James Webb è giunto a destinazione: cos'è il punto Lagrange 2

La manovra correttiva che ha inserito il Telescopio Spaziale James Webb nell’orbita del punto L2 è stata completata con successo nella prima serata di lunedì 24 Gennaio, ora italiana. Così il telescopio spaziale da 10 miliardi di dollari è giunto a destinazione, a quasi 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, in orbita intorno al secondo punto di Lagrange Sole-Terra, noto anche come L2 o Lagrange 2.

Dov’è James Webb? Il punto L2

“Benvenuto a casa, Webb!” ha annunciato l’amministratore della NASA Bill Nelson diramando la notizia. “Siamo un passo più vicini a scoprire i misteri dell’Universo. E non vedo l’ora di vedere le prime immagini dell’Universo di Webb questa estate!” – ha aggiunto con entusiasmo il capo della NASA.

La correzione di rotta per l’inserzione in orbita è avvenuta con successo, cercando di usare la minor quantità di carburante possibile per conservarla per le operazioni ordinarie della missione. La manovra ha aumentato la velocità di Webb di 1,6 metri al secondo, un “passo d’uomo” per le velocità dello spazio, e tale accelerazione è stata sufficiente perché il telescopio raggiungesse l’orbita halo prevista intorno al famoso punto L2.

Sappiamo che Lagrange 2 è un osservatorio assai privilegiato sul cosmo, poiché consente una vista ampia e senza interruzioni su una grande porzione di cielo; e anche che si trova in un punto abbastanza freddo da consentire il corretto funzionamento delle strumentazioni – in particolare a infrarossi – che presto ci regaleranno nuove immagini del nostro Universo.

Ma cos’è il punto di Lagrange 2? E perché è stato scelto di inviare il più costoso telescopio spaziale mai costruito proprio là? Calcolati dal matematico Joseph-Louis de Lagrange, i punti di Lagrange sono quei punti che, in un sistema di due corpi celesti dotati di grande massa, rendono possibile l’oscillazione stabile di un terzo corpo di massa molto inferiore.

In un sistema di due pianeti vi sono 5 punti del genere, in cui le forze gravitazionali agite dai corpi celesti maggiori e la forza centrifuga data dal movimento dell’oggetto più piccolo sono in un certo equilibrio. L’oggetto di massa minore, posto su un punto di oscillazione, può così condividere l’orbita di uno dei maggiori: è ciò che avviene per oggetti naturali come gli asteroidi troiani di Giove, che divisi in due gruppi su L4 e L5 “anticipano” e “seguono” il corso del loro pianeta condividendone l’orbita.

In particolare, il punto L2 cui è approdato James Webb appartiene al sistema Sole-Terra, e rientra tra i punti “meta-stabili”. Mentre L4 ed L5 sono stabili, in quanto qui “ogni posizione è come una depressione superficiale o ciotola in cima alla lunga cresta di una collina”, i punti L1, L2 ed L3, quelli allineati col sistema dei due corpi principali, presentano un certo grado di rischio. Ma esistono le cosiddette orbite halo, che consentono di mantenere un corpo in equilibrio nei pressi di un punto di Lagrange di questo tipo.

Perché il punto di Lagrange 2?

Il punto Lagrange 2 è posto su un’immaginaria linea retta che unisce il Sole e la Terra e continua in direzione opposta al Sole, ben oltre la nostra Luna, per una distanza di circa un milione e mezzo di chilometri.
James Webb non orbita fisicamente attorno a L2, che è un punto privo di massa: la sua traiettoria è più o meno circolare, e viene definita halo appunto per la forma simile ad un’aureola che presentò durante le prime osservazioni del fenomeno.

Ma perché proprio Lagrange 2? Innanzitutto, spiegano alla NASA, è “la posizione ideale per un osservatorio ad infrarossi”: qui il Sole e la Terra, e anche la Luna, sono sempre su un lato dello spazio, e consentono a Webb di mantenere le delicatissime strumentazioni costantemente in ombra.

Inoltre, alla distanza cui si trova L2 neanche il calore proveniente dalla Terra rischia di compromettere il corretto funzionamento del telescopio. Orbitando intorno ad un punto, in più “Webb non vedrà mai il Sole eclissato dalla Terra, cosa essenziale per la stabilità termica del telescopio”. L’orbita di James Webb attorno a L2 è più grande dell’orbita della Luna intorno alla Terra, e tale posizione consente anche di mantenere i contatti con il centro operativo della missione a Terra grazie al Deep Space Network.

Adesso che è arrivato a casa, per James Webb iniziano tre lunghi mesi di allineamento delle ottiche e di aggiustamento di tutte le strumentazioni. Poi, forse già questa estate, arriveranno le prime storiche immagini dell’Universo dell’epoca post-Hubble.