La sonda Solar Probe Plus : un Icaro del 21° secolo

Questa volta i tecnici della NASA hanno decisamente pensato in grande con una lungimiranza notevole, tanto che sembra di leggere la trama di un film di fantascienza, almeno per quello che riguarda le date dei vari eventi che si succederanno…

disegno schematico della sonda

disegno schematico della sonda

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L’audace piano da parte della NASA di visitare da vicino il Sole, ha compiuto in questi giorni un enorme balzo in avanti, grazie alla scelta di cinque missioni scientifiche che la sonda Solar Probe Plus (SPP) effettuerà.

La piccola sonda, che avrà appena le dimensioni di un’automobile, si tufferà direttamente nell’atmosfera del Sole, con lo scopo di risolvere alcuni dei più grandi misteri della fisica solare. L’annuncio che è stato dato proprio in questi giorni sta a significare che i ricercatori possono iniziare a costruire i sensori per le misurazioni in situ ed assolutamente senza precedenti, fino a raggiungere le frontiere più interne del Sistema Solare. (ndr: sembra di vedere un film di Star Trek…)

“La sonda SPP andrà dove nessun’altra sonda è mai andata” dice Lika Guhathakurta, scienziata del team SPP della NASA “Per la prima volta potremo toccare, assaggiare e annusare il Sole”.

ecco il logo della missione SPP

ecco il logo della missione SPP

L’anno scorso la NASA ha invitato tutti i migliori ricercatori del mondo ad inviare le proposte di investigazioni scientifiche che questa sonda pionieristica effettuerà. Sono state ricevute 13 proposte, tra le quali ne sono state scelte 5.

SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas and Protons) Le particelle più abbondanti del vento solare sono gli elettroni, i protoni e gli ioni di elio. SWEAP conterà queste particelle e ne misurerà le proprietà, letteralmente spazzandone (in inglese sweep) parte di queste in un apposito contenitore per poter effettuare un’analisi diretta. Responsabile dell’esperimento è Justin Kasper dello Smithsonian Astrophysical Observatory nel Massachusetts.

WISPR (Wide-field Imager for Solar Probe Plus) è un telescopio che riprenderà immagini 3D dell’atmosfera solare, quasi effettuando una TAC al Sole. WISPR potrà effettivamente vedere il vento solare, potendo riprendere immagini di nubi e onde d’urto quando si avvicineranno alla sonda e successivamente la oltrepasseranno. Questo telescopio sarà un complemento importantissimo alla strumentazione di bordo, che raccoglierà campioni del plasma che viceversa il WISPR stesso avrà fotografato. Responsabile dell’esperimento è Russel Howard del Naval Research Laboratory a Washington

FIELDS (Fields Investigation for Solar Probe Plus) questo strumento effettuerà misurazioni dirette dei campi (fields in inglese) magnetici ed elettrici, delle emissioni radio e delle onde d’urto che fluiscono attraverso il plasma atmosferico solare. FIELD trasformerà la SPP in un gigantesco rivelatore di polvere, registrando le variazioni di tensione indotte a causa della presenza di polvere che colpisce l’antenna della sonda. Responsabile dell’esperimento è Stuart Bale della University of California di Berkeley.

ISIS (Integrated Science Investigation of the Sun) sarà formato da due strumenti (EPI-Hi e EPI-Lo) che monitoreranno gli elettroni, i protoni e gli ioni che vengono accelerati ad alte energie da parte di onde d’urto dell’atmosfera solare: sono proprio queste le particelle che rappresentano una minaccia per gli astronauti nello spazio e che di tanto in tanto disabilitano i satelliti artificiali e ionizzano gli strati superiori dell’atmosfera della Terra.

Solar Probe Observatory Scientist: più che la proposta di uno strumento è la designazione di una figura professionale, nella persona di Marco Velli, che dunque è l’Observatory Scientist della missione: negli anni a venire studierà a fondo e conoscerà a menadito la sonda e la sua costruzione ed avrà il compito principale di assicurare che gli strumenti di bordo non interferiscano tra loro al momento dello studio dell’ambiente solare. Sarà poi responsabile del progetto dal momento in cui la sonda entrerà nell’atmosfera del Sole.

