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BepiColombo verso Mercurio

BepiColombo verso Mercurio

Il razzo vettore europeo Ariane 5 ha messo in orbita alle 3:45 notturne (ora italiana) di sabato 20 ottobre le due sonde unite della missione BepiColombo che ha come obiettivo l’esplorazione e lo studio del pianeta Mercurio. Il lanciatore si è sollevato dalla piattaforma nel centro spaziale europeo di Kourou in Guyana Francese, immettendo con estrema precisione e nei tempi stabiliti il prezioso carico utile, frutto della collaborazione tra l’Agenzia Spaziale Europea e quella giapponese Jaxa. Il rispetto della traiettoria è più che mai decisivo in una missione complessa e articolata come BepiColombo, che giungerà a destinazione nel dicembre 2025, combinando propulsione ionica e chimica ma soprattutto facendo ricordo a numerose spinte gravitazionali durante il lungo percorso: la sonda effettuerà, infatti, un flyby (volo ravvicinato) attorno della Terra, due attorno a Venere e sei attorno Mercurio prima di effettuare le manovre di frenata e posizionamento orbitale intorno al pianeta più vicino al Sole. La missione è composta da due sonde complementari che volano unite tra loro con l’obiettivo di svelare i più profondi segreti di Mercurio, il pianeta più vicino al Sole e tra i meno esplorati nel Sistema Solare. Dopo Mariner 10 e MESSENGER, entrambe missioni della NASA, saranno l’Europa e il Giappone a fare il grande passo verso il cosiddetto “pianeta degli estremi”. La denominazione della missione è un omaggio a Giuseppe Colombo, matematico, fisico, astronomo e ingegnere padovano, soprannominato il “Meccanico del cielo”,

Le sonde sono l’europea Mercury Planetary Orbiter (MPO), che avvicinandosi a Mercurio avrà il compito di analizzarne la superficie e la composizione, e la giapponese Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), che avrà lo scopo di studiare in dettaglio l’ambiente magnetico di Mercurio, l’interazione del pianeta con il vento solare e la chimica della sua impalpabile esosfera. L’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) ha realizzato 4 dei 16 strumenti/esperimenti a bordo dei due orbiter, grazie al contributo della comunità scientifica italiana, tra cui i ricercatori dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e un gruppo dell’Università “La Sapienza” di Roma. Su MPO sono imbarcati gli strumenti italiani: l’accelerometro ISA, i rilevatori di particelle SERENA e la suite SIMBIO-SYS composta da tre strumenti ottici, mentre il quarto, il trasponder MORE che misurerà i segnali di onde elettromagnetiche in banda Ka che saranno inviati dal trasponder a terra e viceversa.  Il contributo italiano si amplia anche con la partecipazione allo strumento francese PHEBUS, spettrometro dedicato all’indagine della composizione e della dinamica dell’esosfera di Mercurio. La partecipazione è regolata da un accordo bilaterale ASI-CNES e riguarda le attività di calibrazione mirate a definire un modello radiometrico completo dello strumento svolte dal team del CNR e Università di Padova.

BepiColombo è la quinta missione Cornerstone del programma Horizon 2000+ dell’Agenzia Spaziale Europea. L’industria italiana ha collaborato alla realizzazione della missione, in particolare Leonardo e Thales Alenia Space, che è stata il subcontraente principale del satellite (costruito da Airbus Defence and Space in qualità di prime contractor) guidando le 35 aziende europee coinvolte. In particolare, Thales Alenia Space è responsabile dei sistemi di telecomunicazione, controllo termico, distribuzione della potenza elettrica, della integrazione e prove del satellite completo e del supporto alla campagna di lancio. L’azienda ha sviluppato, inoltre, il Deep Space Transponder – trasponditore in banda X e Ka, i computers di bordo, la memoria di massa e l’antenna ad alto guadagno. Per conto dell’Agenzia Spaziale Italiana Thales Alenia Space ha inoltre sviluppato l’esperimento di Radioscienza More e l’accelerometro ISA.

