È la terza missione di classe media del programma Cosmic Vision dell’Esa. Vede in prima linea l’Italia e, se tutto andrà secondo i piani, ne vedremo il lancio nel 2026. Stiamo parlando di Plato, il satellite europeo che scruterà il cielo con un obiettivo molto ambizioso: rilevare e caratterizzare mondi rocciosi in orbita all’interno delle zone di abitabilità di stelle di tipo solare. Una caccia a pianeti simili al nostro che il satellite condurrà osservando contemporaneamente immense zone di cielo grazie alla suite di telescopi di cui è dotato: 26 “occhi” simili tra loro, la cui tenuta strutturale e termica è fondamentale per la riuscita della missione. Caratteristiche che nei giorni scorsi sono state testate con successo presso i laboratori di Estec, lo European Space Research and Technology Centre ubicato a Noordwijk, nei Paesi Bassi.
Un modello della fotocamera di Plato all’interno della Thermal Vacuum Chamber, la camera termica a vuoto nella quale è stato sottoposto ai test termo-meccanici. Crediti: Esa – Matteo Apolloni
Il test in questione si chiama thermal vacuum test e simula le condizioni ambientali che il satellite incontrerà a 1.5 milioni di km dalla Terra, nel punto di Lagrange L2 del sistema Terra-Sole. Ad essere sottoposto al test, in particolare, è stato il cosiddetto structural and thermal model (Stm): un modello del tutto equivalente dal punto di vista strutturale a ciascuno dei telescopi, eccetto che per le lenti, che non hanno le prestazioni ottiche definitive.
«Gli occhi di Plato sono 26 telescopi rifrattori basati ognuno su un sestupletto di lenti, diverse per forma e per materiali, progettati per ottenere una visione grandangolare», spiega a Media Inaf Isabella Pagano, direttrice dell’Inaf di Catania, responsabile scientifica italiana e co-principal investigator per la missione. «Ogni lente è sostenuta da una montatura di materiale accoppiato per proprietà termo-meccaniche e i sei gruppi opto-meccanici sono integrati in un tubo di AlBeMet, una lega di alluminio e berillio. Ogni telescopio è quindi fornito di paraluce ed è dotato di un piano focale dove sono alloggiati 4 rivelatori Ccd, 4Kx4K ognuno, e l’elettronica di controllo. I test termici appena conclusi all’Estec Test Center dell’Esa, in Olanda, sono gli ultimi di una serie di test atti a verificare la qualità del progetto termo-strutturale».
«Innanzi tutto i 6 gruppi opto-meccanici sono stati sottoposti la scorsa primavera a una serie di cicli di vibrazione e cicli di temperatura in condizioni di vuoto negli stabilimenti della Leonardo, a Firenze, dove gli stessi sono stati realizzati sotto il coordinamento scientifico dell’Inaf e progettuale dell’Asi», continua la ricercatrice. «Quindi l’intero telescopio, senza il piano focale e l’elettronica, è stato sottoposto a vibrazioni all’Università di Berna, che è responsabile per il progetto termo-strutturale del tubo e delle montature che sostengono le lenti. Dopo aver aggiunto il piano focale, le prove di vibrazione sono state ripetute nei laboratori del Csl a Liegi (Belgio) e, infine, quest’ultimo test all’Esa per verificare la tenuta al variare delle condizioni di temperatura e per verificare come il telescopio “respiri”, ovvero come risponda meccanicamente alle variazioni di temperatura».
Il test è stato monitorato per 17 giorni consecutivi, 24 ore su 24, sette giorni su sette, in turni giornalieri condotti da tutto il personale coinvolto nella missione, nel rispetto serrato di tutti i protocolli anti Covid-19 per evitare una possibile interruzione dei test stessi.
Da sinistra a destra, Mario Salatti (Asi), Nicolas Gorius (Inaf Catania & Inaf Iaps), Massimo Marinai e Andrea Novi (Leonardo) presso i laboratori High Space Technology di Prato. Crediti: Nicolas Gorius
Quanto ai test futuri, dice Pagano, «prima del test in Belgio il telescopio era passato lo scorso settembre in Italia dove – nei laboratori della Hst di Prato, in collaborazione con Leonardo e sotto la supervisione di Inaf ed Esa – sono state fatte precisissime misure metrologiche di riferimento che servono adesso per verificare, con una nuova campagna di misure, che è iniziata ieri nello stesso stabilimento di Prato, se i test termo-strutturali cui il modello è stato sottoposto hanno determinato variazioni non volute nell’allineamento delle ottiche del telescopio. Nei prossimi giorni inizieranno invece alla Leonardo le prove che servono a validare le prestazioni ottiche dei telescopi di Plato facendo uso di un nuovo modello, che rispetto a quello usato fino ad ora ha anche le ottiche performanti come nel modello di volo».
L’Inaf ha un ruolo molto importante nelle missione Plato: oltre alla progettazione e alla produzione delle parti opto-meccaniche dei telescopi (Tou), e del computer di bordo (Icu), dall’ottobre del 2020 è coinvolto anche nel coordinamento delle attività di qualifica e integrazione delle 26 camere (telescopi compresi di piano focale ed elettronica). Un’attività svolta con il coinvolgimento di Leonardo, Thales Alenia Space Torino, Media Lario e Kayser Italia sotto la guida dell’Agenzia spaziale italiana. Le attività scientifiche vedono coinvolti ricercatori di dodici sedi Inaf e dell’Università di Padova, responsabile per l’Input Catalog della missione.
«Osservando con così tanti telescopi contemporaneamente, raggiungeremo un rapporto segnale/rumore molto più elevato rispetto a un singolo grande telescopio», conclude Yves Levillain, instrument system engineer di Plato all’Esa. «Lontano dalla luminosità del Sole, ci aspettiamo di essere in grado di rilevare la presenza di esopianeti simili alla Terra, dove la vita come la conosciamo potrebbe essere in grado di svilupparsi, e persino di fare sismologia stellare, raccogliendo prove di “terremoti” nelle stelle che osserviamo».