Dove si può parcheggiare nello spazio?

Le tempeste solari possono mettere fuori uso satelliti, GPS e reti elettriche. Perché la Terra lo sappia in anticipo, una sonda sorveglia il Sole restando sempre tra lui e noi. Ma nello spazio non ci si può fermare: ciò che sta fermo cade nel Sole. Come fa a restare lì?

Bilanciare la gravità non basta

Tra il Sole e la Terra c’è un punto in cui le loro attrazioni si bilanciano, a circa 260.000 km dalla Terra. Ma lì una sonda non può stare: niente la fa curvare, quindi prosegue dritta, mentre il Sole fa curvare la Terra lungo la sua orbita. Non resta sul posto.

Più vicini, più veloci

Mercurio fa il giro del Sole in 88 giorni, la Terra in un anno e Marte in poco meno di due anni. Più si è vicini al Sole, più forte il Sole attira, più veloce deve andare un corpo per non caderci e più corta è la sua orbita.

Se attirasse solo il Sole

Per stare ferma rispetto alla Terra, una sonda deve fare il giro del Sole in un anno, come lei. Ma se la attirasse solo il Sole, una sonda un po’ più vicina al Sole girerebbe più in fretta e sorpasserebbe la Terra. Una sonda un po’ più lontana resterebbe indietro.

L1: la Terra frena

Ma anche la Terra attira la sonda, in direzione opposta al Sole, quindi indebolisce l’attrazione del Sole e la sonda gira più piano. A 260.000 km la Terra la annulla del tutto, ed è troppo; a circa 1,5 milioni di km dalla Terra è proprio giusto, e la sonda fa il giro del Sole in un anno, come la Terra. Questo punto si chiama L1, il primo dei cinque punti di Lagrange, che prendono il nome dal matematico che li ha calcolati.

L2: la Terra dà una spinta

Dietro la Terra è il contrario: la Terra attira la sonda nella stessa direzione del Sole, e così la sonda gira più in fretta che se la attirasse solo il Sole. Di nuovo, a circa 1,5 milioni di km dalla Terra fa il giro del Sole esattamente in un anno. Questo è L2.

Il telescopio James Webb

In L2 orbita il telescopio James Webb. Da lì il Sole, la Terra e la Luna sono sempre dalla stessa parte, così li copre un unico schermo solare grande come un campo da tennis. Dietro di esso il telescopio resta all’ombra e gela sotto i −220 °C: solo così capta il debole calore delle galassie lontane.

Cinque punti

Di questi punti ce ne sono cinque. L3 sta dalla parte opposta alla Terra, oltre il Sole; L4 e L5 sull’orbita terrestre, 60° davanti e dietro alla Terra. Perché proprio lì non si può spiegare in modo semplice, ma i calcoli mostrano che anche lì una sonda fa il giro del Sole esattamente in un anno.

Cima o valle?

L1, L2 e L3 sono come la cima di una collina: se una sonda in L2 si allontana un po’ dalla Terra, la Terra la attira meno e la sonda si allontana ancora di più. Per questo il Webb accende brevemente il motore ogni qualche settimana. L4 e L5 sono come valli: ciò che ci resta intrappolato, ci rimane.

Gli asteroidi di Giove

Ogni pianeta ha gli stessi punti. Che le valli trattengano lo dimostra Giove: nei suoi punti L4 e L5 sono rimasti intrappolati oltre diecimila asteroidi, che girano con lui intorno al Sole da miliardi di anni.

Allora, dove si può parcheggiare?

Nei punti di Lagrange: lì una sonda fa il giro del Sole esattamente in un anno e non si muove rispetto alla Terra. Così la sonda dell’inizio sorveglia il Sole da L1, e il Webb in L2 si nasconde da lui. Da L1 a L3 bisogna accendere il motore ogni tanto; in L4 e L5 una sonda resta lì da sola.