Rappresentazione artistica del Chandra X-Ray Observatory della NASA. Credits: NASA
Il 23 luglio 1999 iniziò ufficialmente la missione di uno dei telescopi spaziali più veterani e importanti della storia: l’osservatorio a raggi X Chandra della NASA. Il suo lancio ha permesso di aprire una nuova finestra sull’Universo, consentendo agli scienziati di osservare fenomeni cosmici estremi con una precisione mai raggiunta prima.
Chandra, chiamato così in onore del fisico indiano Subrahmanyan Chandrasekhar, rappresenta uno dei progetti più ambiziosi e rivoluzionari della NASA. Questo osservatorio orbitante è progettato per catturare le emissioni di raggi X provenienti da regioni dell’Universo dove regnano temperature elevatissime e campi magnetici intensi. Grazie alla sua tecnologia all’avanguardia, Chandra è in grado di rilevare sorgenti di raggi X 100 volte più deboli rispetto a qualsiasi telescopio precedente.
L’importanza di Chandra risiede nella sua capacità di osservare fenomeni altrimenti invisibili ai telescopi ottici tradizionali. Buchi neri, stelle di neutroni, resti di supernove e gas intergalattico surriscaldato sono solo alcuni degli oggetti celesti che Chandra ha permesso di studiare in dettaglio. Le sue osservazioni hanno rivoluzionato la nostra comprensione dell’Universo, sfidando teorie già consolidate e aprendo la strada a nuovi campi di ricerca.
Nel corso dei suoi oltre due decenni di attività, Chandra ha contribuito a numerose scoperte rivoluzionarie, e la sua eredità scientifica continua a influenzare profondamente la nostra visione del cosmo. Tuttavia, la richiesta di budget della NASA per l’anno fiscale 2025 ha sollevato preoccupazioni, proponendo tagli significativi basati su affermazioni (come l’anzianità del telescopio e la sua degradazione) che il Chandra X-ray Center contesta fermamente. La comunità scientifica si è quindi mobilitata per correggere queste percezioni errate e sottolineare il valore di Chandra. Riuscirà il telescopio a sopravvivere alle prossime decisioni?
Il progetto Chandra ha radici profonde nella storia dell’astronomia a raggi X. Concepito inizialmente negli anni ’70 come parte del programma di Grandi Osservatori della NASA, il telescopio ha attraversato diverse fasi di progettazione e riprogettazione prima di diventare realtà. La missione nacque dalla necessità di esplorare l’universo nei raggi X con una risoluzione e sensibilità senza precedenti, colmando un vuoto cruciale nelle nostre capacità osservative.
La costruzione di Chandra ha richiesto oltre due decenni di sviluppo tecnologico e ingegneristico. Una delle sfide principali è stata la creazione di specchi in grado di focalizzare i raggi X, notoriamente difficili da produrre. Gli ingegneri NASA, in collaborazione con diverse istituzioni e aziende aerospaziali, hanno sviluppato specchi di precisione estrema, levigati fino a livello atomico per catturare efficacemente i raggi X ad alta energia.
Il cuore di Chandra, la sua strumentazione scientifica, include una camera avanzata per l’imaging a raggi X (ACIS) e uno spettrometro ad alta risoluzione (HRC), progettati per fornire immagini dettagliate e analisi spettrali delle sorgenti di raggi X. Questi strumenti rappresentavano il culmine di anni di ricerca e innovazione nel campo dell’astronomia a raggi X.
Il costo totale del progetto è stato stimato in 1.65 miliardi di dollari. Per confronto, il telescopio spaziale Spitzer costò 720 milioni di dollari, Hubble 4.7 miliardi, e il più recente James Webb Space Telescope circa 10 miliardi di dollari.
Il 23 luglio 1999, alle 6:31 italiane, lo Space Shuttle Columbia decollò dal Kennedy Space Center in Florida, portando con sé Chandra.
Questa missione, designata STS-93, fu storica non solo per il suo carico prezioso, ma anche perché segnò la prima volta in cui una donna, l’astronauta Eileen Collins, comandò uno shuttle. Inoltre, con i suoi quasi 23 metri di lunghezza e 4.5 tonnellate di peso, Chandra era il più pesante satellite mai lanciato da uno shuttle.
Dopo il decollo, lo shuttle raggiunse un’orbita iniziale a circa 240 km di altitudine. Da qui, nelle ore successive, Chandra fu dispiegato utilizzando il braccio robotico dello shuttle. Una volta rilasciato, il telescopio attivò il proprio sistema di propulsione per raggiungere la sua orbita operativa ellittica, che lo porta a una distanza massima dalla Terra pari a un terzo della distanza Terra-Luna.
I giorni successivi al lancio gli ingegneri monitorarono attentamente ogni fase dell’attivazione dei sistemi di Chandra, verificando che tutti gli strumenti funzionassero correttamente. Dopo settimane di test e calibrazioni, il 23 agosto 1999, Chandra catturò la sua prima immagine: i resti della supernova Cassiopeia A, segnando l’inizio delle sue operazioni scientifiche.
