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I satelliti sono corpi legati gravitazionalmente ad un pianeta intorno al quale orbitano seguendo le 3 leggi di Keplero:
1) Le orbite dei pianeti sono ellissi di cui il Sole occupa uno dei due fuochi
2) Le aree descritte dalla congiungente Sole-pianeta sono proporzionali ai tempi impiegati a descriverle
3) I quadrati dei periodi di rivoluzione dei pianeti sono direttamente proporzionali ai cubi dei semiassi maggiori delle rispettive orbite.

 

Il satellite della Terra

La Luna

La Luna è il corpo celeste più vicino alla Terra; la sua distanza è infatti di soli 384.000 km, corrispondenti a poco meno di dieci volte l'equatore terrestre. Il nostro satellite naturale è un piccolo mondo con un diametro di 3.476 km e una massa equivalente a 1/81 della massa terrestre; la velocità di fuga è di circa 2,4 km/s ed è perciò troppo bassa perché la Luna abbia una qualsiasi possibilità di trattenere un'atmosfera apprezzabile. Dire che la Luna ruota attorno alla Terra non è perfettamente esatto: più probabilmente Terra e Luna si muovono intorno al baricentro comune del sistema (centro di gravità). Si deve però tener presente che, data la proponderenza della massa terrestre rispetto a quella del nostro satellite, il baricentro del sistema Terra-Luna si trova all'interno del globo terrestre, da cui risulta che non si commette un grave errore nel dire che la Luna ruota attorno alla Terra. Poiché il periodo di rivoluzione della Luna e il periodo di rotazione attorno al proprio asse sono uguali (la loro durata è di 27,3 giorni terrestri), ne segue che la Luna rivolge alla Terra sempre la stessa faccia. Il contorno della Luna non è perfettamente circolare, perciò il diametro apparente del suo disco varia entro certi limiti abbastanza stretti. Le fasi lunari sono dovute al fatto che la Luna non rivolge a noi sempre la metà illuminata. Prima del volo circumlunare della sonda Luna 3 nel 1959, non si conosceva assolutamente nulla dell'altra metà del satellite; tuttavia per effetto di certe irregolarità nel moto lunare come le librazioni è possibile vedere il 59% dell'intera superficie, mentre il rimanente 41% resta sempre invisibile. La Luna, anche se ufficialmente viene classificata come un satellite della Terra, sembra un pò troppo grande per essere con sicurezza un corpo secondario. Nel sistema solare esistono altri satelliti più grandi della Luna terrestre (tre membri della famiglia di Giove, uno di quella di Saturno e uno di quella di Nettuno), ma ruotano tutti intorno a pianeti giganti.
Tuttavia Tritone, il "compagno" più anziano di Nettuno, ha una massa di solo 1/750 di quella del suo pianeta primario, anche se esso è maggiore del pianeta Mercurio e della Luna. Se così fosse il sistema Terra-Luna dovrebbe essere considerato più propriamente un pianeta doppio, ponendo il problema dell'origine della Luna.
La teoria delle maree proposta nel diciannovesimo secolo da George Darwin (1845-1912) fu popolare per molti anni. Secondo tale ipotesi, la Terra e la Luna erano una volta un corpo singolo, divenuto instabile a causa della sua veloce rotazione. Alla fine il globo si distorse in modo che una parte di esso si staccò dal resto, allontanandosi a formare la Luna. Sussistono però obiezioni matematiche a questa teoria, così serie che attualmente ben pochi astronomi la sostengono sotto una qualsiasi forma. E' molto più probabile che la Luna e la Terra si siano formate nello stesso modo da una nebulosa solare, o unite insieme nello spazio o con una certa indipendenza tra loro: in tal caso la Luna sarebbe stata "catturata" dalla Terra solo più tardi. La prima possibilità sembra, nel complesso, più plausibile.


