LICIACube (Light Italian Cubesat for Imaging of Asteroid) è un piccolo satellite di classe Cubesat gestito dall’ASI (Agenzia Spaziale Italiana) che fa parte della missione NASA DART (Double Asteroid Redirection Mission), il cui lancio è previsto alla fine del mese Novembre 2021 dalla Vandenberg Space Force Base.

DART è la prima missione progettata per testare in scala reale l’applicabilità del metodo dell’impattatore cinetico per finalità di difesa planetaria. Dopo un viaggio di meno di un anno, nell’autunno del 2022 DART colpirà Dimorphos, il corpo secondario del sistema asteroidale binario (65803) Didymos. Con la sua massa di 550 kg e una velocità di impatto di circa 6.6 km/s, DART imprimerà a Dimorphos (delle dimensioni di circa 160 metri di diametro) un impulso tale da cambiare leggermente il suo periodo di rotazione intorno al corpo primario del sistema (un asteroide di circa 780 metri). Adesso, Dimorphos ruota intorno a Didymos a una distanza di circa 1.2 km in circa 12 ore; si prevede che l’impatto di DART muterà il periodo orbitale di Dimorphos, avvicinandolo al suo primario, di circa 10 minuti; un effetto che sarà misurato da telescopi terrestri nelle settimane successive all’impatto.

A bordo di DART sarà ospitato come piggyback LICIACube, un 6U cubesat che verrà rilasciato 10 giorni prima dell’impatto previsto e che proseguirà il suo volo autonomo verso il bersaglio della missione.
LICIACube sarà quindi il testimone in-situ dell’impatto di DART, osservandone in diretta gli effetti da una distanza di circa 1020 km e proseguendo poi il proprio volo autonomo fino ad effettuare un fly-by a circa 50 km dalla superficie dell’asteroide.

LICIACube ha a bordo due camere, denominate LEIA (Liciacube Explorer Imaging for Asteroid) e LUKE (Liciacube Unit Key Explorer), rispettivamente una camera monocromatica ad alta risoluzione spaziale (circa 1.5 m/px alla minima distanza da Dimorphos) e una camera multicolore RGB per lo studio della superficie asteroidale.

Le immagini acquisite da LICIACube permetteranno di studiare:

1) la struttura e l’evoluzione della piuma di detriti provocata dall’impatto di DART; questo è un criterio fondamentale per la determinazione della quantità di moto trasferita da DART nell’impatto, causa quindi della variazione del periodo orbitale di Dimorphos. Inoltre, permetterà di derivare importanti informazioni sulla natura e sulla struttura del materiale presente sulla superficie dell’asteroide.

2) il sito dell’impatto di DART e il conseguente cratere; dimensione e morfologia di quest’ultimo permetteranno di testare modelli di struttura e coesione del materiale superficiale.

3) l’emisfero non impattato di Dimorphos, una volta superato il punto di massima vicinanza all’asteroide durante il fly-by; si contribuirà così alle misure effettuate da DRACO, la camera presente a bordo della sonda DART, per determinare in dettaglio dimensione e volume del bersaglio stesso.

Il team che gestisce il progetto LICIACube è interamente italiano.

La compagnia torinese Argotec ha realizzato il progetto del cubesat ed è stata responsabile delle procedure di integrazione e test dei due strumenti a bordo. Inoltre, l’Argotec Mission Control Center opererà congiuntamente alle antenne del NASA Deep Space Network e dell’ASI Space Science Data Center (per quanto riguarda il processamento e l’archiviazione dei dati) nella gestione delle operazioni in volo.

Il team scientifico della missione è formato da un consorzio di enti di ricerca e università italiani ed è guidato da Elisabetta Dotto dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Roma. Il consorzio si è occupato e continua a occuparsi del disegno della traiettoria autonoma di LICIACube (Politecnico di Milano), della determinazione dell’orbita in real-time durante la fase operativa (Università di Bologna), e della simulazione dell’impatto, della formazione della nube di detriti, e delle immagini in-situ, in preparazione dell’analisi e dell’interpretazione dei dati ottenuti durante la missione (INAF – Osservatorio Astronomico di Roma; INAF – Osservatorio Astrofisico di Arcetri; INAF – Osservatorio Astronomico di Padova; INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste; INAF – Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali; INAF – Osservatorio Astronomico di Capodimonte; IFAC – CNR; Università Parthenope).

L’INAF-OAR è coinvolto anche nella campagna osservativa mondiale per la caratterizzazione fisica e dinamica del sistema asteroidale binario bersaglio della missione, indispensabile per conoscere in estremo dettaglio le proprietà di (65803) Didymos pre- e post- impatto e valutare i risultati del test di impattatore dinamico, i cui effetti si accumulano nel tempo. Questi verranno poi anche studiati nella terza missione parte del progetto di studio, Hera, progettata per il lancio nel 2024 e per un inizio della fase operativa due anni dopo, nella quale sono coinvolti anche ricercatori INAF-OAR.

Team INAF-OAR coinvolto:
Elisabetta Dotto, Elena Mazzotta Epifani, Simone Ieva, Davide Perna.

Contratti AdR (attivati a partire da Settembre 2021 su A.A. n. 2019-31-HH.0 con ASI):
Jasinghege Don Prasanna Deshapriya, Pedro Henrique Aragao Hasselmann.

Risultati:

– “LICIACube – The Light Italian Cubesat for imaging of asteroids in support of the NASA DART mission towards asteroid (65803) Didymos”
Dotto, V. Della Corte, M. Amoroso, I. Bertini, J. R. Brucato, A. Capannolo, B. Cotugno, G. Cremonese, V. Di Tana, I. Gai, S. Ieva, G. Impresario, S. L. Ivanovski, M. Lavagna, A. Lucchetti, E. Mazzotta Epifani, A. Meneghin, F. Miglioretti, D. Modenini, M. Pajola, P. Palumbo, D. Perna, S. Pirrotta, G. Poggiali, A. Rossi, E. Simioni, S. Simonetti, P. Tortora, M. Zannoni, G. Zanotti, A. Zinzi, A. F. Cheng, A. S. Rivkin, E. Y. Adams, E. L. Reynolds, K. Fretz, 2021, Planet. Space Sci. 199, doi.org/10.1016/j.pss.2021.105185

– “Challenges in LICIA Cubesat trajectory design to support DART mission science”
Capannolo, G. Zanotti, M. Lavagna, E. Mazzotta Epifani, E. Dotto, V. Della Corte, I. Gai, M. Zannoni, M. Amoroso, S. Pirrotta, 2021, Acta Astronautica 182, doi.org/10.1016/j.actaastro.2020.09.023

– “The Double Asteroid Redirection Test (DART): Planetary Defense Investigations and Requirements”
S. Rivkin, N. L. Chabot, A. M. Stickle, C. A. Thomas, D. C. Richardson, O. Barnouin, E. G. Fahnestock, C. M. Ernst, A. F. Cheng, S. Chesley, S. Naidu, T. S. Statler, B. Barbee, H. Agrusa, N. Moskovitz, D. R. Terik P. Pravec, P. Scheirich, E. Dotto, V. Della Corte, P. Michel, M. Küppers, J. Atchison, M. Hirabayashi, 2021, Planet. Space Journal 2, 5, doi.org/10.3847/PSJ/ac063e