La peculiarità di BepiColombo è quello di sviluppare particolari tecnologie per le alte temperature: infatti la distanza Mercurio-Sole è poco meno di 1/3 della distanza Terra-Sole e si stima che la radiazione solare in orbita intorno a Mercurio sia 10 volte più intensa di quelli in orbita intorno alla Terra. Per arrivare su Mercurio, la sonda – nella parte esposta al Sole – sopporterà temperature superiori a 300°C, con escursioni sul riflettore dell’antenna a 400°C e oltre, mentre all’interno del modulo MPO gli strumenti potranno operare a temperature molto meno severe, da 0°C a 40°C. E’ stato quindi necessario sviluppare materiali e dispositivi ad hoc per tutti gli elementi esposti quali le coperte termiche, le antenne, le celle solari e per i relativi meccanismi di puntamento. Il Trasponditore costituisce una sostanziale innovazione della linea di apparati di radio-comunicazione per lo Spazio Profondo. L’Antenna ad alto guadagno (interamente sviluppata da Thales Alenia Space in Italia) si caratterizza per le elevatissime prestazioni, indispensabili per affrontare le severe condizioni ambientali di Mercurio. Si tratta di una evoluzione dell’antenna realizzata per la nota missione Cassini-Huygens per lo studio di Saturno.

Roberto Battiston presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana, sottolinea il contributo della comunità scientifica e dell’industria aerospaziale del nostro Paese a una missione tra le più affascinanti di sempre perché ci porta ad esplorare Mercurio, un pianeta estremo di cui conosciamo ancora poco, difficile da raggiungere ma importantissimo dal punto di vista della planetologia per capire l’origine e l’evoluzione del nostro Sistema Solare. Nichi D’Amico, presidente dell’INAF, commenta con soddisfazione il coinvolgimento di numerosi ricercatori del nostro istituto dimostra che l’Italia è al centro dell’astrofisica mondiale, anche nelle missioni spaziali. Scienziati e ingegneri dell’INAF saranno in prima linea anche nei prossimi anni, quando arriveranno i primi dati riguardanti Mercurio.

Rientro d’emergenza per Soyuz MS-10

Rientro d’emergenza per Soyuz MS-10

L’astronauta americano Nick Hague e il cosmonauta russo Alexey Ovchinin, decollati alle 10:40 ora italiana di giovedì 11 ottobre dal cosmodromo di Baikonur in Kazakistan a bordo della navicella Soyuz MS-10 diretta alla Stazione Spaziale Internazionale, sono stati costretti a un atterraggio di emergenza dopo il malfunzionamento del secondo stadio del razzo vettore verificatosi dopo la separazione del primo stadio. Un calo di spinta che ha fatto abortire la missione e messo in atto la procedura prevista, mai adottata nella storia dei lanci della Soyuz verso la stazione spaziale che aveva registrato sempre il 100 per cento di successo. Il rientro è avvenuto con quello che viene definito “atterraggio balistico” della navicella. Nick Hague e Alexey Ovchinin, dichiarati in buone condizioni e rimasti sempre in contatto con il centro di controllo della missione, sono stati raggiunti dalle squadre di soccorso per essere recuperati e trasportati al Centro di addestramento per i cosmonauti Gagarin alla Città delle Stelle, a circa 20 km da Mosca. NASA e Roscosmos, le agenzie spaziali americana e russa, stanno monitorando la situazione e acquisendo i dati telemetrici che dovranno consentire di stabilire le cause dell’incidente. I due occupanti della capsula non sono stati mai in reale pericolo, avendo messo in atto la procedura di emergenza. Tuttavia, quanto accaduto è da classificare incidente grave e costringerà a rivedere il programma dei lanci verso la stazione spaziale internazionale, a bordo della quale si trovano l’astronauta dell’ESA Alexander Gerst, che conduce la missione Horizons, l’americana Serena Auñón-Chancellor e il comandante Sergej Prokopyev di Roscosmos. La navicella Soyuz è al momento l’unico veicolo in grado di trasferire astronauti sul complesso orbitale, dal momento che Cst-100 Starliner della Boeing e Crew Dragon della SpaceX cominceranno a volare solo nel 2019 e richiedono voli di qualifica. La versione più recente, il modello MS su cui viaggiavano Nick Hague e Alexey Ovchinin, è composta da modulo orbitale, caspula di rientro e modulo di servizio e consente la permanenza a bordo fino a 30 giorni. L’apertura dell’inchiesta e lo stop momentaneo dei lanci costringerò a rivedere i programmi. Potrebbe accusare un ritardo anche ma missione di lunga durata Beyond di Luca Parmitano, annunciata per maggio 2019, quando il nostro astronauta ricoprirà il ruolo di comandante della stazione spaziale.

