intenzione di lanciare un satellite artificiale durante l’IGY, ma sia gli USA che gli alleati non presero sul serio quel’ annuncio… ed il 7 ottobre 1957 lo Sputnik era in orbita!
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Ed il primo essere vivente... Un mese dopo, con il lancio dello Sputnik 2, i sovietici furono in grado di mandare in orbita una cagnolina dal nome Laika, mostrando non solo di essere in grado di lanciare razzi in orbita, ma anche di far sopravvivere essere viventi nello spazio.
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Intanto l’Esercito, che ha fra i suoi scienziati Werner Von Braun a capo del progetto Jupiter-C, riesce il 31 gennaio 1958 a mettere in orbita il primo satellite USA, l’Explorer-1. Pesa solo 14 kg., è di forma cilindrica lungo 2 metri e con un diametro di 15 cm.
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La NASA Finalmente in USA si decide di razionalizzare lo sforzo e il 1° ottobre 1958 nasce la NASA (National Aeronautics and Space Administration). Si armonizzano le forze prima suddivise tra Marina ed Esercito per battere l'URSS che, fino a questo momento era riuscita a lanciare satelliti i, ma soltanto in orbita terrestre.
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Le prime missioni umane I tempi erano quindi maturi per i primi tentativi di mandare nello spazio un essere umano! Anche questo primato va all’URSS. Il primo uomo nello spazio fu Yuri Gagarin, il 12 aprile 1961. Gli americani riuscirono a duplicare l’impresa solo l’anno successivo con John Glenn, che completò tre orbite il 20 febbraio 1962. Più di 36 anni dopo, all’età di 77 anni, Glenn, senatore degli Stati Uniti, ritornò nello spazio con la missione STS-95, a bordo dello Space Shuttle Discovery
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Il progetto Vostok Si tratta del primo progetto sovietico per voli umani. E fu un grande successo. Yuri Gagarin e, in secondo piano, Gherman Titov, mentre procedevano verso la Vostok 1. Titov sarà il pilota della missione successiva Vostok 2.
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Con un peso di 4-5 tonnellate potevano permettere la sopravvivenza ad un solo membro di equipaggio. Il rientro di tipo balistico prevedeva al massimo 8-9 g con una temperatura esterna da 2 a 3000 gradi. Vostok
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Il 14 giugno 1963 viene lanciata la Vostok 5 con il cosmonauta Valery Bykovsky. Due giorni dopo avviene il lancio della Vostok 6 con la prima donna nello spazio, Valentina Tereshkova. Benché le orbite siano simili, 208 chilometri per 168 la Vostok5 e 231 per 181 chilometri la Vostok 6, sono abbastanza sfasate per cui le capsule si incontrano soltanto due volte ogni orbita e per pochi minuti. Le preoccupazioni su danni all’apparato riproduttivo femminile si dimostrano infondate con la nascita di Yelena, la figlia che Tereshkova avrà l'anno dopo la sua esperienza spaziale e dopo essersi sposata con il cosmonauta Nikolayev, pilota della Vostok 3.
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Il progetto Mercury Gli inizi per gli USA non furono facili. La coscienza di dover inseguire portò comunque ad un moltiplicarsi degli sforzi e di progetti.
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29 luglio 1960. Mercury-MA 1 Si tratta del primo lancio di prova senza esseri viventi a bordo. Tuttavia fu un insuccesso in quanto il razzo esplose dopo poco meno di un minuo 21 novembre 1960 Mercury-MR 1. Primo tentativo di lancio sub-orbitale. 31 gennaio 1961 Mercury-MR 2 Lancio con a bordo Ham, un piccolo scimpanze. La scimmia è sopravvissuta in buone condizioni al volo 5 maggio 1961. Mercury MR-3. Il primo volo nello spazio di un americano, della durata di una quindicina di minuti Alan Shepard. Ma è ancora un volo suborbitale. 21 luglio 1961. Mercury MR-4. Altro lancio suborbitale di test. 13 settembre 1961. Mercury 4. Primo volo Orbitale, ma con capsula disabitata 29 novembre 1961. La Mercury 5. Primo volo Orbitale con a bordo un essere vivente, lo scimpanzè Enos 20 febbraio 1962. La Mercury 6 Ad un anno dal volo di Shepard, primo volo Orbitale con l’astronauta John Glenn, volo di cinque ore e con pieno successo. Le missioni Mercury continuano sino alla missione Mercury-9 del 15-Maggio 1963.
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Le prime simulazioni di missioni completo con il lancio, l’immissione in orbita, il controllo di assetto... ed il recupero del modulo abitabile.
