In alto a sinistra, schema del piano focale dello strumento Vis (fonte: A. Bosco et al., Aiaa, 2018) con evidenziati in arancione i quattro rivelatori dell’Fgs; a destra (crediti: Cea, e2v, Airbus, Ias, Apco), foto del piano focale di Vis, con evidenziati in arancione due dei quattro rivelatori dell’Fgs; in basso a sinistra (crediti: Leonardo), due dei quattro dei quattro rivelatori dell’Fgs
Battuta d’arresto per il telescopio spaziale Euclid dell’Esa, dal primo luglio nello spazio e da un mese esatto in orbita attorno a L2, il secondo punto di Lagrange del sistema Sole-Terra, a un milione e mezzo di km da noi, dove trascorrerà almeno sei anni a creare una mappa 3D di miliardi di galassie remote. Ed è proprio a causa di un problema emerso con uno dei sistemi cruciali per la realizzazione di questa mappa, il cosiddetto sensore di guida fine (Fgs, dall’inglese Fine Guidance Sensor), che i responsabili della missione, come riportato sul sito dell’Esa, hanno dovuto interrompere la fase di Performance verification – avviata nella seconda metà d’agosto, al termine della fase di Commissioning – in cerca di una soluzione al problema. Problema in parte già emerso durante la prima metà d’agosto e ora evidentemente confermato, al punto che il telescopio è di nuovo in Commissioning mode.
Di che sistema si tratta? Sviluppato ad hoc per Euclid in quanto un normale star tracker non avrebbe potuto garantire la precisione richiesta, l’Fgs è un sensore stellare formato da quattro Ccd montati direttamente nel piano focale del telescopio, ai lati della matrice di rivelatori dello strumento Vis (vedi immagine composita qui sopra). Il suo scopo è fornire all’Aocs, l’Attitude and Orbit Control System, le istruzioni necessarie a mantenere lo “sguardo” di Euclid ben fermo, puntato esattamente nella stessa posizione per tutto il tempo necessario a ogni osservazione. Per riuscire a mappare l’universo con la precisione richiesta dai cosmologi, infatti, la stabilità di puntamento richiesta dev’essere nell’ordine delle decine di millesimi di secondo d’arco, da mantenere per circa 700 secondi (il tempo d’esposizione tipico di un’osservazione, per Euclid, è di 565 secondi) .
Milliarcosecondi, insomma. Una stabilità pazzesca. Si potrebbe pensare che in fondo non sia così difficile stare immobili, là nel vuoto spaziale di L2, dove in teoria non c’è nulla che possa disturbare le osservazioni. Purtroppo non è così. Ogni minimo movimento meccanico, per esempio, dall’apertura e chiusura dell’otturatore di Vis all’azionamento delle ruota portafiltri dell’altro strumento di bordo, Nisp, è sufficiente a introdurre una perturbazione nel puntamento del telescopio. Perturbazione che va individuata, misurata e corretta.
Schema del payload module di Euclid. La posizione dell’Fgs è indicata in alto a sinistra. Crediti: Euclid Consortium
È appunto qui che entra in azione l’Fgs. Il suo enorme catalogo di stelle – 48 file derivati dal database d’altissima precisione prodotto dalla missione Gaia, per un totale di oltre 100 GB – è talmente ricco da garantire la presenza, nel campo di vista dei Cdd, di almeno tre stelle “note” praticamente in qualunque direzione Euclid stia osservando. Ed è proprio “riconoscendo” queste stelle che l’Fgs, un po’ come se fosse un evolutissimo sestante, consente a Euclid di sapere esattamente quale porzione di universo sta osservando e di mantenere l’inquadratura immobile per il tempo richiesto, senza spostarsi né ruotare.
Affinché tutto funzioni è dunque necessario che l’Fgs “dialoghi” con il resto di Euclid, riconoscendo le stelle di riferimento presenti nel campo di vista del telescopio e fornendo agli altri sistemi le informazioni necessarie a mantenere il puntamento. Ed è qui, a quanto pare di capire, che già durante il Commissioning e poi di nuovo nel corso delle prime attività di Performance verification è emerso che in alcune circostanze l’Fgs non è riuscito a fornire informazioni affidabili, indispensabili per mantenere un puntamento corretto. Il problema non si presenta sempre, sottolinea l’Esa, è intermittente. Ma si presenta con una frequenza sufficiente a destare attenzione. Ecco dunque che, per tentare di risolverlo nel modo più rapido ed efficace, i responsabili della missione hanno deciso di sospendere la Performance verification, così da poter sviluppare e collaudare alcuni aggiornamenti al software di bordo che si spera possano essere risolutivi.
Nel frattempo, dice Giuseppe Racca, project manager di Euclid, «gli esperti dell’Esa e delle industrie coinvolte hanno messo a punto una soluzione temporanea per identificare i messaggi problematici dell’Fgs e consentire così all’Aocs di controllare correttamente l’orientamento. Un altro team sta intanto lavorando in parallelo per risolvere in modo permanente il problema di affidabilità dell’Fgs. Sospendere la Performance verification e affrontare il problema come si deve è stata una decisione responsabile. A breve faremo un test in orbita della prima soluzione, e tutte le indicazioni sono positive. Sono fiducioso che presto potremo riprendere le operazioni di Performance verification».