Era il momento più critico: il segnale che tutto sta andando bene e Solar Orbiter è sveglia e attiva. La tensione si tagliava col coltello ma è arrivato puntuale accompagnato da un applauso e dall’annuncio di Accomazzo: “Signal acquisition confirmed. Great news!”. E, poco dopo, anche la conferma dell’apertura dei pannelli solari con alcuni minuti in più di attesa, col fiato sospeso. Ed è arrivato il momento per festeggiare davvero. Solar Orbiter è in viaggio verso il Sole.

Sylvain Lodiot, Spacecraft Operations Manager del Solar Orbiter nella sala di controllo dell’European Space Operations Centre (ESOC) dell’ESA a Darmstad, in Germania Condividi  

Come Icaro, mai così vicini

Da un paio d’anni c’è un’altra sonda che spia il Sole, e cavalca le sue fiamme molto più da vicino di quanto non arriverà Solar Orbiter. Si tratta di Parker solar probe, della Nasa, che ha già cominciato a inviare dati preziosi, e che però non rivolge mai il suo obiettivo verso la stella. Che è invece quello che farà Solar Orbiter, in uno sforzo congiunto americano ed europeo (l’agenzia spaziale americana contribuisce anche alla missione Esa) per trovare altri tasselli di un mosaico molto complesso.

Tra due anni, dunque, le camere di Solar Orbiter cominceranno a riprendere il Sole da una distanza mai raggiunta prima. 0,28 Unità astronomiche, 42 milioni di chilometri, meno di un terzo della distanza Terra-Sole, più vicino di quanto non lo sia Mercurio.

Il viaggio

Ci vorranno due anni per arrivare a sistemare l’orbita ottimale che prevede una rivoluzione ogni 168 giorni. Due anni a spasso per il Sistema solare in cui, a più riprese, Solar Orbiter incontrerà di nuovo la Terra e diverse volte Venere. Ogni volta ne ricaverà una ‘spinta’, un assist gravitazionale, che permette di risparmiare parecchio carburante. Da lì entrerà in “risonanza orbitale” con il pianeta. Significa che regolarmente si incontreranno, questo permetterà di alzare l’inclinazione dell’orbita fino a 34°. Uscirà quindi dal piano di gravitazione del pianeti (l’eclittica) per sporgersi e sbirciare i poli del Sole ogni volta che gli passerà vicino. Anche questa una impresa mai tentata.

Gli obiettivi scientifici

Osserviamo il Sole da centinaia di anni, con gli strumenti della scienza che si sono fatti sempre più raffinati nell’ultimo secolo. Ma mancano ancora molti pezzi del puzzle. Sulla fisica che governa la corona, dove il vento solare viene accelerato e si raggiungono temperature di milioni di gradi, centinaia di volte più alte della superficie stessa del Sole. Il suo campo magnetico, il responsabile dei fenomeni più violenti, che innesca i brillamenti e le violente eruzioni, che possono danneggiare i satelliti in orbita e mettere a rischio gli astronauti. Anche per questo, la nuova prospettiva che offrirà l’orbita inclinata dell’Orbiter, per sorvolare le regioni polari dove le linee di campo magnetico si fanno più fitte, permetterà di raccogliere dati preziosi e inediti. Nella seconda parte della missione, dopo circa otto anni, Solar Orbiter raggiungerà infatti i 34 gradi rispetto all’equatore solare.

Un’altra caratteristica peculiare della sua orbita, che compirà ogni cinque mesi, sarà quella di sorvolare per alcune settimane la stessa regione del Sole, allo stesso modo in cui un satellite geostazionario è sospeso sullo stesso punto della Terra. Da lì potrà studiare come le macchie solari e gli altri fenomeni si evolvono nel tempo. Soprattutto nel periodo di attività più intensa della nostra stella, in cui la superficie viene ‘sporcata’ da macchie solari, le zone da cui scaturiscono le eruzioni più potenti. Tutto questo, assieme alle misurazioni della ‘collega’ Parker solar probe della Nasa, forniranno elementi chiave per interpretare e, in futuro, anche fare previsioni sul “meteo spaziale”.

