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Due strumenti italiani a bordo di Solar Orbiter, che ci svelerà molti segreti del Sole

Di Michela Della Maggesa
In SPACE ECONOMY
02/12/2019
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Ci siamo quasi. Solar Orbiter, prima missione di classe media del programma Cosmic Vision dell’Agenzia spaziale europea (Esa), a cui l’Italia partecipa attraverso l’Agenzia spaziale Italiana (Asi), partirà il 5/6 febbraio prossimi, a bordo di un vettore Atlas V da Cape Canaveral, con un importante obiettivo: studiare il Sole con una precisione senza precedenti. Solar Orbiter consentirà, per la prima volta, di studiare la nostra stella da una distanza di 0,28 unità astronomiche e di osservarne i poli (prima assoluta per una stella) da un’orbita al di fuori del piano dell’eclittica. La sonda monterà a bordo 10 strumenti scientifici, di cui due italiani, il coronografo METIS (Multi element telescope for imaging and spectroscopy) dell’Inaf, sviluppato e testato a Torino da Thales Alenia Space Italia (responsabile anche dello scudo termico della sonda) e OHB Italia, e la Data Processing Unit di SWA (Solar Wind Analyzer), il “cervello” elettronico che analizzerà le particelle solari, frutto dell’impegno di quattro Pmi nazionali. 

Per la prima volta questo strumento produrrà immagini della corona solare ad alta risoluzione in luce visibile polarizzata e nell’ultravioletto. Queste informazioni acquisite dal coronografo  permetteranno agli scienziati di caratterizzare completamente due delle più importanti componenti del plasma della corona solare e del vento solare ( elettroni e protoni) e di rispondere a questioni fondamentali sull’origine e sui meccanismi di riscaldamento ed accelerazione del vento solare, l’origine delle particelle energetiche del sole, nonché l’eruzione e la prima evoluzione della massa delle eruzioni coronali.

METIS è progettato per scoprire la natura ultima dell’energia che accelera il vento solare e dei processi della sua deposizione nella corona. Ulteriore obiettivo è la comprensione delle continue fluttuazioni di emissione di luce osservate in corona e la valutazione del loro ruolo nell’accelerazione del vento solare verso lo spazio interplanetario. METIS inoltre valuterà l’influenza del campo magnetico sulla velocità del vento solare durante l’incanalamento del suo flusso verso l’esterno. L’osservazione ravvicinata della corona solare da diverse prospettive, inoltre, è considerata essenziale per comprendere i meccanismi che inducono l’improvvisa comparsa di gigantesche eruzioni coronali, che accelerano protoni e altre particelle a velocità quasi relativistiche sul loro fronte d’urto.

La missione, concepita per osservare la superficie del Sole e studiare i cambiamenti che avvengono nel vento solare che viene emesso ad alta velocità dalla nostra stella, consentirà di mettere a punto modelli predittivi sull’attività solare, che serviranno a mitigare gli effetti dello space weather, e anche a coadiuvare, in prospettiva, le future missioni di esplorazione spaziale, Marte incluso. Otto degli strumenti sono stati forniti attraverso finanziamenti nazionali dagli Stati membri dell’Esa, mentre un nono è stato messo a disposizione dall’Esa, a cui se ne aggiunge un decimo ed un sensore aggiuntivo forniti dalla Nasa unitamente al volo del lanciatore. Per raggiungere la sua orbita operativa intorno al Sole, Solar Orbiter impiegherà poco meno di tre anni e mezzo, modificando la traiettoria mediante flyby della Terra e di Venere. 

Durante la missione di sette anni, gli strumenti in situ misureranno il plasma del vento solare, i campi elettromagnetici e particelle energetiche in una zona abbastanza vicino al Sole dove sono ancora relativamente incontaminati e le loro proprietà non sono state modificate dai successivi processi di trasporto e propagazione. Gli strumenti di remote sensing invece, invieranno immagini spettacolari delle caratteristiche solari con una risoluzione mai raggiunta prima e forniranno nuove informazioni su ciò che determina la ciclicità delle macchie solari e l’insorgenza dei flare.

La fase nominale della missione inizierà nel 2021, dopo la fase di crociera e quella della validazione in orbita della strumentazione della sonda, concepita per una vita operativa in orbita fino al 2025, ma con probabilità di estensione di altri 3/5 anni. “I processi del Sole coinvolgono tutta l’atmosfera – ci spiega Marco Stangalini, project scientist dello strumento METIS dell’Asi – pertanto è essenziale osservare il Sole a diverse quote, una sorta di “Tac” dell’atmosfera della nostra Stella”. METIS, che creerà un’eclissi solare artificiale per guardare la corona del Sole con i suoi occhi a 2 bande, osserverà zone cruciali, dove i fenomeni di rilascio del plasma accelerano e sono più potenti. Tutti i dati raccolti dalla sonda saranno messi a disposizione di tutta la comunità scientifica, a partire da 3 mesi dall’inizio delle osservazioni.

“l’Agenzia spaziale italiana ha investito molto sullo strumento METIS (25 milioni di euro, ndr). Il coronografo è stato uno sforzo importante, sia da un punto di vista economico che tecnologico e questo perché c’è un forte interesse a far fruttare questo investimento, chiamando l’intera comunità scientifica a lavorare, una volta che i dati saranno a disposizione”. Ha detto in apertura del “Solar Orbiter Day”, che ha riunito in Asi tutti i protagonisti della missione, Barbara Negri, responsabile esplorazione e osservazione dell’universo dell’Agenzia spaziale italiana. “L’attività della corona solare è fondamentale per mettere a punto dei modelli predittivi e creare le contromisure necessarie a mitigare le conseguenze dell’attività solare sulla Terra”. 

“Una volta operativa – ha aggiunto Negri – potremo anche stanziare fondi extra per allargare il nostro supporto alla missione”. Esplorare il Sole è fondamentale – ci spiega la responsabile -, in quanto conoscere bene gli effetti dello space weather sull’eliosfera e sul campo magnetico ci permetterà di proteggerci”. E anche nel campo dell’esplorazione  e dell’osservazione della Terra, la Ministeriale Esa di Siviglia, da poco conclusa, è stata soddisfacente. “Siamo molto soddisfatti – dichiara Barbara Negri – per l’incremento del 10% circa del budget (era stato proposto il 13%, ndr) in questo settore. I nostri sono programmi obbligatori, ma questo incremento ci offre un margine per poter partecipare a importanti missioni future, come quelle di esplorazione di Urano e Nettuno, che saranno fatte congiuntamente da Esa e Nasa. Inoltre, potremo essere presenti anche in missioni a basso costo di tipo F (small and fast), ottime anche per i Paesi più piccoli parte dell’Agenzia spaziale europea”. 

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