Il modello di volo completamente assemblato dello strumento Nisp nella camera bianca del Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (Lam). Crediti: Euclid Consortium & Nisp instrument team
Uno dei test fondamentali che gli strumenti scientifici devono superare prima di essere inviati nello spazio è il cosiddetto test nella camera termovuoto. Si tratta di prove che permettono di valutare il corretto funzionamento degli strumenti in un ambiente che simula le condizioni ambientali spaziali. In pratica, si pongono gli strumenti – assemblati e collegati nel modulo di carico utile – in una enorme camera sottovuoto refrigerata – la camera termovuoto, appunto – nella quale vengono ricreate le stesse condizioni di temperatura e pressione che sperimenteranno nello spazio, al fine di valutarne l’operatività.
Questo test è stato eseguito di recente presso il Centro spaziale di Liège (Csl), in Belgio, sulla suite di strumenti che permetteranno alla missione M2 dell’Esa Euclid di studiare l’energia e la materia oscura osservando la distribuzione su larga scala di miliardi di galassie nell’universo: il telescopio in configurazione Korsch a tre specchi, la fotocamera Visual Imager (Vis) – capace di osservare nel visibile (sarà una delle più grandi fotocamere nello spazio) – e lo spettro-fotometro Near Infrared Spectrometer and Photometer (Nisp), sensibile al vicino infrarosso. Questi due ultimi strumenti sono stati realizzati anche con il contributo italiano dell’Istituto nazionale di astrofisica, dell’Istituto nazionale di fisica nucleare e dell’Agenzia spaziale italiana.
Impressione artistica del satellite Euclid. Crediti: Esa/Atg medialab
Integrati nel modulo di carico utile di Euclid nel 2020, gli strumenti sono stati tenuti all’interno della camera termovuoto del laboratorio belga per circa due mesi, durante i quali è stata costantemente monitorata la loro operatività. Il risultato? Il telescopio e lo strumento Vis hanno superato brillantemente il test, fa sapere l’Agenzia spaziale europea (Esa). «Siamo molto contenti dei risultati dei test, che hanno riscontrato che il telescopio è in buone condizioni», ha commento Alexander Short, Mission and Payload Manager di Euclid.
Lo strumento Nisp invece ha smesso di funzionare durante la seconda tranche di acquisizione di dati, spegnendosi a ogni riavvio. «Immagina di avere una bella fotocamera digitale e di scattare una foto. Vedendo che è venuta bene decidi di farne un’altra. Ma mentre provi a farla, la fotocamera non risponde più: non puoi né impostare l’esposizione né rilasciare l’otturatore. L’unico modo per scattarne un’altra è riavviare, ma dopo averlo fatto ti accorgi che il problema si ripresenta», spiega Paolo Strada, Senior Instrument Engineer dell’Esa per la missione Euclid.
Un’anomalia, questa dello spettro-fotometro a infrarossi, che ha fatto temere il peggio: un ritardo nella tabella di marcia della missione. La gamma delle possibili cause del problema era infatti talmente vasta che il team di Euclid ha inizialmente preso in considerazione l’esecuzione di una seconda campagna di test di operatività in condizioni spaziali simulate per arrivare alla radice del problema, cosa che avrebbe inevitabilmente ritardato di mesi la data di lancio pianificata per il 2022.
Il modulo di carico utile di Euclid all’interno della camera termovuoto dei laboratori del centro spaziale di Liège, in Belgio. Crediti: Esa
Tuttavia, prima che venisse intrapresa un’azione così drastica, Esa ha chiamato a raccolta un team di esperti (tiger team), che in breve tempo è riuscito a trovare il problema: un bug del software, che segnalava erroneamente una comunicazione difettosa tra l’interfaccia di telemetria e i sensori dello strumento, spegnendolo dopo ogni tentativo di riavvio. L’anomalia è stata risolta con una patch software, ossia un aggiornamento la cui esecuzione ha ripristinato la corretta funzionalità del software e quindi dello strumento.
«Il team italiano Inaf e Infn che ha la responsabilità dei test sull’elettronica di Nisp ha fornito un contributo essenziale alla risoluzione del problema. Abbiamo riprodotto il problema sui nostri strumenti di test, abbiamo risolto il problema software e ne abbiamo verificato l’efficacia. Grazie al nostro lavoro insieme a Esa, il problema si è risolto molto velocemente, con poco impatto sulla data di lancio», commenta a Media Inaf Luca Valenziano, responsabile scientifico per Inaf della missione Euclid.
Grazie alla tempestiva individuazione e risoluzione del problema allo strumento Nisp non ci sarà dunque nessun ritardo nella tabella di marcia della missione, sottolinea l’Esa.
Il prossimo passo sarà quello di trasportare il modulo di carico utile presso i laboratori della Thales Alenia Space di Torino, dove sarà integrato con il modulo di servizio per formare il veicolo spaziale completo. A questo punto inizierà l’ultima serie di test (test meccanici e un altro nella camera termovuoto), che una volta superati daranno il lasciapassare per il trasporto di Euclid presso lo spazioporto europeo di Kourou, nella Guyana francese, dove il lancio è previsto per la fine del 2022.
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Edit del 6/10/2021, ore 10:20: aggiunto il commento di Luca Valenziano
Correzione dell’11/10/2021: la camera termovuoto ricrea le condizioni di temperatura e pressione, non di gravità come erroneamente scritto in una versione precedente