“I sensori che abbiamo scelto da posizionare a bordo della sonda sono progettati per risolvere alcuni dei più grandi misteri della fisica solare” dice Dick Fisher, della Heliophysics Division della NASA a Washington: Perché l’atmosfera solare è così tanto più calda della sua superficie? E chi alimenta il vento solare? “Stiamo combattendo con queste domande da decenni” aggiunge Fischer “e la SPP dovrebbe darci qualche risposta”.

La sonda SPP sicuramente incontrerà nuovi misteri, all’interno di un regno dove nessun’altra sonda ha mai osato spingersi: alla sua distanza minima, la SPP si troverà ad appena 7 milioni di km (9 raggi) dal Sole. A tale distanza, lo scudo termico, formato da composti del carbonio, dovrà resistere a temperature di 2000°C e dovrà sopravvivere ad esplosioni di radiazione che invece disabiliterebbero all’istante altre missioni. A questa distanza dall’atmosfera solare, il disco solare avrà un diametro di ben 23 volte quello a cui siamo abituati sulla terra!

“Che cosa troveremo laggiù?” si domanda Guhathakurta “E’ davvero un territorio completamente inesplorato”. Per progetto, tutti gli strumenti prescelti saranno sufficientemente versatili per investigare un ampio raggio di fenomeni: qualunque cosa accada, sia essa elettrica o magnetica, ad alta o bassa energia, ondosa o turbolenta, gli strumenti saranno in grado di misurarla.

“Le possibilità di nuove scoperte sono infinite”, conclude la scienziata.

Articolo in lingua originale

Qualche dettaglio aggiuntivo sulla missione

La sonda raggiungerà una distanza minima dal Sole (un perielio di quasi 6 milioni di km, ben all’interno dell’orbita di Mercurio), otto volte più vicina al Sole di qualunque altra missione precedente.

la complessa traiettoria che la sonda percorrerà nel suo viaggio

la complessa traiettoria che la sonda percorrerà nel suo viaggio

Per raggiungere questa piccola distanza dal Sole, la sonda utilizzerà per ben 7 volte un gravity assist (GA) da parte del pianeta Venere, la cui gravità permetterà alla sonda di schiacciare la sua orbita ellittica, che nel punto più lontano (l’afelio) toccherà i 108 milioni di Km (all’incirca la distanza di Venere dal Sole), con un’orbita inclinata di 3.4° rispetto al piano dell’eclittica ed avrà un periodo orbitale pari ad 88 giorni (che è praticamente proprio il periodo orbitale di Mercurio).

L’arrivo al primo perielio avverrà dopo 3 mesi dal lancio, mentre il perielio minimo si raggiungerà solo dopo 6 anni, per una durata totale della missione di quasi 7 anni.

La sonda peserà 610 kg e sarà lanciata da un razzo vettore Atlas V551.

la complessa traiettoria che la sonda percorrerà nel suo viaggio

Roadmap di SPP

La missione prevede 24 orbite intorno al Sole (ogni volta in progressivo avvicinamento) per arrivare circa 7 volte più vicina della minima distanza raggiunta dalla sonda Helios. Al suo massimo avvicinamento la sonda SPP sfreccerà ad una velocità di circa 725000 km/h, così veloce da coprire la distanza tra Filadelfia e Washington in appena un secondo!

La sonda raggiungerà Venere a meno di due mesi dal lancio e dopo appena un mese già comincerà a raccogliere dati scientifici sul Sole. Nel punto più vicino della sua orbita, come detto, la sonda dovrà sopportare una temperatura di ben 2000°C, mentre all’interno della sonda stessa la strumentazione si troverà ad una confortevole temperatura ambiente!

Vediamo ora un po’ di date. All’inizio parlavo di lungimiranza e di fantascienza: giudicate un po’ voi!

Non ho ancora parlato del lancio: avverrà il 30 luglio 2018 ed i 7 gravity assist con Venere avverranno più o meno uno all’anno fino al 2024, mentre il primo perielio verrà raggiunto il 19 dicembre 2024!

