La stagione delle Eclissi di Sole della sonda SDO

Il trafiletto, accompagnato da una stupenda foto del Sole ripreso nell’UV, ma inusualmente eclissato, riportava quanto segue.

“Due volte l’anno, intorno al periodo degli equinozi, la Terra passa direttamente tra il Sole e la sonda SDO, producendo un’eclissi di Sole (ndr, ogni giorno!) per il punto di osservazione privilegiato della sonda spaziale. Questa stagione di eclissi autunnali è iniziata oggi, il 6 settembre e già si è verificato un blackout parziale del Sole.

Durante l’eclissi (centrata alle 7 TU) la Terra ha ricoperto circa la metà del Sole. Dal momento che queste eclissi durano pochi minuti, rimane alla sonda SDO tantissimo tempo durante il giorno per monitorare l’attività del Sole. Questo osservatorio orbitale non si perderà molto del Sole nemmeno durante le eclissi Totali. La stagione di eclissi autunnali terminerà il 26 settembre. Nel frattempo restate sintonizzati per vedere dei rari blackout“.

Dal sito della NASA ho tratto questo filmato in cui si osserva la prima eclissi della serie, parziale, avvenuta il 6 settembre:

[wposflv src=http://www.astronomia.com/wp-content/uploads/2012/09/SDO_is_GO.flv previewimage=http://www.astronomia.com/wp-content/uploads/2012/09/sole.jpg]

Osservatela attentamente, anche più volte… Non notate un comportamento strano dell’ombra della Terra sul Sole? Non vi sembra che il moto dell’ombra sia non lineare? Il filmato è ovviamente corretto: più avanti vedremo il perché di questo comportamento, assolutamente imprevedibile…

Finora non avevo mai parlato diffusamente della sonda SDO, se non per segnalare ogni tanto (soprattutto su FaceBook) le stupende riprese di eventi solari (CME, Coronal Mass Ejection), Solar Flares, Coronal Holes, protuberanze solari ed altri eventi magnetici che avvengono sulla nostra stella vicina.

Di questi eventi (soprattutto i più potenti) ogni tanto si occupano anche i mass media, enfatizzando come sempre l’aspetto catastrofico: si tratta di eventi che si succedono su tutta la superficie del Sole quotidianamente, manifestando il fatto che il Sole è ben attivo, nonostante la lunga latitanza di macchie solari che recentemente avevano fatto gridare (sempre la stampa catastrofista) a chissà quali eventi fatali per la razza umana. In realtà le macchie sono solo uno degli aspetti visibili del Sole (non a caso nel “visibile”), mentre nell’UV e nell’IR si hanno ben altre manifestazioni, ben più maestose: oramai gli scienziati che studiano il Sole non basano più il suo stato sul numero di $macchie solari$, ma sulla miriade di dati che la sonda SDO (ed altre sorelle) forniscono istante per istante. E’ come se i meteorologi basassero le previsioni del tempo solamente sulla presenza di nuvole nel cielo…

La sonda SDO

Conosciamo un po’ meglio e brevemente questa sonda, lanciata nel febbraio 2010 dalla NASA per monitorare costantemente il Sole e posizionata in un’orbita alquanto inconsueta intorno alla Terra: per osservare istante per istante il nostro Sole avrebbero potuto inserirla in un’orbita simile a quella della Terra, con periodo pari ad un anno, ma il problema principale sarebbe stato il costo e soprattutto la raccolta di dati sparati dalla sonda incessantemente.

Alla NASA hanno perciò optato per un’orbita geostazionaria, simile a quella dei vari satelliti per telecomunicazioni, militari e meteo, per avere la possibilità di puntare l’antenna di un radiotelescopio praticamente fissa in una direzione, così come si fa con la paraboletta per ricevere i programmi televisivi satellitari. La soluzione di posizionare la sonda sull’equatore (con un’orbita inclinata di 0°), adottata per i satelliti geostazionari però non poteva assolutamente funzionare per una sonda che deve monitorare costantemente il Sole: satelliti posti sullo zenit dell’equatore (a circa 36000 Km dalla superficie) entrano molto spesso nel cono d’ombra della Terra, ma questo fatto non ha assolutamente importanza ad esempio per chi deve trasmettere una partita di calcio nell’emisfero di competenza, mentre risulta deleterio per la SDO.

La sonda SDO è stata perciò posta in un’orbita geostazionaria anomala, inclinata di ben 28.5° sul piano dell’equatore terrestre, per poter comunque rimanere sempre in vista da parte della stazione di White Sands, nel New Mexico, il cui radiotelescopio ne raccoglie i dati, minimizzando a pochi minuti al giorno ed in brevi periodi dell’anno gli istanti deleteri di blackout nel monitoraggio del Sole.

I dati raccolti dai vari strumenti a bordo della sonda sono davvero tanti, una quantità mostruosa di informazioni trasmessa incessantemente dalla SDO verso Terra: stiamo parlando della bellezza di 150Mbit al secondo, per 24 ore al giorno, 7 giorni su 7, per un totale di circa 1.5 Terabyte al giorno.

Confesso di aver cercato in giro in internet ulteriori informazioni sull’orbita di questa sonda e sulle sue peculiarità nell’ambito della meccanica celeste, ma francamente non ho trovato nulla. Ma il fatto stesso che sto scrivendo questo articolo significa che ho trovato dati sufficienti a parlare di qualcosa di assolutamente nuovo. Ma vediamo cosa ho cercato e cosa ho trovato.

Innanzitutto esiste una serie di siti che indicano istante per istante dove si trova un satellite desiderato, proiettato sulla mappa terrestre di google: tra questi siti quello che mi piace particolarmente è Real time $satellite$ tracking, che si trova a questo indirizzo. Quello che non ho trovato è invece la posizione orbitale del $satellite$ intorno alla Terra: sappiamo che può essere visualizzata con quel prodigio della tecnologia che è il programma Celestia.

Tra le informazioni fornite dal sito di tracking, ci sono le cosiddette TLE (Two Line Set elements), fornite dal NORAD per ogni $satellite$ (aggiornandole quasi quotidianamente): queste informazioni vengono largamente utilizzate dagli osservatori e scienziati di tutto il mondo per calcolare le effemeridi dei satelliti artificiali di interesse. Si tratta di due righe contenenti dei numeri che rappresentano i parametri orbitali di un $satellite$, in forma codificata: ad esempio

Stellarium utilizza queste informazioni nel suo plugin “Satelliti“, mentre Celestia non li gestisce ancora in modo nativo. Ma grazie ad un tabellone Excel creato da uno dei programmatori di quest’ultimo è possibile trasformare tali dati in un formato comprensibile a Celestia per poter visualizzare in 3D, con un ottimo grado di precisione, l’orbita del $satellite$: e questa cosa Celestia la sa fare benissimo!

Ho perciò creato il file per l’SDO e nella pagina successiva ne vedremo l’utilizzo.