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Particolare attenzione deve essere dedicata allo scudo termico che deve sostenere lo stress termico del rientro isolando il modulo abitativo in maniera adeguata, ed evitando rientri traumatici.
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I primi “americani” nello spazio...
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E finalmente veri astronauti... Glenn, Grissan e Shepard sulla rampa di lancio. e vari astronauti durante il corso di sopravvivenza a Panama…
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Alcune immagini di John Glenn in tuta spaziale e all’ingresso del modulo abitativo.
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15 maggio 1963 - Mercury 9 L’ultima missione Mercury con 22 orbite completate. In realtà, benchè tutto finì bene, la missione non fu un successo a causa della grande quantità di malfunzionamenti che impegnarono pesantemente l’astronauta per il rientro.
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Il progetto Gemini I tempi erano ormai maturi per gli USA per un salto di qualità… dai primi voli orbitali a missioni più complesse e dalla strategia variegata. Nel gennaio 1962 viene annunciato il progetto Gemini. La presenza di due astronauti a bordo dei moduli ha anche portato allo sviluppo di tecniche e procedure di sopravvivenza nella spazio che saranno poi riutilizzate nell’ambito del progetto Apollo.
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Le tappe principali del progetto Gemini. 24 aprile 1959. La NASA finanzia ricerche per studiare il problema di come far attraccare (“rendezvous”) due navicelle nello spazio 01 augusto 1961. La McDonnell prepara la proposta finale per la Gemini. 28 dicembre 1961. Primi test a terra per il vettore Titan 2. 08 aprile 1964: Gemini 1: la prima missione Gemini prevedeva un lancio senza equipaggio per verificare la capacità del vettore di porre in orbita l’intera struttura. 19 gennaio 1965: Gemini 2 anche la seconda missione Gemini non era abitata. Scopo della missione,il test dello scudo termico, fondamentale nel rientro. 23 marzo 1965:Gemini 3: prima missione con gli astronauti Grissom e Young. Dopo essere entati in orbita sono stati in grado di far rientrare la loro navicella nell’Atlantico. 03 giugno 1965: Gemini 4 questa missione abitata sperimenta una permanenza prolungata nello spazio: 4 giorni. Sono state compiute attività extraveicolari (EVA) e prove di avvicinamento ed allontanamento con il secondo stadio del vettore di lancio.
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21 agosto 1965: Gemini 5: Altra missione di lunga durata, 8 giorni. Messa a punto di varie tecniche con numerosi esperimenti. Fu la prima missione a dimostrare la capacità di far sopravvivere un equipaggio per il tempo necessario per condurre a termine una missione lunare 04 dicembre 1965:Gemini 7 Permanenza in orbita di 14 giorni con molti rendezvous con il secondo stadio del veicolo di lancio e la Gemini-6. 15 dicembre 1965:Gemini 6 dedicata ai rendezvous con la Gemini 7 ancora in orbita. 16 marzo 1966: Gemini 8 Missione comandata da Neil A. Armstrong, dovettero risolvere un grave problema per la perdita dell’assetto durante un tentativo di rendezvous, risolto con il controllo manuale. 03 giugno 1966: Gemini 9 Missione di test di attracco, sempre con il secondo stadio del vettore di lancio e in varie condizioni. 18 luglio 1966: Gemini 10 Missione con nuovi test e molteplici EVA. 12 settembre 1966: Gemini 11 Molteplici EVA e aggancio del bersaglio con un cavo. 11 novembre 1966: Gemini 12 Simulazione delle procedure previste per il programma Apollo compreso test di rendezvous manuali. Edward White
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Il maggior impegno delle nuove missioni ha portato anche allo sviluppo di una nuova generazione di vettori potenziati: nella foto il Titan 2b. Il vero nucleo del progetto era comunque il sofisticato modulo abitativo adatto ad ospitare due astronauti e dotato di ampia manovrabilità.
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Essenzialmente la maggior parte delle tecniche di manovra necessarie per portare a termine una missione spaziale sono state sperimentate con il modulo Gemini.
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E con la complessità della missione crescono anche le necessità di addestramento degli astronauti… ed in qualche caso anche i disagi dovuti alle necessità di più lunghe permanenze in orbita.
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Edward White durante la prima EVA compiuta durante la missione Gemini 4.
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12 settembre 1966. La Gemini 11 Spettacolari EVA con anche un cavo fissato fra la navicella ed il secondo stadio del vettore utilizzato come obiettivo. Avendo raggiunto l’altezza orbitale di 800km la Gemini 11 fu in grado di produrre le prime immagini nelle quali la Terra era chiaramente visibile come sfera. 11 novembre 1966. La Gemini 12 Praticamente una completa simulazione delle procedure previste per il programma Apollo. Gli astronauti a bordo di questa missione sono stati James Lovell e Edwin Aldrin.