Le prime mappe telescopiche della Luna sono del 1609: la priorità sembra che spetti a Thomas Harriot (1560-1621) a cui si deve una carta lunare abbastanza precisa. Un notevole lavoro sistematico (1610) è stato eseguito da Galileo (1564-1642) che non solo compilò mappe lunari, ma descrisse in dettaglio le montagne, i crateri e le grigie pianure lunari. Queste aree scure sono state chiamate "mari", pur sapendo già da moltissimo tempo che in esse non vi è alcuna traccia di acqua. In generale i nomi delle formazioni lunari sono in latino, così si ha il Mare Nubium (Mare delle Nuvole) e l'Oceanus Procellarum (Oceano delle Tempeste). L'intera superficie lunare è dominata dalle formazioni note comunemente come crateri, le cui dimensioni variano da vaste aperture che superano i 240 km di diametro a piccole buche che non possono essere viste dalla Terra. Un cratere tipico è formato da pareti con un'altezza modesta rispetto al terreno circostante, il fondo è infossato e nel centro si possono trovare una o più montagne; tuttavia in alcuni casi le pareti possono raggiungere ed anche superare i 3.000 m dalla base.
Sono state avanzate infinite teorie, e alcune assai strane sull'origine dei crateri: ora però la cosa principale da risolvere è se i crateri sono stati prodotti da forze esterne come impatti meteorici o da forze interne come il vulcanismo; non vi è alcun dubbio però che sulla Luna, così come sulla Terra, esistono crateri di entrambi i tipi.
La maggior parte dei mari lunari e i crateri più tipici hanno più o meno forma circolare con bordi montagnosi: per esempio il gigantesco Mare Imbrium (Mare delle Piogge) è circondato dagli Appennini, dai Carpazi e dalle Alpi, anche se il contorno montagnoso non è continuo ma con ampie aperture. Gli Appennini sono certamente la catena più spettacolare ed i loro picci raggiungono altezze superiori ai 4.750 metri. Proprio ai piedi degli Appennini lunari il modulo dell'Apollo 15 ha lasciato gli astronauti Scott e Irwin.
Il suolo lunare è ricco di formazioni di tipo diverso tra cui le colline e le cupole, cioé elevamenti del terreno i cui pendii sono poco ripidi e che hanno spesso sulla sommità fori simili a crateri; vi sono inoltre cavità e altre formazioni che prendono di volta in volta il nome di solchi, crepacci e fratture a secondo della loro profondità o grandezza. Il suolo lunare è quindi un campo molto interessante per chiunque si dedichi alla sua osservazione sia pure con un piccolo telescopio.
L'analisi dei campioni che le missioni Apollo e le sonde automatiche sovietiche hanno riportato dalla Luna ci ha permesso di stabilire che la Terra e la Luna hanno approssimativamente, la stessa età, tra i 4,5 ed i 4,7 miliardi di anni. Per la grande differenza tra le loro masse, Terra e Luna hanno attraversato stadi evolutivi diversi.
La natura della superficie lunare è intimamente connessa con gli eventi che hanno determinato la formazione dei crateri e delle altre configurazioni che la caratterizzano. Questa ipotesi è stata oggetto di interminabili discussioni, alle quali neppure i risultati conseguiti dalle missioni Apollo hanno dato una soluzione conclusiva. Sull'origine dei crateri sono stati avanzate bizzarre teorie (si è pensato persino ad atolli di corallo o agli effetti delle bombe atomiche), ma le cause che possono averli originati sono, in sostanza, due: azioni di agenti interni o il bombardamento di meteoriti. Queste teorie antagoniste vanno generalmente sotto il nome di teoria "meteorica" e teoria "vulcanica". In realtà entrambi i processi debbono avere agito in qualche misura, dal momento che, come sulla Terra, anche sulla Luna sono presenti entrambi i tipi di crateri. Ciò che deve essere stabilito è quale dei due processi ha giocato il ruolo più importante.
I sostenitori della teoria meteorica hanno tentato di trovare un legame tra i principali crateri lunari e i crateri terrestri originati dalla caduta di meteoriti, come, ad esempio, quello dell'Arizona, sebbene quest'ultimo sia di proporzioni insignificanti. D'altro lato, i sostenitori della teoria vulcanica pongono in rilievo il fatto che la distribuzione dei crateri lunari non è casuale: le grandi pianure, per esempio, tendono ad essere allineate e quando una formazione continua in un'altra, è quasi sempre il cratere più piccolo ad inserirsi nel più grande. Questo si può spiegare più facilmente con la teoria sull'origine per forze interne dei crateri piuttosto che non con quella dell'urto da parte di meteoriti. E' d'altra parte vero che gli esemplari di rocce lunari sono essenzialmente vulcanici (anche se spesso mostrano tracce d'impatto), mentre il materiale meteoritico è relativamente poco abbondante. E' anche dubbio se i mari circolari siano sostanzialmente simili ai crateri più grandi o se invece abbiano diversa struttura. Abbiamo però informazioni attendibili riguardo alla loro età: sembra che i mari più grandi (il Mare delle Piogge, quello della Serenità, il Mare delle Crisi e altri) si siano formati all'incirca 4 miliardi di anni fa; il Mare Orientale è probabilmente il più recente (3,8 miliardi di anni).
Gli esperti per lo più concordano nel ritenere che i bacini marini, nel momento in cui si formarono, non fossero colmi di lava. Successivamente, in un'epoca compresa tra 3,8 e 3,2 miliardi di anni fa, essi si riempirono di lava, scaturita da sotto la crosta lunare, assumendo infine il loro aspetto naturale. Poiché l'attività eruttiva ebbe la durata di circa un miliardo di anni, il paesaggio lunare ci appare come un complicato mosaico, dovuto alla sovrapposizione di varie colate di lava. E' di questo periodo la formazione dei crateri: i crateri a raggiera come quelli di Copernicus e di Tycho sono probabilmente più recenti tra le formazioni maggiori; l'età del cratere di Copernicus potrebbe essere addirittura leggermente inferiore a 1 miliardo di anni. Successivamente il grosso dell'attività vulcanica cessò, e da allora si sono formati solo piccoli crateri, per lo più per l'urto delle meteoriti.
E' curioso che si abbiano più informazioni sul passato della Luna che non su quello della Terra. Mentre nelle vicende della Terra ha avuto parte preponderante l'erosione, l'evoluzione lunare non è stata interessata a lungo da questo fenomeno, per cui due miliardi di anni fa l'aspetto della Luna doveva essere simile a quello attuale, mentre le caratteristiche della Terra dovevano essere del tutto dissimili da quelle odierne. I sismometri trasportati dai veicoli Apollo sono stati in grado di registrare sismi lunari, per cui non v'è dubbio che sussista tutt'oggi, in qualche misura, un'attività sismica. Mentre alcune scosse avvengono in vicinanza dalla crosta lunare, altre si verificano in profondità, a metà tra la superficie ed il nucleo centrale della Luna. E' stata pure prospettata la possibilità che la Luna abbia un nucleo caldo, cosicché non sarebbe corretta la vecchia idea di un globo freddo da ogni sua parte. Dallo studio di registrazioni delle scosse sismiche lunari si è ricavata l'indicazione che esiste un nucleo liquefatto, che dovrebbe essere più piccolo di quello terrestre.