Nel corso dei suoi oltre vent’anni di attività, Chandra ha rivoluzionato la nostra comprensione dell’universo ad alte energie, contribuendo a numerose scoperte fondamentali.
Una delle scoperte più significative di Chandra è stata la conferma dell’esistenza della materia oscura attraverso l’osservazione del Musket Ball Cluster. Le immagini di questo scontro tra due ammassi di galassie hanno mostrato una separazione tra la materia ordinaria e la materia oscura, fornendo prove tangibili della sua esistenza.
Chandra ha anche svolto un ruolo cruciale nello studio dei buchi neri supermassicci al centro delle galassie. Ha rivelato l’esistenza di getti di particelle che si estendono per milioni di anni luce, evidenziando l’enorme influenza che questi oggetti hanno sull’evoluzione delle galassie e dell’universo stesso.
L’osservatorio ha permesso di mappare dettagliatamente la distribuzione di elementi chimici nei resti di supernovae, contribuendo alla nostra comprensione di come gli elementi pesanti si sono formati e diffusi nell’universo. Ha anche fornito nuove informazioni sulle stelle di neutroni, oggetti estremamente densi risultanti dal collasso di stelle massicce.
Un’altra area in cui Chandra ha eccelso è lo studio degli ammassi di galassie. Le sue osservazioni hanno rivelato la presenza di enormi bolle di gas caldo, gettando nuova luce sui processi di riscaldamento e raffreddamento su scala cosmica.
L’eredità di Chandra va oltre le sue scoperte scientifiche. Ha ispirato una nuova generazione di astronomi e astrofisici, stimolando lo sviluppo di nuove tecnologie per l’osservazione spaziale. I suoi dati, liberamente accessibili, continuano a essere una risorsa inestimabile per ricercatori di tutto il mondo, alimentando nuove ricerche e scoperte anche anni dopo le osservazioni originali.
Nonostante i suoi successi e il suo continuo valore scientifico, Chandra si trova oggi ad affrontare una sfida non da poco. Dall’inizio del 2024, la comunità scientifica americana si è mobilitata per salvare il telescopio da drastici tagli di budget proposti nella richiesta di bilancio 2025 dell’amministrazione Biden per le missioni scientifiche della NASA.
Questi tagli, che vedrebbero il finanziamento di Chandra ridursi da 68.3 milioni di dollari nel 2023 a soli 41.1 milioni nel 2025, minacciano di compromettere seriamente le operazioni del telescopio e potrebbero portare alla prematura chiusura della sua missione.
La NASA ha giustificato questa decisione citando “costi e inefficienze aumentati”, ma il Chandra X-Ray Centre (CXC) ha contestato queste affermazioni, sostenendo che l’efficienza della missione e i costi operativi sono rimasti stabili. Il CXC afferma inoltre che Chandra è in buona salute e potrebbe potenzialmente operare per un altro decennio.
In risposta a questa minaccia, la comunità scientifica ha lanciato una campagna per salvare Chandra. È stato creato un sito web dedicato, savechandra.org, e una lettera aperta con 87 pagine di firme è stata inviata ai dirigenti della NASA. Gli scienziati sottolineano l’importanza continua di Chandra per l’astronomia a raggi X e il suo ruolo unico nell’esplorazione dell’Universo ad alte energie.
Questa situazione si inserisce in un contesto più ampio di sfide di bilancio per il Science Mission Directorate della NASA, che deve bilanciare le risorse limitate tra missioni esistenti e progetti futuri. Il dibattito su Chandra solleva questioni importanti sul valore delle missioni scientifiche a lungo termine e sulla necessità di mantenere capacità osservative diverse nel panorama dell’esplorazione spaziale.
Così, mentre Chandra si avvicina al suo quarto decennio di operazioni, il futuro dell’osservatorio rimane incerto.
Nonostante rimanga in salute e stia ancora facendo scienza, anche consentendo importanti ricerche in collaborazione con il James Webb, e nonostante abbia abbastanza propellente per quasi un altro decennio di scoperte, la minaccia dei tagli alla missione è sempre più reale.
Il primo passo, a partire da ottobre 2024, sarebbe così drastico da richiedere il licenziamento di quasi metà del personale del telescopio, limitando notevolmente o addirittura precludendo la possibilità di continuare la missione. Ulteriori tagli nell’anno fiscale 2026 e oltre impedirebbero totalmente a Chandra di continuare il suo lavoro, ponendo di fatto fine alla missione.
Mentre il dibattito sul suo futuro continua, comunque, rimane chiaro che Chandra ha ancora molto da offrire alla nostra esplorazione dell’Universo attraverso i suoi unici occhi a raggi X. Soprattutto per quanto riguarda le osservazioni multi-messenger, ovvero fatte a più lunghezze d’onda, collaborando con altri osservatori terrestri e spaziali per studiare fenomeni come le onde gravitazionali e i lampi gamma.