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Il progetto Apollo Il progetto Apollo include una grande quantità di missioni senza equipaggio ed 11 missioni con esseri umani a bordo. Lo scopo del progetto era chiaro: portare degli uomini sulla Luna e riportarli a Terra sani e salvi! Il progetto fu, oggettivamente, un successo senza precedenti. Ma tutto ha un costo: quasi 20 miliardi di dollari US, o circa il 34% dell’intero budget della NASA.
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Storia del progetto 28 luglio 1960. Il Programma Apollo viene annunciato 25 maggio 1961. Kennedy dichiara al Congresso che la Luna è il prossimo obiettivo spaziale: : ”[…] É il momento ora di impegnarsi per portare l’America all’avanguardia nella conquista dello spazio nel quale da molti punti di vista risiede il nostro futuro sulla Terra.”
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Ma non fu per nulla facile... 27 gennaio 1967: l’Apollo 1 Fu veramente una tragedia. L’Apollo 1, originariamente denominata Apollo 204, doveva essere il primo volo abitato del modulo di comando. Una missione di verifica quindi. L’equipaggio, formato da Virgil I. Grissom, Edward H. White e Roger B. Chaffee, perì per un incendio scoppiato a bordo ancora prima della partenza. Successivamente il volo divenne Apollo 1 su richiesta della vedova di Grissom.
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21 dicembre 1968. L’Apollo 8 Si tratta di una missione eccezionale. Fu la prima ad utilizzare il potente Saturno V come vettore di lancio. E fu anche la prima missione umana a circumnavigare la Luna. Gli astronauti Frank Borman, James A. Lovell Jr. e William A. Anders sono stati i primi esseri umani a vedere direttamente la faccia nascosta della Luna e ad uscire dal campo gravitazionale terrestre. Una delle più curiose formazioni lunari: Tsiolkovsky
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Mai così lontani dalla Terra...
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16 luglio 1969: l’Apollo 11 Lo scopo dell’Apollo 11 era quello di far allunare uomini sulla superficie lunare e farli tornare sani e salvi sulla Terra. L’equipaggio era formato dal Comandante Neil A. Armstrong, Michael Collins e Edwin E. Aldrin Jr., il pilota del modulo lunare. L’allunaggio avvenne nel Mare della Tranquillità alle 16:18 EDT del 20 luglio. Armstrong pose lo storico piede sulla Luna alle 22:56 EDT e pronuncio la famosissima frase: "That's one small step for man, one giant leap for mankind."
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E finalmente sulla Luna... La bandiera e la raccolta di reperti della superficie della Luna
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La conquista della Luna... Poche imprese umane hanno scatenato tante polemiche ma allo stesso tempo entusiasmato. Oggi, a distanza di molti anni, siamo forse nelle condizioni adatte per riscoprire quegli avvenimenti con maggiore distacco e spirito critico.Resta il fatto, comunque, che si è trattata veramente di un’impresa memorabile: l’enorme sforzo finanziario, gli interessi politici e militari da soli non bastano assolutamente per far comprendere come migliaia di persone abbiano speso i loro migliori talenti con passione e dedizione per rendere possibile uno dei più antichi sogni dell’uomo : camminare sulla Luna!
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La partenza ed il ritorno…
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Ed infine a casa!
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EVA in lontananza del LEM
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Il modulo di comando Il LEM Il Rover lunare
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Ci torneremo ?
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Le missioni planetarie… Nessun astronauta, tempi di attesa a volte molto lunghi eppure poche imprese spaziali come le esplorazioni con sonde automatiche dei pianeti esterni ed interni hanno dato tanto alla scienza. Questi congegni hanno anche fatto sognare generazioni di appassionati. Attraverso i risultati dei loro sensori si è potuto in un certo senso “toccare e vedere” la superficie di quasi tutti i pianeti del sistema solare. E, plausibilmente, preparare la via per future missioni umane
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La Luna Progetto Luna (URSS) Progetto Pioneer (USA) Progetto Ranger (USA) Progetto Surveyor (USA) Progetto Lunar Orbiter (USA) Progetto Clementine (USA) Progetto Lunar Prospector (USA)
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Il progetto Clementine Il progetto Clementine aveva lo scopo di mettere a punto nuove tecnologie per le nuove generazioni di missioni planetarie americane. Fra gli obiettivi v’era la Luna ed un asteroide (1620 Geographos). Mentre la Luna fu raggiunta in maniera ottimale l’incontro con l’asteroide fallì a causa di alcuni malfunzionamenti. Il costo del progetto era di 80 millioni di USD. La navicella aveva una lunghezza di poco meno di 2 metri con un peso di 400 kg. Fra i risultati più interessanti della sonda Clementine 1, lanciata il 25 gennaio 1994, possiamo segnalare la possibile scoperta di ghiaccio nelle zone polari sud del nostro satellite.