Al di sopra s'incontra la cosidetta astenosfera, zona che si trova parzialmente allo stato fuso; più sopra ancora si trova uno spesso mantello sormontato dalla crosta, e infine uno strato di rocce disgregate, di spessore non superiore ai 100 metri. Oggi non è in pratica riscontrabile un campo magnetico generale, anche se esistono zone in cui sono presenti fenomeni di magnetismo; sembra che in un lontano passato la Luna possedesse un campo generale di un valore apprezzabile, ora scomparso. Gli strumenti posti sul suolo lunare hanno segnalato vari tipi di eventi minori, che forse indicano l'emissione di gas da sotto la crosta. Questi fenomeni sono definiti con la sigla TLP , dalle iniziali dei vocaboli inglesi Transient Lunar Phenomena, cioé fenomeni lunari transitori. Si pensa che questi siano più frequenti in vicinanza del perigeo, quando la Luna, trovandosi più prossima alla Terra, risente al massimo del' attrazione gravitazionale e sulle rocce lunari viene quindi esercitata la sollecitazioni più cospicua.
Ad occhio nudo la superficie lunare appare abbastanza dettagliata; con un binocolo e con un telescopio i dettagli saranno sempre più precisi e quanto maggiore sarà la potenza dello strumento, tanto maggiori saanno le sorprese offerte dalla Luna. Oltre allo strumento, per una buona osservazione si deve anche tenere conto delle condizioni di luminosità della Luna (infatti la direzione della luce solare renderà più o meno visibili certi dettagli della sua superficie): per esempio le condizioni migliori per osservare un cratere sono quando il cratere stesso si trova in prossimità del terminatore (linea di confine tra l'emisfero della Luna in ombra e quello della luce), perché in questo caso il fondo craterico è per buona parte in ombra, di modo che le pareti del cratere risaltano maggiormente. Quando l'angolo di incidenza della luce solare è molto alto, anche un grande cratere diventa difficoltoso da identificare a meno che il fondo non sia o particolarmente scuro o molto brillante. In generale l'albedo della Luna, ossia il potere riflettente della superficie lunare è molto bassa (circa il 7 per cento); questo significa che la superficie riflette solo il 7 per cento della luce solare che riceve; le pareti e il picco centrale dei crateri più brillanti hanno però un albedo superiore, quasi più del 15 per cento.
L'emisfero settentrionale della faccia lunare che noi vediamo è occupato da due grandi mari: il Mare Imbrium (Mare delle Piogge) e il Mare Serenitatis (Mare della Serenità), ambedue dalla forma quasi circolare, anche se a volte la prospettiva li fa sembrare leggermente ellittici. Il Mare Imbrium è circondato quasi interamente da catene di montagne, tra cui spiccano gli Appennini e le montagne del Caucaso, leggermente più basse, in cui si trova un terrapieno che unisce il Mare Imbrium al Mare Serenitas. Nella regione delle Alpi vi è il cratere Pilato, dal fondo piuttosto scuro; in questa zona appare una grossa incisione tra le montagne, la Valle delle Alpi, di ben 130 km. Sul fondo del Mare Imbrium vi sono diversi grandi crateri tra cui spicca Archimedes (80 km di diametro) con i suoi due "compagni" più piccoli, Aristillus e Autolycus. Il Mare Serenitas non contiene crateri così grandi: il più grande, Bessel, ha un diametro di soli 39 km. Il piccolo cratere Linne, pure in questo mare, è circondato da una nuvola bianca. Il Mare Tranqullitatis (Mare della Tranquillità), adiacente al Mare Serenitatis, ma più a sud, ha forma meno regolare e probabilmente è anche più vecchio; è stato proprio in questo mare e più precisamente vicino al piccolo cratere Molke che gli astronauti dell'Apollo 11 nel luglio 1969 allunarono. Il Mare Crisium (Mare delle Crisi) non è molto lontano dall'orlo della superficie lunare ed è più piccolo dei precedenti, ma è ben visibile ad occhio nudo. Degli altri mari di questo emisfero il più grande è l'Oceanus Procellarum (Oceano delle Tempeste) separato dal Mare Imbrium dai Carpazi. Nell'Oceanus Procellarum si trova Aristarchus, uno dei crateri più brillanti della Luna; spesso è possibile vederlo brillare anche quando questo si trova in ombra, poiché risplende per la luce riflessa dalla Terra; vicino si trova un cratere abbastanza simile, ma meno luminoso, Erodoto, da cui si diparte una grande vallata. Tra i confini dell'Oceanus Procellarum e l'orlo della superficie si trovano i due grandi crateri Grimaldi e Riccioli, dal fondo molto scuro e molto facili da vedere sulla parte illuminata della Luna. Un'altra interessante formazione di questo emisfero è la grande baia Sinus Iridum (baia dell'arcobaleno) in prossimità del Mare Imbrium: quando il Sole ne illumina i contorni montagnosi, pare di vedere un'impugnatura incastonata di pietre preziose.
A sud dell'equatore si trovano dei grandi crateri, tra cui quello di Tolomeo è forse il più vecchio: il suo diametro è di circa 160 km e il fondo è relativamente livellato e piuttosto scuro. Vicinoa Tolomeo vi è il più piccolo Alphonsus che ha nel centro un gruppo montagnoso e un sistema di spaccature sul suo fondo; nel 1958 l'astronomo russo N.A. Kozyrev notò in questo cratere un bagliore rossastro, (interpetrato come uno dei più autentici esempi di fenomeni lunari transitori) dovuto ad una attività superficiale od interna di origine vulcanica. Il terzo cratere che compone il trio con Tolomeo e Alphonsus è Arzachel, ancora più piccolo di Alphonsus, ma più profondo e con un alto picco centrale. La parte più meridionale della Luna è molto frastagliata sebbene si trovino anche in essa dei mari come una parte del Mare Nubium (Mare delle Nuvole) e il più piccolo Mare Humorum (Mare degli Umori). In prossimità del Mare Nubium, non lontano da Arzachel, si trova la Rupes Recta (muro dritto), di 130 km e una differenza di 240 m. tra la cresta ed il fondo.