Quasi non ci rendiamo conto che si parla di ben 14 anni da adesso, con il 2024 che è ben 9 anni più in là nel tempo rispetto alla data in cui la sonda New Horizons raggiungerà il suo obiettivo, il pianeta nano Plutone, sfrecciandogli accanto dopo un viaggio iniziato nel 2006…

Sembra davvero fantascienza, ma non lo è…

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11 Commenti

  1. Ma è possibile che nel 2024 la tecnologia della sonda sia già obsoleta e che alcune delle cose che va a fare siano già state fatte dalla terra?

  2. Beh, che dire, una missione pensata proprio in grande…!
    Avevo letto che un altra opzione presa in considerazione e poi scartata a favore della SPS trattava di far direttamente scendere una sonda sulla superficie…! 😯
    Una cosa però non mi è chiara, al termine della missione la sonda che fine farà? Sischianterà sul sole, vagherà nello spazio o verrà faticosamente portata a terra?!
    Grazie,
    Ivan

  3. Maròòòòò…e di che sarà fatta sta sonda per non fondere?? L’acciaio fonde + o meno a 1400 se non ricordo male…qui siamo a 2000!

    P.S. Mi sa che l’acronimo di FIELDS non c’azzecca molto… ❓

  4. @Blaine

    sicuramente si disintegrerà piano piano avvicinandosi sempre più al sole…fin quando le sue polveri collasseranno proprio in esso! Missione suicida…

  5. wow ! incredibile ! non sapevo che cera una missione per plutone già in corso !

  6. A proposito del Sole, piccolo OT: ho letto da qualche parte che ci potrebbe essere un pianeta, di dimensioni a livello di un asteroide, quindi piccolissimo, in un orbita molto più vicina di Mercurio… è possibile?

  7. rispondo telegraficamente a tutti!
    @Filippo: non c’è niente di meglio di un’analisi in loco rispetto a qualcosa ottenibile a 150milioni di km di distanza! Anche se la tecnologia lo consentirà…

    @Blaine: probabilmente verrà diretta verso il Sole e non farà nemmeno in tempo ad avvicinarsi più di tanto. Di solito le sonde divenute inutilizzabili vengono fatte schiantare per evitare potenziali problemi futuri.

    @Lampo: hai ragione, ma non è la prima volta che alla NASA usano acronimi “adattivi” (come i telescopi!!), assonanti oppure gradevoli (per loro!)

    @marco d.: sei poco attento! 😉 corri subito a leggere il mio articolo sulla sonda New Horizons!! 😎

    @Moreno: parecchio tempo fa si era ipotizzata la presenza di un pianeta all’interno dell’orbita di Mercurio, il teorizzato Vulcano (nulla a che vedere con Vulcan di Star Trek!), ma non è stato mai trovato: qualche asteroide, perciò di massa nettamente più piccola, prima o poi verrà scoperto in quella zona dello spazio!

  8. Maledizione !
    Con la mia età e con tutti gli acciacchi che mi ritrovo mi tocca di far di tutto per campare fin dopo il 2024 !

  9. Leggendo ho avuto l’impressione che effettivamente i tempi tra preparazione lancio e operatività (sicuramente anche a causa dei costi),sono ancora piuttosto lunghi..spero che con il passare degli anni e acquisendo nuove tecnologie questi tempi si dimezzino notevolmente e che le missioni diano risultati soddisfacenti 😉

  10. @Simo
    la tua speranza è anche la mia , la nostra, di tutti noi appassionati di spazio!
    In questo caso la NASA ha fatto sapere con largo anticipo i suoi propositi e la pianificazione temporale di questa splendida sonda.
    Per le altre missioni così non è stato, ma magari solo perche allora non esisteva così incombente la presenza di internet e delle sue possibilità!
    Oppure le informazioni non erano state fornite così nel dettaglio, ma bisognava per forza di cose andarsele a cercare in un enorme pagliaio! 😀

  11. Comunque veramente…a pensare ai tempi di lavoro presso la NASA (il responsabile dovrà fare quel mestiere fino al 2024)ti vien proprio da dire che è un altro mondo!
    Fantastico anche solo per lo sforzo organizzativo..