Rappresentazione artistica dei due satelliti in volo allineati con la Terra. Crediti: Esa
Realizzare eclissi di Sole “artificiali”: è l’obiettivo dell’ambiziosa missione spaziale europea Proba-3, composta da due satelliti in formazione, uno per coprire il Sole e l’altro per osservarlo. La missione dell’Agenzia spaziale europea, che vede coinvolto anche l’Istituto nazionale di astrofisica, è pronta alla partenza con un razzo Pslv-Xl dal Centro spaziale Satish Dhawan, in India, programmata per mercoledì 4 dicembre alle 11:38 ora italiana.
«A livello tecnologico è una delle nostre missioni più eccitanti, sia per la grande rilevanza scientifica, perché ci fornirà preziose informazioni sul alcune caratteristiche del Sole ancora poco note, e sia perché metterà alla prova le nostre capacità tecniche», ha detto il direttore del Dipartimento di tecnologia dell’Esa, Dietmar Pilz, durante la conferenza stampa di presentazione della missione.
«Si tratta di una tecnica mai usata prima e che ci permetterà per la prima volta di poter “generare” eclissi di Sole lunghe circa 6 ore, e quasi una volta al giorno», dice Joe Zender, mission scientist dell’Esa. Coprire il disco solare è l’unico modo per osservarne gli strati più esterni, perché la luce diretta del Sole di fatto acceca la vista. «Finora le uniche occasioni per poter studiare la corona erano le eclissi naturali, all’incirca una volta l’anno e per 1 o 2 minuti al massimo. Ora si apre un’opportunità completamente nuova».
When ️️ spacecraft are better than ️…
Launching next week, ESA’s Proba-3 platforms will manoeuvre precisely down to 1 mm to cast a shadow from one to the other, to form orbital solar eclipses on demand: https://t.co/qpbVjEifPv pic.twitter.com/WqbmoVdQJc
— ESA Technology (@ESA_Tech) November 27, 2024
Proba-3 è composta da due satelliti separati che, una volta in orbita, dovranno allinearsi tra loro mantenendosi in formazione a una distanza di circa 150 metri con un margine di errore di appena un millimetro: l’obiettivo è che uno dei due satelliti copra perfettamente il disco solare mentre l’altro possa guardare verso la nostra stella e, sfruttando l’ombra generata dal satellite compagno, osservare la corona solare, ossia la parte più esterna del Sole, il cui studio è fondamentale per capire meglio la nostra stella, ad esempio per poter in futuro prevedere le tempeste solari. le temibili espulsioni coronali di massa e altri fenomeni per molti versi ancora enigmatici.
Per produrre un’eclissi solare stabile dall’occultatore al coronagrafo per le sei ore previste, la coppia dovrà mantenere la formazione con una precisione di un singolo millimetro. La coppia di satelliti farà tutto questo autonomamente, impiegando una serie di sensori. Gli inseguitori stellari e la navigazione satellitare sono integrati da collegamenti radio intersatellitari, telecamere ottiche che tracciano i led, un laser che rimbalza attraverso i retroriflettori e infine sensori d’ombra – progettati e realizzati dall’Inaf – che circondano l’apertura del coronografo Aspiics. Crediti: Esa-F. Zonno
Una missione ambiziosa ed estremamente complessa, a cui l’Italia partecipa anche attraverso l’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf, finanziato tramite la partecipazione dell’Asi al programma Esa di “Supporto Tecnologico”), Leonardo e Aviotec.
Animazione che mostra il metodo utilizzato dai due satelliti della missione per generare eclissi solari artificiali. Crediti: Esa
«L’Istituto nazionale di astrofisica, in particolare l’Osservatorio di Torino, ha avuto la responsabilità per lo studio, lo sviluppo, la realizzazione ed i test di qualifica e di accettazione di uno fra gli strumenti più accurati a bordo di Proba-3: il sistema metrologico Sps, lo Shadow Position Sensors», dice Silvano Fineschi dell’Inaf di Torino, che abbiamo raggiunto mentre è in viaggio verso la base indiana per assistere al lancio. «Si tratta di una serie di sensori progettati per monitorare con estrema precisione la simmetria della penombra generata dall’occultatore esterno sul piano della pupilla di Aspiics, il coronografo a bordo di Proba-3. Grazie a un algoritmo estremamente specializzato, sviluppato anch‘esso all’Inaf di Torino, saranno in grado di misurare con grande accuratezza (<0.5 mm) ogni spostamento del satellite con l’occultatore che mette nell’ombra il telescopio sull’altro satellite, a 150 m di distanza dal primo».
«Sempre l’Inaf di Torino», aggiunge Fineschi, «ha poi contribuito alle attività per la realizzazione di un altro sistema metrologico: Opse, ascronimo di Occulter Position Sensors. Opse è un sistema basato su una terna di led posizionati al centro della superficie dell’occultatore rivolta verso il telescopio, che vengono osservati insieme alla corona grazie ad un foro nell’occultatore interno del coronografo. Come l’Sps, anche l’Opse permette di misurare lo spostamento relativo tra i due satelliti».
Lo strumento Aspiics nel Laboratorio spaziale Inaf “Optical Payload Systems” durante le calibrazioni del telescopio e degli Sps. Crediti: Inaf
«Il nostro interesse nella missione è soprattutto scientifico», precisa Fineschi. «L’Inaf ha realizzato filtri a banda spettrale molto stretta che il telescopio Aspiics utilizzerà per l’osservazione del plasma ionizzato della corona e delle tempeste solari la cui comprensione è rilevante nella meteorologia spaziale». Il coinvolgimento dei ricercatori dell’Inaf nella missione è stato fondamentale anche nella fase di calibrazione dello strumento, presso il Laboratorio spaziale “Optical Payloads System”, e continuerà anche dopo il lancio: il gruppo dell’Inaf di Torino è infatti parte del Science Working Team di Proba-3.