Tra i più grandi crateri ricordiamo Schickard con il fondo molto scuro e, vicino a questo, Wargentin, un cratere colmo di colate successive di lava, e Clavius con un diametro di 232 km e all'interno di una catena di montagne. Tra i crateri più importanti della Luna spiccano Copernicus nell'emisfero settentrionale e Tycho in quello meridionale; entrambi sono crateri circondati da raggiere luminose il cui splendore, specie in Luna piena, domina tutta la superficie lunare così da rendere difficoltosa l'identificazione di altre formazioni. Le regioni lunari, visibili per gli effetti di librazione, prima dei lanci spaziali erano ancora sconosciute, oggi, invece, è stato possibile tracciare carte piuttosto dettagliate anche di queste zone, così come è successo per la superficie a noi nascosta della Luna, le cui osservazioni "dirette" sono state fatte solo dagli astronauti dell'Apollo. In questa parte non vi sono grandi mari tranne il Mare dell'Est (Mare Orientale); tra le varie formazioni vi è il cratere Tsiolkovskij dal fondo molto scuro.
La luna costituisce un mondo di notevole varietà. Oltre alle spiccate differenze che sussistono tra l'emisfero rivolto verso Terra e quello nascosto, anche la faccia della Luna a noi familiare presenta un panorama assai vario. Il quadrante sudoccidentale, ad esempio, è dominato da regioni montuose accidentate come grandi crateri che si addensano fittamente, mentre il quadrante nordorientale contiene vaste distese di superfici marine.
Di particolare interesse presenta la regione di Astartico, il più luminoso cratere della Luna, a causa dei numerosi oscuramenti ivi registrati da osservatori situati sulla Terra. William Herschel (1738-1822) forse il massimo rappresentante dell'astronomia di osservazione di ogni tempo, più volte scambiò Aristarco per un vulcano in attività eruttiva, vedendolo brillare assai vistosamente dalla parte della Luna illuminata solo dal chiarore terrestre. Si è sospettata l'esistenza di un'attività vulcanica anche nella regione di Alfonso, un circo montuoso situato nella grande catena di Alfonso, un circo montuoso presso il centro dell'emisfero rivolto verso la Terra. Nonostante Alfonso e Aristarco siano tanto diversi, essi hanno un aspetto comune: si trovano in aree ricche di canali tortuosi (rill) e crepacci. Lo stesso vale per la maggior parte delle altre regioni in cui si è registrata una debole attività.
Prima dell'era delle sonde spaziali la conoscenza della Luna da parte dell'uomo era limitata, nonostante la mancanza di atmosfera rendesse tutti i particolari più nitidi. Era stato possibile rivelare le misure di alcune formazioni lunari ma, nonostante il valore delle ricerche effettuate nel 1907-09 da S.A. Saunder e J.A Hardcastle, tuttora valido punto di riferimento, non si erano ancora potute condurre ricerche su determinate aree. In particolare, poco si sapeva delle regioni situate lungo i bordi del disco, che viste dalla Terra risultano irrimediabilmente deformate e di scorcio, così come non era possibile avere informazioni dirette circa l'emisfero nascosto della Luna. Si condussero così delle ricerche sui raggi lunari provenienti dall'emisfero nascosto: la loro rappresentazione grafica permise di fissare le posizioni di alcuni sistemi di raggi con ragionevole precisione, ma la distribuzione delle principali strutture morfologiche rimase sconosciuta. Era tuttavia significativo che nessuno dei maggiori mari dell'emisfero rivolto verso la Terra si estendesse fino all'altro, ad eccezione del Mare Orientale, la cui natura tuttavia non era stata ancora individuata.
Le prime fotografie inviate sulla Terra dalla sonda sovietica Luna 3 hanno avuto grandissima importanza, ma per i crateri attuali esse erano confuse e poco precise e, di conseguenza, vennero interpretate spesso in modo erroneo. In particolare, una lunga formazione che si vedeva estendersi attraverso il disco fu creduta una delle catene montuose principali, chiamate poi Montagne Sovietiche; più tardi, tuttavia, altre fotografie rivelarono trattarsi di un semplice raggio luminoso. Fu con l'avvento degli Orbiter che la conoscenza della Luna fece il suo maggiore passo avanti, sebbene notevole importanza abbiano avuto anche le tre riuscite missioni Ranger, che, nonostante gli allunaggi violenti, riuscirono negli ultimi minuti di volo a trasmettere molte migliaia di utili fotografie. Nonostante la vastità della superficie fotografata dalle sonde Orbiter, che trasmisero migliaia di immagini, rimanevano numerosi i problemi aperti. Il programma Apollo, che originariamente doveva comprendere 21 lanci (di cui 11 missioni lunari), integrò notevolmente il lavoro svolto dagli Orbiter, fornendo in particolare una descrizione più dettagliata dei luoghi destinati ai futuri allunaggi: ad esempio, Apollo 10, l'ultimo lancio precedente allo sbarco sulla Luna, fotografò il Mare della Tranquillità, luogo prescelto per Apollo 11.
Il volo sulla Luna divenne una possibilità pratica dopo l'ottobre 1957, data d'inizio dell'era spaziale, quando avvenne il lancio del satellite sovietico Sputnik 1 che compì un'orbita intorno alla Terra. Due anni dopo i russi mandarono sulla Luna tre veicoli di cui il primo, il Luna o Lunik 1, si avvicinò al satellite trasmettendo utili informazioni, compresa quella che non vi è un apprezzabile campo magnetico. Nel settembre 1959 il Luna 2 si schiantò nel Mare Imbrium e nell'ottobre dello stesso anno il Luna 3 fece un giro intorno alla Luna mandando le prime fotografie dell'altra faccia del nostro satellite. Come ci si aspettava questa parte della Luna è montagnosa, piena di crateri e sterile come quella che si vede dalla Terra: l'unica differenza consiste nell'assenza di grandi mari.
Il successivo primo passo avanti si fece con il programma americano dei Ranger; questi veicoli, progettati per schiantarsi sulla Luna, negli ultimi istanti di volo dovevano trasmettere fotografie ravvicinate della superficie: la prima sonda di questa serie che riuscì nel suo compito fu, nel 1964, il Ranger 7 a cui seguirono altre due, l'ultima delle quali cadde nel cratere Alfonso, vicino al centro del disco lunare visibile dalla Terra.
Nel gennaio 1966 i russi ottennero un grande successo con l'allunaggio morbido della sonda automatica Luna 9. Le macchine fotografiche mostrarono un paesaggio di pianure coperte da una sostanza simile alla lava, con colline e crateri ovunque. Il Luna 9 fu di particolare importanza perché smentì una volta per tutte una curiosa teoria secondo la quale i mari lunari erano costituiti da strati di polvere profondi anche diverse centinaia di metri: se così fosse stato, l'allunaggio umano sarebbe stato impossibile, mentre invece si vide che la superficie lunare è abbastanza solida per sostenere il peso di una nave spaziale.
Una mappa della superficie lunare fu più o meno completata nei due anni seguenti all'agosto 1966. Cinque satelliti artificiali americani del tipo Orbiter 4 girarono attorno alla Luna in orbite molto vicine inviando fotografie straordinariamente nitide. Anche gli americani riuscirono a fare allunare dolcemente diversi veicoli e precisamente i Surveyor. Il 17 gennaio 1968 il Surveyor 7 si posò in prossimità del cratere Tycho inviando ottime fotografie delle sue accidentali pareti.