 

Ariane 5 a quota 100

Ariane 5 a quota 100

Il razzo vettore europeo Ariane 5 ha compiuto la sua centesima missione, VA243, che corrisponde al 300esimo volo di un lanciatore della famiglia Arianespace, il consorzio nato nel 1980 e forte della più alta percentuale di affidabilità. Dopo uno stop del countdown, quando mancava poco più di un minuto alla partenza (inizialmente prevista alle 18:53 ora locale – le 23:53 ora italiana), Ariane 5 si è sollevato dalla piattaforma ELA-3 dello spazioporto europeo di Kourou nella Guyana Francese alle 19:38 ora locale (le 00:38 ora italiana), spinto dal potente motore criogenico Vulcain, che brucia in dieci minuti la miscela di 130 tonnellate di ossigeno liquido e 25 di idrogeno liquido ma si limita a contribuire all’8% della propulsione nella fase iniziale, quando funzionano i due razzi-vettori laterali, i booster (EAP, Etage d’Acceleration à Poudre) sviluppati e realizzati da Avio, ciascuno dei quali brucia in poco più di due minuti 240 tonnellate di propellente solido: perclorato di ammoniaca (68%) che funzione da ossidante, polvere di alluminio (18%), con funzione di riducente e polibutadiene (14%) che funge da legante e catalizzatore. I due booster di Avio garantiscono non solo la spinta iniziale, ma anche la corretta traiettoria balistica del vettore, essendo dotati di ugello mobile, che serve a comandare la direzione di salita di Ariane 5, potendosi inclinare di circa 6 gradi e mezzo intorno alla verticale. Dopo circa 130 secondi da lancio, a una quota di circa 55 chilometri, i due propulsori di Avio vengono sganciati dallo stadio principale e ricadono nell’Oceano Atlantico al largo di Kourou.

La centesima missione di Ariane 5 è un traguardo storico ma anche un successo dell’industria aerospaziale e dei sistemi di propulsione italiani. Alto 30,5 metri, con un diametro di 5,4 metri e una massa a pieno carico di circa 170 tonnellate, Ariane 5 ha trasferito in orbita geostazionaria due satelliti per telecomunicazioni Horizons 3e e Azerspace-2/Intelsat 38 per un peso totale di 10 tonnellate. La missione è stata completata 42 minuti dopo il lancio. Il primo satellite a essere rilasciato è stato Horizons 3e 28 minuti dopo il decollo; dopo altri 14 minuti è stata la volta di Azerspace-2/Intelsat 38. Per entrambi i satelliti la vita operativa prevista è di 15 anni. Nei cento lanci di Ariane 5 sono stati messi in orbita 207 satelliti.

