La sonda Solar Orbiter è partita e viaggia verso la nostra stella

Dopo due rinvii, la sonda che studierà l’eliosfera è partita stamattina. Ecco cosa farà una volta arrivata in orbita

Cape Canaveral, Florida – Solar Orbiter è partita. Dopo due rinvii – il primo per un problema durante un test, il secondo per un ritardo nel trasporto dal sito di assemblaggio dovuto a questioni meteorologiche – la sonda si è staccata dalla rampa 41 del Kennedy Space Center, quando in Italia erano le 5:03 di questa mattina.

Trasportata oltre l’atmosfera da un Atlas V 411, Solar Orbiter si è separata dal lanciatore 53 minuti dopo il decollo. Adesso punta verso la nostra stella, vicino alla quale raggiungerà la propria zona operativa fra un anno e dieci mesi. L’orbita finale, che durerà 180 giorni, sarà fortemente ellittica e nel punto più vicino al Sole gli arriverà a 42 milioni di chilometri, cioè a 0,28 Unità astronomiche, un perielio inferiore a quello di Mercurio (motivo per cui la sonda è protetta da uno scudo termico in grado di resistere fino a temperature di 600° Centigradi). Nel momento in cui raggiungerà quel punto, la velocità di Solar Orbiter sarà prossima a quella con cui il Sole ruota attorno al suo asse, cosa che garantirà periodi di osservazione estesi.

LIVE NOW: #SolarOrbiter, an @ESA and NASA collaboration, is set for its journey to the Sun! Tune in to see liftoff of this mission that will provide the first-ever images of the Sun’s poles: https://t.co/W3wMEfPxvB

— NASA (@NASA) February 10, 2020

Una volta operativa e con un dettaglio senza precedenti, la sonda indagherà l’eliosfera, l’ambiente che circonda il Sole ed è influenzato dalla sua attività e dal vento solare, quel tenue flusso di particelle cariche che si espande alla velocità media di 450 chilometri al secondo e trasporta con sé il campo magnetico superficiale della stella. Solar Orbiter fornirà informazioni sul Sole e sul suo comportamento, anche in relazione ai cambiamenti climatici che stanno avvenendo sul nostro pianeta.

Per farlo, la sonda dell’Agenzia spaziale europea e della Nasa, trasporta un set di dieci strumenti scientifici che, grazie all’orbita inclinata fino a 33° rispetto all’equatore solare, permetterà di osservare le regioni polari, un obiettivo già perseguito su orbite simili dalle due missioni Helios, nel ’74 e nel ’76, ma mai con la risoluzione ottenibile questa volta.

Fra gli strumenti a bordo, i principali sono frutto di contributi italiani, sia in termini industriali che scientifici: sono il coronografo Metis, la suite di sensori Solar Wind Analyser e il telescopio Stix, che osserverà il Sole nella banda X per lo studio dei brillamenti.

Il coronografo Metis è stato realizzato da Ohb Italia e da Thales Alenia Space, con il supporto dell’Agenzia spaziale italiana in collaborazione con l’Istituto nazionale di astrofisica e con diverse università e istituti internazionali. Progettato da un team di scienziati dell’Inaf e del Consiglio nazionale delle ricerche, “è un telescopio in grado di creare un’eclissi artificiale di Sole” spiega Marco Romoli, docente all’Università di Firenze e principal investigator dello strumento. “Mediante un sistema di occultamento, Metis impedisce alla luce del disco solare di entrare nel telescopio. In questo modo può osservare la corona solare quando si trova al perielio, quella regione dell’atmosfera solare nella quale avvengono l’accelerazione del vento solare e l’evoluzione delle eruzioni chiamate coronal mass ejection (o Cme). La misura dell’accelerazione del vento solare e il monitoraggio delle Cme sono gli obiettivi principali di Metis, progettato per fornire immagini della corona solare in luce visibile polarizzata e nella riga fondamentale dell’idrogeno nell’estremo ultravioletto. In questo modo, per la prima volta, si otterranno immagini che, insieme con quelle nel visibile, permetteranno di misurare la densità dei due principali componenti della corona: elettroni e idrogeno”.