Durante il 1970 i russi continuarono il loro programma di esplorazione mediante veicoli privi di equipaggio umano ed ottennero buoni risultati, sempre nel 1970, con il Luna 16 che si posò nel Mare della Fecondità e ritornò portando esemplari di rocce lunari. Più tardi, nello stesso anno, si posò nel Mare Imbrium il Luna 17, che portava a bordo il Lunokhod 1 ad otto ruote potenziato da batterie solari, che poteva essere guidato dalla Terra: dopo aver fatto un'ampia esplorazione della superficie lunare cessò di funzionare il 4 ottobre 1971.
Dalla metà degli anni sessanta in poi gli americani si erano concentrati sul programma Apollo che prevedeva l'invio di uomini sulla Luna.
L'apice di questo programma fu raggiunto nel luglio 1969 quando Neil Armstrong ed Edwin Aldrin lasciarono l'Eagle, il modulo lunare dell'Apollo 11, e fecero lo storico "primo passo" sulla superficie lunare. Dopo aver raccolto esemplari del suolo ed aver installato strumenti di ricerca, gli astronauti ritornarono al loro veicolo e si riunirono al terzo membro dell'equipaggio, Michael Collins, che orbitava intorno alla Luna sul modulo di comando dell'Apollo 11.
L'Apollo 12 partì nel novembre 1969; gli astronauti, Charles Conrad e Alan Bean, allunarono in prossimità di una precedente sonda automatica, il Surveyor 3, e ne riportarono a Terra dei pezzi.
Con la missione successiva, l'Apollo 13, nell'aprile 1970, si verificò il primo incidente; un'esplosione nel modulo di servizio dell'astronave, avvenuta durante il viaggio di andata verso la Luna, mise fuori uso tutti i suoi impianti: l'allunaggio fu sospeso e fu solo per un insieme di coraggio, abilità e anche fortuna, sia da parte degli astronauti che degli operatori alla base di controllo a Terra, che la tragedia poté essere evitata.
Dopo questa missione se ne sono avute altre quattro terminate con l'Apollo 17 (dicembre 1972) che si posò nella regione Taurus-Littrow. La missione era comandata da Eugene Cernan insieme a Harrison Shmitt. Ogni missione Apollo ha sviluppato programmi di ricerche ed esperimenti chiamati Apollo Lunar Surface Experimental Package, ALSEP, che hanno contribuito a migliorare la nostra conoscenza sulla natura della Luna.
Una volta si credeva che la Luna fosse una sfera perfetta. Poi nel 1609 Galileo vi puntò il cannocchiale e scoprì che era piena di buchi. Da allora i crateri della Luna sono stati oggetto di innumerevoli osservazioni e, dal 1969 al 1972, di missioni umane. Ma è bastata una piccola ed economica sonda di nome Clementine, inviata quasi per scommessa nel 1994 con finanziamenti solo in parte Nasa, per ribaltare gran parte delle conoscenze sul nostro satellite. E non solo perché ha scoperto l'esistenza di un immenso ghiacciaio al Polo Sud, ma anche per quanto ha rivelato sugli altri "buchi" della Luna. Alcuni crateri, probabilmente tra i più antichi, sono pieni di lava solidificata. Altri sono pieni di ferro e torio (un elemento radioattivo). La più sorprendente scoperta di Clementine, però è quella fatta nel Mare Aitken, vicino al Polo Sud e sulla faccia nascosta della Luna. In questa immensa conca, con un diametro di 2500 km c'è ghiaccio (a 230°C sotto zero) sufficiente per dare idrogeno, ossigeno ed acqua ad una base lunare permanente. Non è tutto: la cometa che probabilmente è stata responsabile della nascita del cratere e che ha portato il ghiaccio visto da Clementine era così grossa che ha scavato la crosta della Luna in profondità, mettendo allo scoperto il mantello interno rivelandone la composizione. Si è scoperto così che il nucleo della Luna è fatto sopratutto di magnesio e ferro. Clementine ha individuato anche molti altri mari grandi come Aitken, per esempio il Mendel-Rydberg, creati da comete o asteroidi. Gli impatti che li formano avvennero in gran parte quando il satellite della Terra era molto più caldo ed aveva un nucleo interno di rocce fuse esteso e vicino alla superficie. Per questo i crateri appena formati si riempivano in genere di materiale denso e liquido proveniente dall'interno. Ed è studiando questi impatti che gli astronomi pensano di poter capire che cosa succederebbe se la Terra si scontrasse con un asteroide.
«Se anche sapessimo che lassù ci sono migliaia di lingotti d'oro, pronti da caricare, non sarebbe conveniente organizzare una missione sulla Luna per andare a prenderli», spiega Wendell Mendell, del centro Johnson della Nasa. Eppure centinaia di progetti, appassionati e scienziati sono al lavoro proprio in questi mesi per dare il via allo sfruttamento del nostro satellite.
Per una volta, in fatto di Luna, non si può guardare agli Stati Uniti. I tagli del bilancio hanno convinto la Nasa a limitarsi a missioni con un ritorno immediato, scientifico o tecnologico: sugli Shuttle si fanno esperimenti, l'esplorazione planetaria è affidata alle sonde piccole ed economiche, mentre i lavori per la stazione spaziale internazionale (che dovevano iniziare quest'anno) sono già a rischio di rinvio. E la Luna? Dopo anni di totale oblio, la sonda Clementine ha risvegliato l'interesse segnalando la probabile presenza di ghiaccio nei crateri del Polo Sud selenico.
I più entusiasti sostenitori della presenza umana sulla luna sono i privati. Negli ultimi dieci anni alcuni grandi costruttori hanno già investito 70 miliardi di lire per progettare ambienti protetti dalle radiazioni ed in grado di accogliere turisti e scienziati. «L'importante è che questi ripari siano già pronti all'arrivo degli astronauti», dice Dante Bini, un architetto italiano famoso per realizzazioni nell'automazione edile, ed incaricato dalla Shimizu (uno dei principali imprenditori nipponici) di studiare habitat lunari. «Il risultato sono due sistemi, chiamati Lunit e Lunhab, progettati per autoaffondarsi nel "regolite", la finissima sabbia selenica. L'idea è sfruttare come fonte di energia l'aria liquida: nel Lunit genererebbe una serie di compressioni e decompressioni, che lo fanno affondare come un verme. Nel Lunhab aziona invece una vite senza fine, disposta lungo il diametro della sfera che costituisce la zona abitabile, per estrarre il regolite sottostante e riversarlo sulla parte superiore».
L'obiettivo della Shimizu potrebbe essere la costruzione di un albergo: secondo un sondaggio della Japanese Rocket Society, se il biglietto costasse meno di 40 milioni di lire, i viaggi sulla Luna diverrebbero un mercato da 20 miliardi di lire l'anno. Ma non sono soltanto le grandi aziende ad interessarsi della Luna: gruppi di appassionati vi vedono una frontiera che solo la miopia dei politici ha impedito di conquistare vent'anni fa.