Elon Musk e l’arte in orbita

Elon Musk e l’arte in orbita

Se Elon Musk fa i conti con la borsa per la quotazione di Tesla, il suo ambizioso programma spaziale non si arresta. Il prossimo 10 settembre il Falcon 9 di SpaceX decollerà dalla piattaforma di lancio SLC-40 a Cape Canaveral per portare in orbita il satellite per telecomunicazioni Telstar 18 Vantage, che fornirà servizi in banda Ku e Ka per la regione asiatica. Previsto, come sempre, il rientro a terra e l’atterraggio in verticale del primo stadio del vettore, destinato al riutilizzo. Poi Elon Mask si dedicherà a un altro progetto originale, dopo quello che ha visto mettere in orbita una Tesla Roadster con a bordo un manichino pilota. Si tratta del progetto Orbital Reflector, che regalerà e renderà visibile al mondo terrestre per tre settimane la prima scultura spaziale, opera dell’artista americano Trevor Paglen. Si tratta di una struttura in materiale leggerissimo, assimilabile al mylar, e soprattutto riflettente, che sarà contenuta in un CubeSat lanciato a bordo del Falcon 9 a fine ottobre dalla base spaziale dell’US Air Force di Vandenberg in California. Una volta raggiunta la quota di 575 km, il CubeSat rilascerà il suo contenuto che comincerà a dispiegarsi gonfiandosi lentamente per circa 10 ore, apparendo alla fine come una enorme vela, lunga trenta metri e ampia un metro e mezzo, dimensioni tali da renderla visibile a occhio nudo, grazie al suo potere riflettente. Orbital Reflector è destinata a rientrare e bruciare in atmosfera.

Non è la prima volta che Trevor Paglen ci cimenta nell’arte spaziale. La sua prima opera d’arte inviata in orbita è stata “The Last Pictures“, una collezione di 100 immagini che racchiudono la storia dell’umanità, che si trova a bordo del satellite geostazionario per telecomunicazioni EchoStar XVI. In precedenza, i russi hanno provato a impiegare materiale riflettente ma a scopi scientifici. Negli anni ’90, all’epoca della stazione spaziale Mir, venne avviato il progetto “Znamya”, basato su una serie di specchi orbitali studiati per catturare l’energia solare e trasmetterla sulla terra sottoforma di microonde. Ma il progetto fu abbandonato. Recentemente un gruppo di ricerca che fa capo alla Moscow State University of Mechanical Engineering ha effettuato un test in orbita utilizzando un tetraedro, anch’esso formato da materiale riflettente, che avrebbe dovuto provare la possibilità di agganciare e accompagnare nel rientro in atmosfera i grandi satelliti giunti a fine vita operativa, tenendoli per più tempo a contatto con gli altri strati e favorendone la disgregazione. Ma il “Mayak” (com’era ribattezzato) non riuscì a dispiegarsi e non è mai potuto apparire nella sua lucentezza.

Dodicesimo successo di Vega

Dodicesimo successo di Vega

Il meteo nel cielo della Guyana Francese non ha tradito le aspettative, permettendo ai tecnici di Arianespace di lanciare regolarmente, mercoledì 22 agosto, il razzo vettore Vega con il satellite europeo Aeolus, dopo un rinvio di 24 ore a causa di forti venti in quota nella giornata di martedì 21. Vega si è distaccato dalla rampa dello spazioporto europeo di Kourou alle 23:20 ora italiana, realizzando la sua dodicesima missione. A salutarne il successo, insieme al presidente dell’ASI, Roberto Battiston, ai rappresentanti dell’Agenzia Spaziale Europea e all’ amministratore delegato di Avio, Giulio Ranzo, c’era anche Samantha Cristoforetti, l’astronauta italiana dell’ESA protagonista della missione di lunga durata Futura a bordo della stazione spaziale internazionale, madrina di eccezione nella sala di controllo dove un’altra donna, la francese Fleur Lefevre, ha diretto le operazioni di lancio. Vega, il lanciatore europeo progettato, sviluppato e realizzato in Italia da Avio, ha concluso con successo la sua prima missione del 2018 posizionando correttamente in orbita il satellite dell’ESA Aeolus. Si tratta della dodicesima missione consecutiva di successo per Vega, dal suo viaggio inaugurale nel febbraio del 2012. Il lanciatore europeo conferma la sua la grande affidabilità nel settore dei lanciatori spaziali: è la prima volta, infatti, che un nuovo lanciatore esegue i primi 12 lanci dall’esordio senza alcuna anomalia. Aeolus fornirà profili del vento su scala globale: grazie ad un potente laser, il satellite permetterà di migliorare la nostra conoscenza delle dinamiche e dei processi tropicali relativamente alle variazioni climatiche e, soprattutto, di migliorare e rendere ancora più affidabili le previsioni meteorologiche.
Avio ha confermato che nel 2019 sarà disponibile Vega C, la nuova e più performante versione del lanciatore con una capacità di oltre il 60% superiore a quella di Vega. Nel 2019 sarà disponibile anche il nuovo SSMS (Small Spacecraft Mission Service), un adattatore e dispenser che permetterà di portare in orbita contemporaneamente fino a 30 satelliti di piccole dimensioni con Vega/Vega C, garantendo così accesso allo Spazio a prezzi competitivi anche a questa fascia di mercato. Nel frattempo Avio sta già lavorando per il 2024 ad una ulteriore evoluzione denominata Vega E che consentirà di incrementare ulteriormente la capacità di carico e la competitività di costo.