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Il progetto Lunar Prospector Si tratta di un moderno laboratorio automatico per la ricerca scientifica. Lanciato il 7 gennaio 1998 ha fornito un’enorme quantità di dati scientifici tutt’ora sotto analisi.
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I pianeti: il progetto Mariner La serie Mariner identifica più di una sonda per l’esplorazioneplanetaria lanciata dagli USA. Il Mariner 10 rappresenta senza dubbio una delle missioni planetarie più straordinarie. Mariner 10 è stata la prima missione ad usare l’attrazione gravitazionale di un pianeta per raggiungerne un altro. Si tratta anche appunto della prima missione con un obiettivo multiplo: Mercurio e Venere. Il primo incontro con Venere avvenne il 3 novembre 1973. Quindi, il 29 marzo 1974, passò a poco meno di 800km dalla superficie di Mercurio. Con un’intelligente scelta dell’orbita il Mariner fu in grado di incontrare Mercurio in altre due occasioni: il 21 settembre 1974 ed il 16 marzo 1975.
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Mercurio
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Venere Progetto Venera (URSS) Progetto Mariner (USA) Progetto Pioneer (USA) Progetto Vega (URSS) Progetto Magellan (USA)
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Venere con telescopi ottici...
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E vista da Magellan...
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Il vulcano Gula
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Marte - Progetto Mariner (USA) - Progetto Mars (URSS) - Progetto Viking (USA) - Progetto Phobos (URSS) - Progetto Mars Surveyor (USA) - Progetto Mars Express (ESA) - Mer-A e Mer-B (USA)
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Monte Olimpo - h: circa 27 Km ( 3 volte Everest )
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Il progetto Mars Surveyor Il progetto prevede il lancio di diversi satelliti con varie specializzazioni. Il 7 novembre 1996 viene lanciato il Mars Global Surveyor, mentre l’11 dicembre 1988 era stato lanciato il Mars Climate Orbiter, un vero e proprio osservatorio meteorologico marziano. Il 4 dicembre 1996 viene lanciato il Mars Pathfinder con a bordo il Sojourner, il piccolo robot comandato da Terra in grado di muoversi sulla superficie di Marte. Il 3 gennaio 1999 viene lanciato il Mars Polar Lander che però viene perso alcuni mesi dopo.
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La famosa faccia marziana vista dal Viking… e dal Mars Global Surveyor
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I pianeti esterni Progetto Pioneer (USA) Progetto Voyager (USA) Progetto Galileo (USA) Progetto Cassini (USA/ESA)
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Missione Galileo Giove
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macchia
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Urano
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Nettuno
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Missione Cassini Saturno
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I punti salienti della Missione sono: 11 giugno 2004 (19:32 UTC):Avvicinamento alla luna Phoebe, alla distanza minima di 2.000 Km. 1 luglio 2004: Attraversamento del piano degli anelli di Saturno durante la sequenza di messa in orbita. 25 dicembre 2004: 02:00 UTC La sonda Huygens si separa dall’orbiter Cassini ed inizia i 21 giorni di avvicinamento a Titano con l’arrivo previsto per il 14 gennaio 2005. 14 gennaio 2005: Huygens inizia la discesa attraverso la densa atmosfera di Titano dove arriverà dopo circa due ore e mezza. E’ previsto l’impatto alle ore 09.00 UTC.
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Cassini-Huygens : discesa su Titano – 14 gennaio 2005
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Cassini
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Dione and Saturn
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Titan's Many Layers
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Immagini da Huygens
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I corpi minori Progetto Giotto (ESA) Progetto NEAR (NASA) Progetto Deep Space (NASA) Progetto Near (NASA) Progetto Stardust (NASA)
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Comete La sonda Deep Space 1 incontra la cometa Borrelly (22 Sett. 2001) 5 km
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Comete
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Il progetto Deep Space Lanciata il 24 ottobre 1998 la sonda Deep Space 1 è stata congegnata primariamente per verificare un nuovo tipo di propulsione spaziale per missioni interplanetarie: il motore a ioni La sonda ha incontrato l’asteroide 9969 Braille e la cometa Borrelly.
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Foto di Orione - Beatrice e Paolo
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Cometa Macholz - Sant.Andrea di Rovereto 07/01/04 – Foto di Beatrice e Paolo
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