Così è nata la Lunarian Society, che vende la superficie della Luna a 85 mila lire l'acro (4 mila/mq). Oppure la Luna Corp., sponsorizzata dalla giapponese Mitsubishi, che si prepara ad inviare due mezzi teleguidati, permettendo a scienziati e ad appassionati di pilotarla dalla Terra con un sistema di realtà virtuale. Infine c'è la Lunar Resources Company, che raccoglie studi per il progetto Artemis: una base lunare costruita con fondi privati. I finanziamenti potrebbero presto arrivare dall'industria. «La Pepsi Cola ha già girato uno spot sulla stazione russa Mir», ricorda Samuel Coniglio, del progetto Artemis. Ma per sollecitare investimenti di migliaia di miliardi occorre altro. E qualcosa di molto più prezioso dell'oro è infatti disperso in quasi tutte le rocce superficiali e nel regolite. Sottoposto per millenni al bombardamento delle radiazioni solari, il suolo lunare si è impregnato di atomi di elio e di idrogeno: per estrarli basterebbe riscaldare la roccia a 600°C. L'idrogeno potrebbe servire per fabbricare acqua, combinato con l'idrogeno. La vera gemma, però, è l'elio, in particolare una varietà di questo gas chiamata He3 (Elio-3): in tutta la Terra ne esiste poco più di qualche etto, sulla Luna ce ne sono tonnellate. Secondo Gregory Bennett, presidente della Lunar Resources Company, ma anche responsabile per la McDonnell Douglas della stazione spaziale internazionale, «...grazie a questo isotopo dell'elio si potrebbe produrre energia pulita ed economica. Ce ne è abbastanza per alimentare la Terra per 60 mila anni.» Con un processo (ancora da sperimentare) proposto nel 1988 da Gerald Kulchinski, direttore dell'istituto di tecnologia della fusione dell'Università del Wisconsin, mescolando Elio-3 e Deuterio (una varietà dell'idrogeno), si otterrebbero elio normale ed un'enorme quantità di energia. Senza produrre radioattività. Ma per lo sviluppo di una base servono anche materiali meno nobili. Fortunatamente il minerale più diffuso sulla Luna, l'anortite, contiene ossigeno, calcio, alluminio e silicio. Con l'alluminio si potrebbero costruire le strutture della stazione; con il silicio i pannelli solari potrebbero alimentarla. Infine con l'ossigeno si fabbricherebbero acqua ed aria per i coloni.
Una "fabbrica" automatica di lunox (ossigeno lunare) provvederebbe ad estrarre il prezioso gas dal regolite. Così calcolano Kent Joosten della Nasa e Lisa Guerra delle Science Applications Internetional, «Per ogni navetta lanciata dalla Terra si risparmierebbero 8 mila miliardi di lire di pure spese di trasporto». L'ossigeno rappresenta infatti l'85% della massa del propellente, e quello per il ritorno potrebbe essere così caricato all'arrivo, consentendo così di progettare navette più piccole. Titanio, magnesio ed alluminio potrebbero essere estratti trattando la lava dei mari con soda caustica, propone Alan Binder, responsabile scientifico della missione Nasa Lunar Prospector (il cui lancio è previsto per giugno: valuterà le risorse lunari, in particolare l'acqua).
Nessun problema nemmeno per i mattoni: basterà "sintetizzare" il regolite (cioé aggregare i granelli di sabbia fondendoli). Ed un fascio di luce solare, concentrata in uno specchio, potrebbe sintetizzare strisce di terreno, creando strade. Il vetro infine, verrebbe ricavato delle rocce ricche di silicio: i giapponesi della Nishimatsu lo hanno previsto per il progetto Escargot City (Città Lumaca): una struttura a fasce esagonali in vetro, costruita da una fabbrica semovente che forma una chiocciola in continua crescita. Ma dove potrebbero sorgere queste strutture? Idealmente al confine tra un "mare" ed una catena montuosa, per sfruttare la libertà di movimento data dai mari, l'ombra offerta dalle montagne (per gli equipaggiamenti sensibili al calore solare) e le diverse risorse minerarie dei due ambienti (i mari, 16% della superficie, sono fatti principalmente di lava, mentre le montagne sono costituite dalle rocce dell'antica crosta).
La colonia dovrà inoltre essere individuabile dalla Terra, per creare un collegamento emotivo tra il pubblico e gli esploratori. Inutile? Si ricordi che il programma Apollo venne tagliato anche per l'interesse sempre minore della popolazione. E poi una posizione simile vanterebbe uno splendido panorama: i turisti potrebbero passeggiare al "chiar di Terra", ammirando il loro pianeta natale alto nel cielo!
Un'altra caratteristica utile è la vicinanza dei "tubi di lava", gallerie naturali in cui anticamente scorreva il magma. Sarebbero ambienti ideali per le attività quotidiane dei coloni, oltre ad offrire enormi spazi per i magazzini. il tutto al riparo da radiazioni solari e meteoriti, e pronto da suddividere in ambienti abitabili con strutture pneumatiche o pareti in fibra di vetro. Simili formazioni esistono sulla Terra presso molti vulcani (in California ne sono visitabili alcune nel Lava Beds National Monument), ma si sospetta che sulla Luna ce ne siano enormi. «Basterebbe utilizzare radar in grado di penetrare la superficie oppure compiere esperimenti sismici, per localizzare quelli più superficiali», dice Peter Kokh, direttore del Moon Miner's Manifesto, l'organo ufficiale del progetto Artemis, secondo cui «il punto ideale per questi tubi sembra essere il Mare Anguis, a nord-est del Mare delle Crisi», mentre per altre applicazioni potrebbero convenire scelte differenti.
«Un osservatorio astronomico dovrebbe trovarsi sul lato oscuro, protetto dall'inquinamenti radioelettrico proveniente dalla Terra», sostiene Will Cochran, astronomo che collabora al progetto Artemis. L'Esa sembra invece favorire il Polo Sud (purché l'acqua ci sia davvero) anche per la sua illuminazione costante: il resto del satellite ha notti lunghe due settimane. A quando dunque il rilancio dell'operazione? La tecnologia sembra esserci, ma, a meno che l'Elio-3 non diventi improvvisamente indispensabile, il cammino è lungo. Tre anni fa le principali agenzie spaziali hanno firmato la dichiarazione di Beatenberg, in cui si impegnano a costituire il gruppo di lavoro permanente International Lunar Exploratio Working Group) e a stendere un piano coordinato per l'esplorazione lunare. Ma molti sono contrari alla presenza umana. A tal proposito la dichiarazione non si sbilancia: «Le differenze di opinione su questo aspetto», prosegue Cochran, «potranno essere appianate in base ai risultati delle fasi iniziali». Insomma, esplorazione si, ma, per ora, affidata ai robot. Lasciando ai privati il compito di trovare idee più originali per accelerare il ritorno dell'uomo sul nostro satellite.