(credit: CNES-Arianespace)

Parker Solar Probe in viaggio

Parker Solar Probe in viaggio

La sonda Parker Solar Probe della Nasa è partita da Cape Canaveral alle 9:31 (ora italiana) di domenica 12 agosto nell’ogiva del razzo Delta IV Heavy. Il rinvio di 24 ore del lancio, dovuto a problemi legati alla pressione dell’elio che alimenta i motori, non influenzerà il programma della missione che porterà il veicolo, progettato per studiare il Sole da vicino come mai prima d’ora, a soli 6 milioni di km dalla nostra stella. Una distanza estrema per le altissime temperature che si sviluppano, fino a due milioni di gradi, ma indispensabile per riuscire a studiare la corona, la parte più esterna dell’atmosfera solare.
Parker Solar Probe, che pesa 635 kg, ha dovuto ricorrere alla spinta del più potente lanciatore attualmente disponibile e lascerà la Terra a una velocità di 85.000 chilometri all’ora. La sua missione è destinata a durare sette anni, periodo che la vedrà avvicinarsi progressivamente al Sole effettuando il primo flyby del viaggio interplanetario il 28 settembre, quando sfiorerà Venere per ottenere una spinta gravitazionale per poi raggiungere il 1 novembre il primo perielio, il punto più vicino della prima delle 24 orbite previste attorno al Sole, una ogni 88 giorni, fino a giugno 2025. Nel corso delle ultime orbite, alla minima distanza dal Sole, la sonda Parker Solar Probe toccherà i 200 km al secondo, quasi 690.000 chilometri all’ora. A bordo quattro strumenti principali: Fields, progettato per la misurazione dei campi elettrico e magnetico dell’atmosfera e del vento solare; Wispr, la camera che riprenderà le immagini delle eruzioni nella corona solare; Sweap (Solar Wind Electrons Alphas and Protons investigation) che misurerà velocità e temperatura delle particelle sprigionate dal Sole; Is-is (Integrated Science Investigation of the Sun) seguirà il moto delle particelle. A proteggere la struttura della sonda, intitolata all’astrofisico Eugene Parker che per primo teorizzò l’esistenza del vento solare, e la strumentazione di bordo uno scudo termico avanzato, basato su un avvolgimento di carbonio ad altissima resistenza. Gli strumenti di bordo cattureranno i dati necessari a spiegare la differenza di temperatura, inspiegabile per le nostre conoscenze termodinamiche, che si registra tra la superficie della nostra stella, 6.000 gradi, e la corona che raggiunge i due milioni di gradi. L’energia che si sprigiona nella corona solare è comparabile a centinaia di milioni di bombe all’idrogeno, ma durante le tempeste periodiche il valore equivalente è di miliardi di ordigni atomici. L’attenzione si concentra soprattutto sulle tempeste che, oltre a produrre danni ai satelliti e blackout nelle telecomunicazioni terrestri, possono esporre a forti radiazioni gli astronauti. E le informazioni saranno utili e faranno da apripista anche alla missione congiunta ESA/NASA Solar Orbiter, destinata a partire nel 2019 con l’obiettivo di porre le basi per le previsioni meteo spaziali.