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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.

In volo sull’asteroide Bennu

In volo sull’asteroide Bennu

Osiris-Rex, terza missione del programma Nuove Frontiere della Nasa, che si pone l’obiettivo di prelevare dei campioni dall’asteroide Bennu e riportarli sulla Terra, si avvicina alla fase culminante del viaggio iniziato l’8 settembre 2016. Dopo avere trasmesso il 17 agosto 2018 le prime immagini dell’asteroide, riprese a una distanza di 2,2 milioni di km, quasi sei volte la distanza tra la Terra e la Luna, che ne mostrano il movimento rispetto alle stelle della costellazione del Serpente, la sonda si prepara all’avvicinamento finale previsto il 3 dicembre 2018. Una sfida esaltante, di cui hanno parlato a BergamoScienza tre scienziati italiani dell’Istituto Nazionale di Astrofisica coinvolti nel progetto. John Brucato, che lavora all’Osservatorio Astrofisico di Arcetri e si occupa di astrobiologia, fa parte anche del team della missione Exomars 2020; Elisabetta Dotto dell’Osservatorio Astronomico di Roma e Maurizio Pajola ricercatore dell’Osservatorio Astronomico di Padova con esperienze al JPL e al centro Ames della NASA. Va ricordato che un altro italiano, Dante Lauretta dell’Università di Tucson in Arizona, ricopre il ruolo di principal investigator.

Dopo i successi delle sonde giapponesi Hayabusa, la prima atterrata nel primo decennio sull’asteroide 25143 Itokawa e la seconda che nel settembre 2018 ha fatto posare due piccoli robot sulla superficie dell’asteroide Ryugu distante 300 milioni di chilometri dalla Terra, a sonda Osiris-Rex sarà il primo veicolo spaziale della NASA a visitare un un asteroide vicino alla Terra, ispezionarne la superficie, raccoglierne un campione e riportarlo in sicurezza sul nostro pianeta. Un’operazione la cui complessità è legata all’assenza di un significativo gradiente di gravità (Bennu ha un diametro di appena 500 metri) che consenta il classico ancoraggio in superficie. L’avvicinamento sarà progressivo e il prelievo del materiale superficiale avverrà in pochi secondi con una manovra di tipo aeronautica “touch and go”. La perlustrazione di questi mondi primordiali è fondamentale per conoscerne la composizione chimico-fisica e ricostruire la formazione del sistema solare. La sonda Rosetta, per esempio, ci ha rivelato come la cometa 67P possieda ben 28 unità geologiche. Il ritorno di Osiris-Rex è atteso nel 2023 con il suo prezioso carico che sarà distribuito tra vari laboratori nel mondo. Una parte dei campioni sarà conservata in attesa di strumenti di indagine più evoluti che potranno svelare la natura dell’asteroide. Un po’ come è successo per i campioni riportati sulla Terra dalle missioni Apollo e conservati sotto azoto e ancora oggetto di analisi.

La tabella di avvicinamento all’asteroide ne prevede lo studio attraverso gli strumenti scientifici e riprese fotografiche per rivelarne forma e caratteristiche superficiali. Dal 1° ottobre sono iniziate le manovre destinate a rallentare la velocità di Osiris-rex e permettere l’inserimento nell’orbita di Bennu intorno al Sole. Il piano di volo della sonda prevede una serie di flyby dei poli e dell’equatore di Bennu a distanze comprese tra i 7 e i 19 chilometri. Bennu sarà il più piccolo oggetto attorno al quale qualsiasi veicolo spaziale abbia mai orbitato. Una volta identificate le zone ideali per la raccolta dei campioni, il contatto con la superficie è previsto nel luglio 2020. Quindi, Osiris-Rex farà ritorno verso il nostro pianeta lanciando una capsula contenente i campioni destinata ad atterrare nel deserto dello Utah, nel settembre 2023.

(photo credit: NASA)

Luca Parmitano va “Oltre”

Luca Parmitano va “Oltre”

L’Agenzia Spaziale Europea ha reso noto il titolo della missione che sarà condotta dall’astronauta italiano Luca Parmitano nel 2019. L’annuncio è avvenuto nella sede dell’Esrin a Frascati, nel giorno del 38esimo compleanno di AstroLuca. La missione si chiamerà “Beyond”, ovvero “Oltre”, un chiaro riferimento a quanto attende Parmitano in termini di esperimenti e attività di ricerca fisiologica nella sua seconda missione a lungo termine a bordo della stazione spaziale internazionale, di cui assumerà il comando per un periodo di tre mesi, nel corso della seconda parte della missione, che condurrà insieme a Andrew Morgan della Nasa e Alexander Skvortsov di Roscosmos. Parmitano sarà il primo italiano al comando della ISS, il terzo degli astronauti europei. Nel corso della sua prima esperienza in orbita, Luca Parmitano ha effettuato sei ore e 7 minuti di attività extraveicolare, uscendo due volte, la seconda conclusasi con il rientro anticipato e precipitoso causa una perdita all’interno della tuta che inondò il casco di un litro e mezzo di acqua rischiando di farlo annegare. Proprio a questa esperienza, datata 16 luglio 2013, è dedicato il film-documentario EVA23 che l’Agenzia Spaziale Italiana ha deciso di proiettare nell’auditorium della propria sede a Roma, alla presenza del regista e produttore del film Marc Havican e dello stesso Luca Parmitano.