La conquista dello spazio è stata regolata fin dal 1963 da dichiarazioni e risoluzioni dell'Onu, culminate con il "Trattato sullo spazio esterno", ratificato da 91 paesi nel 1967. Ecco le sue regole: esclusivo impiego pacifico, totale libertà di accesso per tutte le nazioni, impossibilità di acquisire diritti di proprietà o nazionalità (un pò come per l'Antartide, il cui territorio è diviso in zone di influenza, ma senza appartenere a nessuno). Gli astronauti sono visti come inviati dell'umanità, e gli stati di origine sono responsabili delle loro attività, fino al punto di pagare gli eventueli danni (inquinamenti inclusi). Come possono, allora, società privatevendere terreni sulla Luna? In realtà, la Lunarian Society che "vende" fettine del cratere Copernico, considera i 50 dollari pagati per ogni acro come una donazione: in cambio fornisce un'attestato, che non ha alcun valore legale.

I satelliti di Marte

Phobos e Deimos

Nel 1877 Asaph Hall (1829-1907), usando il telescopio rifrattore di 66 cm dell'osservatorio di Washington, negli Stati Uniti, scoprì due satelliti di Marte, che successivamente furono chiamati Phobos e Deimos. Questi satelliti sono entrambi estremamente piccoli e non si possono assolutamente confrontare con la Luna. Non erano stati scoperti prima del 1877, nonostante le ricerche periodicamente ripetute, perché risultano troppo indistinti.
Al telescopio Phobos e Deimos appaiono come piccoli punti, simili a stelle, ma già in epoca precedente alle esplorazioni spaziali furono al centro di grande interesse a causa delle loro orbite inconsuete. Phobos si muove attorno a Marte ad una distanza di soli 9.350 km dal centro del pianeta: cioé la distanza tra Phobos e la superficie di Marte è all'incirca quella esistente tra Milano e San Francisco. Il periodo di rivoluzione è di 7 ore e 39 minuti; poiché il periodo di rotazione di Marte è di 24 ore e 37 minuti, il "mese", misurato dalla rivoluzione di Phobos, è più breve del giorno marziano. In rapporto a Marte, Phobos sorge in direzione ovest e tramonta a est; resta sopra l'orizzonte per sole 4 ore e 5 minuti per volta, durante le quali esso passa per più della metà del suo cielo di fasi; questa "luna" sorge a intervalli successivi di poco superiori alle 11 ore. Il diametro apparente non supera mai i 12°3', meno della metà del diametro della Luna visto dalla Terra; la quantità di luce che arriva alla superficie marziana è all'incirca la stessa che Venere invia sulla Terra.
Phobos incrocia la linea visuale che unisce Marte ed il Sole 1.300 volte l'anno, impiegando circa 9 settimane ad attraversare il disco solare. Anche quando si trova al di sopra dell'orizzonte marziano, Phobos risulta eclissato per lunghi periodi dall'ombra del pianeta, e non sorge del tutto a latitudini marziane superiori ai 69°. La sua orbita è praticamente circolare e la sua inclinazione sul piano equatoriale di Marte è soltanto do poco più di 1°.
Deimos, più piccolo e più distante (23.500 km dal centro di Marte), ha un periodo di rivoluzione di 30 ore e 14 minuti e resta al di sopra dell'orizzonte marziano consecutivamente per 2 giorni e mezzo; ma esso invia a Marte una quantità di luce minore di quella che Sirio invia alla Terra e le sue fasi risulterebbero pressoché impercettibili ad un osservatore su Marte. Il suo diametro è di soli 12 km, approssimativamente la metà di quello di Phobos.
La natura dei due satelliti è argomento di discussione. Potrebbero essere ex asteroidi che sono stati catturati dalla fascia dei "pianetini". Alcuni anni fa si fece l'ipotesi che Phobos stesse lentamente muovendosi a spirale verso Marte, per cui essi entrerebbero in collissione col pianeta in un futuro prevedibile; il che porterebbe all'interessante ipotesi che Phobos fosse "frenato" dall'atmosfera tenue di Marte. Perché ciò potesse avvenire, la sua massa avrebbe dovuto essere quasi trascurabile, per cui si giunse alla conclusione che Phobos era una stazione spaziale cava, costruita dai marziani! L'idea fu avanzata da Josif Sklovskij, un eminente astronomo sovietico; assai scarse furono però le prove che la suffragarono.
La prima informazione sicura sui satelliti di Marte è venuta dal Mariner 9, che raggiunse Marte alla fine del 1971 mettendosi in orbita attorno al pianeta. Durante la fase di avvicinamento, il Mariner fotografò sia Phobos che Deimos, dimostrando che entrambi sono di forma irregolare. La forma di Phobos risultò simile a quella di una patata, col diametro maggiore di 28 km e quello minore di 20 km; la sua superficie risultò butterata da crateri; la maggiore di queste formazioni, che da allora è stata chiamata Stickney, raggiunge un diametro di 6,5 km.
Sono state riportate sulla mappa più di 50 formazioni caratteristiche, le variazioni di altitudine raggiungono il 20 per cento del raggio del satellite. La rotazione è sincrona, per cui Phobos volge sempre la stessa faccia a Marte ed ha l'asse maggiore puntato verso il pianeta.
Non si sa ancora con sicurezza quale sia stata l'origine dei crateri su Phobos. Alcuni studiosi hanno suggerito che essi siano stati dovuti all'impatto di meteoriti; l'astronomo giapponese S. Miyamoto, invece, sostiene la teoria secono la quale i crateri sono una varietà di sfiatatoi prodottisi durante il periodo di raffreddamento del satellite.
Se è vera l'ipotesi dell'impatto, se ne deduce che Phobos sia stato colpito in modo molto violento; infatti il diametro di Stickney è circa un quarto di quello dello stesso Phobos.
Quando il Viking 2 si trovò a 880 km da Phobos poté fotografare oggetti posti sulla superficie fino ad un diametro di 40 m. Le caratteristiche osservate indicavano che Phobos ha la consistenza strutturale della solida roccia; l'elemento fondamentale è probabilmente il basalto. La velocità di fuga è di solo 20 km all'ora, così non può esservi traccia di atmosfera. La piccola luna appariva, come previsto, cosparsa da numerosi crateri, ma, sorprendentemente, mostrava "gallerie" e catene formate da piccoli crateri. Analoghe catene di crateri si ritrovano sulla nostra Luna. I crateri di Marte e di Mercurio si formarono per un impatto più violento, ma un fenomeno analogo è difficilmente spiegabile nel caso di un corpo piccolo a bassa gravità.
Deimos è simile a Phobos, anche se più piccolo. Anch'esso è cosparso da piccoli crateri; le sue due principali formazioni sono state chiamate Swift e Voltaire, dal nome dei due scrittori che nel XVIII secolo avevano predetto la scoperta dei due satelliti di Marte.

I satelliti di Giove

I quattro luminosi satelliti di Giove (Io, Callisto, Ganimede ed Europa) furono scoperti da Galileo (1564-1642) nell'inverno del 1609/10, con uno dei suoi primi telescopi. Sarebbero tutti oggetti visibili ad occhio nudo se non fossero sovrastati dallo splendore di Giove. Furono osservati all'incirca nello stesso periodo da Simon Marius (1570-1624) e vi fu una disputa fra Marius e Galileo sulla priorità della scoperta; questa può essere la ragione per cui i nomi dati da Marius non sono stati in genere accettati.
Ogni telescopio è in grado di rilevare i satelliti "galileiani", ma poiché le loro orbite giacciono virtualmente nel piano dell'equatore di Giove, essi tendono ad allinearsi. Un satellite può transitare davanti al disco di Giove; può passare dietro al pianeta ed esserne occultato; o può venir eclissato dall'ombra del pianeta.

Giove e quattro dei suoi satelliti


I quattro satelliti medicei di Giove sono stati avvicinati di recente dalla già nominata sonda Galileo che li ha fotografati spedendo tutti i dati a Terra.
Se è vero che la vita può svilupparsi solo dove c'è acqua, allora è su Europa che dobbiamo cercarla. Questa grande luna, infatti, è completamente coperta di ghiaccio. Se Europa avesse un nucleo caldo, come si sospetta, in profondità potebbe esservi acqua liquida, dove ignoti microorganismi avrebbero avuto miliardi di anni per evolversi. Sulla Terra la temperatura interna viene da un nucleo incandescente, non ancora raffreddatosi dai tempi della sua formazione.
«Su Europa, invece, viene dalla gravità. Le forze di marea esercitate dalle due lune vicine, Io e Ganimede, creano frizioni sotterranee e quindi calore», spiega Cesare Barbieri, docente di astronomia a Padova e responsabile del telescopio nazionale italiano (che tra l'altro, si chiama anch'esso Galileo). «In molti punti, l'intricata rete di rughe che segna il volto di Europa sembra simile a spaccature del ghiaccio nelle regioni polari terrestri e le immagini di Galileo suggeriscono che questa crosta sia spessa appena qualche chilometro. Sotto sembra esserci un'oceano d'acqua liquida profondo fino a cento chilometri (contro gli 11 chilometri della Fossa delle Marianne, sulla Terra)». Conclude Barbieri: «E' stata la scoperta di questo oceano sotto il ghiaccio, unita a quella del calore interno, a far decidere il prolungamento della missione Galileo. Alla fine del 1997 la sonda sarà riprogrammata e per altri due anni ruoterà esclusivamente attorno ad Europa». A caccia di vita aliena.
Callisto era la meno conosciuta delle luna di Giove, ed ancora oggi cela un mistero: una pianura costellata di crateri, chiamata Valhalla, sembra avere una zona sgombra proprio al centro. Per di più, i pochi crateri presenti hanno orli smussati e sono poco più profondi, come se la superficie avesse la capacità di rigenerarsi. Sempre su Callisto, Galileo si è imbattuto in una catena di crateri, forse provocati dall'impatto di una cometa frammentata, come la Shoemaker-Levy che colpì Giove nel 1994. E' stata la vista di questi crateri a far capire che Callisto non è coperto di ghiaccio, ma ha una superficie rocciosa.
L'esplorazione della luna chiamata Io (nella mitologia greca Io era un'amante di Giove) è stata per Galileo un insuccesso. Il 7 dicembre 1995 la sonda l'ha sfiorata passando ad appena 100 km di distanza, ma in quel periodo il sistema di registrazione dati era in panne. Un altro passaggio ravvicinato era impossibile, dunque Io è stata fotografata solo da lontano: si è visto comunque chiaramente l'anello rosso (1000 km di diametro) intorno al vulcano Pele. Galileo ha anche potuto fotografare il lago di lava, ampio ormai 150 km, prodotto dal vulcano Loki, che era già in eruzione quando lo osservò la sonda Voyager 2, nel 1979.
Callisto è la più grande luna del Sistema solare, e supera in grandezza pianeti come Mercurio e Plutone. Le sue caratteristiche principali? Grandi bacini simili a "mari" lunari (il maggiore chiamato Galileo Regio) e lunghi sistemi di canali bucherellati dai meteoriti: si pensa che siano antiche spaccature della crosta superficiale, che risalirebbero ai tempi della formazione della luna. Galileo ha anche scoperto che da Ganimede fuoriesce idrogeno, come da una gomma bucata: è probabile che provenga dalla scissione di molecole d'acqua, e che quindi sul satellite sia in aumento l'ossigeno allo stato libero.
C'è anche una scoperta che lascia perplessi gli scienziati. Ganimede protende all'esterno un campo magnetico a bolla più del doppio del satellite stesso. Che c'è di strano? «Il fatto che nessuna luna del Sistema solare (a parte, forse, Io) ha un campo magnetico», dice Barbieri. «Inoltre, le linee di forza del campo sembrano aperte: non si richiudono sul corpo celeste come succede in tutti i campi magnetici che si conoscono». Molti scienziati ritengono perciò che la sonda abbia preso un abbaglio, e che il campo osservato sia in realtà un'appendice di quello gioviano. Altri sospettano invece che il magnetismo sia la prova definitiva che Ganimede è un pianeta mancato, catturato dalla gravità di Giove.