Il Solar Wind Analyser è una suite di quattro sensori dedicati alla misura del vento solare. L’intera suite viene gestita dalla Data Processing Unit, o Dpu, contributo italiano allo strumento. Nata da una collaborazione fra il team scientifico dell’Inaf-Iaps di Roma e il team industriale costituito dalla Tsd di Pozzuoli, la Planetek e la Sitael di Bari e la Leonardo di Taranto, la Dpu è stata finanziata dall’Asi. È l’unica interfaccia fra il satellite e i sensori e può esserne considerata il cuore.

“Il plasma del vento solare, globalmente neutro, è principalmente costituito da protoni, elettroni e nuclei di elio”, spiega Roberto Bruno, a capo del team scientifico dell’Inaf-Iaps e co-investigator dell’Swa. “Alla distanza a cui orbita la Terra, la sua densità è mediamente di alcune particelle per centimetro cubo, ma la sua variabilità è alla base dei fenomeni che vanno sotto il nome di space weather, meteorologia spaziale, e che impattano fortemente sull’attività tecnologica sul nostro pianeta. Una piena comprensione dei meccanismi fisici che generano il vento solare e che causano la sua variabilità è fondamentale per poter progredire negli studi in questo ambito”.

Con i suoi strumenti, Solar Orbiter permetterà di stabilire una corrispondenza fra i rapidi cambiamenti alla base dell’atmosfera solare, osservati da remoto, e le misure in-situ del vento solare. “La scienza che sarà possibile sviluppare – continua Bruno – è di fondamentale importanza per la comprensione dei processi fisici che causano il riscaldamento e l’accelerazione del plasma, problema ancora insoluto e di enorme rilevanza non solo per la fisica solare, ma per l’intera astrofisica. A tale riguardo, vale la pena sottolineare l’importanza delle misure fornite da Swa, in quanto il vento solare è l’unico ‘laboratorio’ a nostra disposizione in cui possiamo effettuare misure in-situ sui plasmi astrofisici non riproducibili in alcun modo nei laboratori terrestri”.

“Il vento solare determina, per esempio, le tempeste magnetiche o i disturbi ai nostri satelliti“, aggiunge Fabio Favata, coordinatore delle missioni scientifiche dell’Esa. “Detto altrimenti e in parole povere, Solar Orbiter è importante anche dal punto di vista applicativo, perché ci permetterà di capire l’ambiente in cui si trova la Terra e, in futuro, potrebbe consentire previsioni di meteorologia spaziale“.

Con una durata nominale di cinque anni, estendibile di altri tre, la missione di Solar Orbiter costerà complessivamente circa 1,5 miliardi di euro, “due euro per ogni cittadino europeo” sottolinea Romoli. Dal punto di vista scientifico potrà peraltro avvalersi della contestuale presenza in orbita di un’altra sonda per lo studio dell’eliosfera, la Parker Solar Probe della Nasa, partita nell’agosto del 2018 dopo dieci anni dalla prima ipotesi di lancio.

“La posizione relativa delle due sonde lungo le rispettive orbite – dice Bruno – offre la possibilità di effettuare misure coordinate quando le sonde saranno allineate radialmente, oppure lungo la stessa linea di campo magnetico. Queste misure offriranno la possibilità di osservare lo stesso plasma a differenti distanze eliocentriche e permetteranno di separare gli effetti spaziali dagli effetti temporali per la prima volta nell’eliosfera interna”.

Lanciata con successo, Solar Orbiter sarà adesso sottoposta alla fase di commissioning, in cui il funzionamento del payload e della sonda saranno verificati e caratterizzati. Durante questa fase gli strumenti in-situ saranno già operativi. Metis acquisirà la prima luce a metà marzo, anche se le operazioni scientifiche nominali inizieranno davvero nel dicembre del 2021.