Il docufilm racconta come la difficile situazione potè risolversi grazie al sangue freddo di AstroLuca e al duro addestramento che ha seguito da militare prima e da astronauta poi, riuscì a gestire la situazione nel migliore dei modi e a rientrare nella ISS. EVA 23 è il racconto di una vicenda che spinge ad essere seguita per capire esattamente come andarono le cose durante quell’evento. Il 16 luglio 2013 Luca aveva in programma la seconda attività extraveicolare della missione “Volare”. Dopo circa 30 minuti l’acqua iniziò a riempire il casco pressurizzato, prima bagnandogli la nuca, poi arrivando alle orecchie, tanto da rendere difficoltoso sentire le comunicazioni del Centro di Controllo. Nel giro di pochi minuti arrivò a un livello tale da rischiare di impedire a Luca di respirare e di vedere attorno a lui. La spiegazione tecnica dell’accaduto fu inclusa in 222 pagine del rapporto ufficiale, in cui si legge che il problema fu originato da un guasto a una valvola meccanica, che impedì all’acqua di circolare correttamente convogliandola nel circuito dell’aria. Un problema che diede le prime avvisaglie già nella prima attività extraveicolare di Luca, la EVA 22 di qualche giorno prima, e che fu erroneamente imputato alla sacca di riserva dell’acqua. Rimpiazzata la sacca, l’astronauta riusò la tuta per la seconda volta. Nella EVA 23 non solo il problema si ripresentò, ma rischiò di costare la vita all’astronauta. In quei momenti drammatici nemmeno al centro di controllo si pensò a un guasto alla valvola, o al fatto che l’acqua in condizioni di assenza di peso avrebbe avvolto la testa dell’astronauta. La fisica dei liquidi nello Spazio, pure essendo nota, non fu applicata a quella particolare circostanza. Non sapendo come gestire l’emergenza, l’unico ordine che arrivò fu quello di rientrare nella ISS. Luca Parmitano comprese la gravità della situazione e fu capace di gestirla, tanto che la commissione d’indagine scrisse che “il comportamento lucido e pacato davanti all’allagamento del suo casco ha probabilmente salvato la vita dell’astronauta”. Gli errori che condussero all’incidente e alla sua gestione furono dovuti al fatto che non era mai accaduto nulla di simile in passato, e nessuno aveva messo in preventivo che sarebbe potuto accadere, tanto che non era mai stato simulato a Terra un guasto di questo tipo.

 

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.

 

Curiosity da 6 anni su Marte

Curiosity da 6 anni su Marte

Sesto anniversario dello sbarco su Marte per il rover Curiosity della NASA. Il suo arrivo sulla superficie del Pianeta Rosso è datato 6 agosto 2012. La sua missione, denominata Mars Science Laboratory, è iniziata con il lancio da Cape Canaveral, a bordo del razzo Atlas V 541, il 26 novembre 2011 con approdo finale dopo un viaggio di oltre otto mesi. Il suo arrivo è stato reso possibile da una manovra di discesa, durata 7 minuti, iniziata all’interno di una capsula e una velocità di caduta rallentata prima dal paracadute e poi, una volta sganciato dall’involucro, da un sistema di retrorazzi che ha consentito a Curiosity di posarsi al suolo nei pressi del cratere Gale. Lungo 3 metri e pesante sulla Terra 900 chili, percorre 30 metri ogni ora, una velocità che è pari a un terzo di quella massima che potrebbe raggiungere. In realtà, l’obiettivo del rover è l’esplorazione del suolo e dal Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, che controlla la missione, si sta attenti a non provocare danni che potrebbero danneggiarlo in modo irreparabile. Curiosity può superare ostacoli fino a 75 cm di altezza. Il 22 marzo 2018 Curiosity ha tagliato il traguardo dei 2mila giorni “marziani”, che corrispondono a 2054 terrestri. Durante i sei anni trascorsi su Marte, il rover ha raccolto le prove della presenza, in epoche remote, della presenza di acqua allo stato liquido, constatando le caratteristiche del terreno appartenuti a laghi ora asciutti. Curiosity, capace di reggere a una tempesta di sabbia che ha avvolto tutto il Pianeta Rosso, chiuderà a fine 2018 la seconda fase della sua missione e attende l’arrivo della missione Insight, prevista a novembre, in attesa del suo successore Mars 2020.

(image: NASA)