Il contributo italiano

A bordo ci sono dieci strumenti scientifici che vedono la collaborazione degli istituti di ricerca e le industrie di 17 Paesi europei più gli Stati Uniti. Quattro dispositivi “in-situ”, che misureranno direttamente l’ambiente che circonda la sonda. Particelle, plasma, campo magnetico, onde radio e vento solare. Gli altri sei compiranno invece indagini “da remoto”, spiando da lontano il Sole. Tra questi c’è Metis, una speciale camera che crea una eclissi solare portatile, per schermare la luce e l’energia troppo violenta del disco solare, e analizzare solo la sua corona, la cui luminosità è milioni di volte più debole: è la zona più turbolenta dalla quale si sprigiona e viene accelerato il vento solare, cruciale per collegare i fenomeni atmosferici solari alla loro evoluzione nell’eliosfera, quella bolla di particelle gonfiata dallo stesso vento e nella quale è immerso tutto il Sistema solare.

Il coronografo Metis è il più grande contributo italiano alla missione, finanziato dall’Agenzia spaziale italiana, progettato dall’Istituto nazionale di Astrofisica e Cnr insieme a un grande team di scienziati italiani provenienti dalle università di Firenze, Genova, Padova, Urbino e Torino che ne raccoglieranno e studieranno i dati sotto la guida dell’Inaf. La costruzione è stata affidata alla Ohb Italia (Milano) e Thales-Alenia Space Italy (Torino) con il contributo dei rivelatori da parte del Max Planck Institute (Germania) e degli specchi da parte dell’Accademia delle Scienze della Repubblica Ceca.

L’Italia Uno dei principali strumenti per le osservazioni in-situ è Swa (Solar Wind Analyser): quattro sensori dedicati allo studio delle proprietà del plasma del vento solare, uno dei principali obiettivi scientifici dell’intera missione per indagare il legame fra i rapidi cambiamenti, osservati da remoto, alla base dell’atmosfera del Sole, e le misure in-situ dei parametri del vento solare.  L’Italia ha contribuito allo strumento con la fornitura della Dpu (Data processing unit), ovvero il cuore ed il cervello di Swa, realizzata da un raggruppamento temporaneo di imprese con mandataria Techno System Developments e mandanti Sitael, Leonardo e Planetek. L’altro contributo italiano agli strumenti del Solar orbiter è lo sviluppo del software per Stix, il telescopio spaziale di bordo che rileva l’emissione di raggi X dei brillamenti solari.

Gli altri strumenti

Per fiutare ciò che avviene attorno a sé, quindi gli strumenti in-situ, Solar Orbiter dispone inoltre di un rilevatore di particelle energetiche, (Energetic particle detector, Epd) un rilevatore del campo magnetico solare (Mag) per studiare la sua interazione con lo spazio circostante e l’evoluzione durante il ciclo solare; e il Radio and plasma waves (Rpw).

Da remoto invece la suite di strumenti è composta dalle camere Extreme ultraviolet imager (Eui) per visualizzare le emissioni UV dell’atmosfera solare; Polarimetric and helioseismic imager che effettuerà misurazioni ad alta risoluzione e di tutto il disco per mappare i vettori del campo magnetico nella fotosfera e analisi della “sismica” solare delle zone di convezione. SoloHI: la camera che riprenderà il flusso di particelle del vento solare e le sue turbolenze, nonché le eruzioni più potenti, Coronal mass ejections (Cme). Spectral Imaging of the Coronal Environment (Spice), immagini spettroscopiche a ultravioletti per caratterizzare il plasma della corona.

REP.IT

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This entry was posted on lunedì, Febbraio 10th, 2020 at 09:44 and is filed under Scienza. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed. You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.