I satelliti di Saturno

Il più noto satellite di Saturno è Titano, una delle lune più grandi del sistema solare, più grande addirittura dei pianeti Mercurio e Plutone. Il primo suggerimento che attorno a Titano ci sia un'atmosfera fu fatto nel 1903 dall'astronomo spagnolo J. Comas Solà, il quale notò che il satellite apparive più splendente al centro che in prossimità del margine. L'esistenza di un atmosfera fu dimostrata spettropicamente nel 1944 da G. Kuiper, ma si suppose tacitamente che il suo principale componente fosse il metano e si pensò che la densità atmosferica fosse bassa; dopotutto , la sua velocità di fuga è di soli 2,5 Km/sec. Mentre il Voyager 1 stava avvicinandosi al sistema di Saturno, gli astronomi erano ancora divisi sul problema se si sarebbe visto o no qualche dettaglio della superficie di Titano. IL satellite è avvolto permanentemente dalle sue nubi color arancione. L'emisfero nord era il più scuro dei due, e c'erano vaghe indicazioni della presenza di bande, ma questo era tutto. Furono però compiute importanti misurazioni. L'atmosfera di Titano risulta costituita principalmente da Azoto, con una pressione al suolo 1,6 volte maggiore di quella dell'atmosfera terrestre al livello del mare. Essa comprende un pò di elio ed un pò di metano, oltre a molti composti organici che danno alle nubi la loro caratteristica colorazione arancione. Il globo di Titano potrebbe essere composto per il 56% circa di roccia e peer la parte restante di ghiaccio. Secondo alcuni ci sarebbe un nucleo roccios circondato da un mantello di acqua liquida con ammoniaca e metano in soluzione, sul quale galleggerebbe la crosta ghiacciata. La temperatura di superficie viene indicata a -180°C, cosa che significa che su Titano non esiste l'effetto serra come su Venere e che non c'è campo magnetico. Circa le condizioni della superficie possiamo fare solo supposizion, la temperatura è prossima al punto triplo del metano, ossia alla temperatura alla quale possono coesistere in equilibrio le tre fasi (liquida, solida ed areiforme); sul satellite potrebbero esserci scogliere di etano o metano solidi, oceani o fiumi di metano liquido ed una pioggia costante di sostanze organiche. C. Sagan e S. Dermott hanno suggerito che la superficie potrebbe essere coperta da un oceano di metano della profondità di almeno 350 metri. Su Titano esistono tutti gli ingredienti necessari per la vita, anche se pare che l'emergere di questa possa essere stata probabilmente impedita dalla temperatura molto bassa.

Si spera di saperne di più quando la capsula Huygens dell'Esa scenderà tra le nuvole metanifere del lontano satellite di Saturno, il 27 novembre del 2004.
La capsula Huygens, integrata alla Daimler-Benz Aerospace di Ottobrun, vicino a Monaco di Baviera, è stata agganciata alla sonda Cassini della Nasa. Questo è l'ultimo grande robot cosmico destinato ad esplorare il Sistema Solare. D'ora in poi soltanto i piccoli veicoli spaziali solcheranno lo spazio interplanetario. Ma i compiti ambiziosi di Cassini/Huygens non potevano essere realizzati diversamente.
In effetti la spedizione mira ad effettuare una ricognizione molto approfondita del sistema saturniano formato dal pianeta inanellato e dal folto corteo delle sue lune, estendendo così le osservazioni compiute in passato dal Pioneer 11 e Voyager 1 e 2.
Cassini arriverà a destinazione, dopo un viaggio di sette anni, il primo luglio 2004, ma certamente il momento più appassionante sarà cinque mesi più tardi, quando la capsula Huygens si staccherà dalla sonda madre e, roteando su se stessa, si tufferà nell'atmosfera di Titano atterrando poi sulla sua superficie. Il luogo prescelto è nell'emisfero nord, poco sopra l'Equatore. La discesa durerà 120-125 minuti e le riserve di energia della capsula consentiranno il lavoro per tre ore ai sei strumenti di cui dispone.
Si va su Titano con un obiettivo preciso: scoprire come è nata la vita sulla Terra, perché su quel mondo ghiacciato spazzato da piogge di metano vi è una chimica prebiotica analoga a quella presente sul nostro pianeta prima che scoccasse la scintilla della vita.

I satelliti di Urano

Prima del 1986 erano conosciuti solo cinque satelliti di Urano: Miranda con raggio di 150 km e distante dal pianeta 130.100 km; Ariel, con 300 km di raggio e distante da Urano 191.100 km; Umbriel con il raggio di 275 km e distante da da Urano 267.000 km ed infine Titania ed Oberon, con raggio rispettivamente di 510 e 400 km, e distanti dal pianeta rispettivamente 438.700 e 586.600 km. I satelliti scoperti nel 1986 distano tutti meno di 100 km dal pianeta ed hanno un raggio che misura meno di 100 km.

I satelliti di Nettuno

Anche per Nettuno, prima dell'avvicinamento al pianeta da parte del Voyager 2 avvenuto tra il 1989 ed il 1990, i satelliti conosciuti erano soltanto due: Tritone e Nereide, distanti dal pianeta rispettivamente 355 e 5.510 km, e con un raggio di 1380 e 250 km. I 6 satelliti scoperti tra il 1989 ed il 1990 hanno un distanza di meno di 300.000 km e con un raggio minore a 200 km.

Il satellite di Plutone

Plutone ha un solo satellite che si conosce relativamente poco: Caronte, che dista da Plutone 19.000 km ed ha un raggio di 600 km. La relativamente piccola differenza tra le masse dei due corpi rende tale un "microsistema binario" particolarmente interessante.