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Ripresi i viaggi verso la ISS

Ripresi i viaggi verso la ISS

A poco meno di due mesi dal lancio non riuscito della navetta spaziale russa Soyuz Ms-10, che l’11 ottobre 2018 fu costretta ad abortire la missione a causa di un malfunzionamento del sensore che segnala la separazione fra primo e secondo stadio, tre nuovi astronauti, a bordo della Soyuz Ms-11, hanno potuto raggiungere regolarmente la stazione spaziale internazionale sei ora dopo la partenza, avvenuta alle 12.30 ora italiana del 3 dicembre 2018 dal cosmodromo di Baikonur in Kazakhstan. L’americana Anne McClain della Nasa, il canadese David Saint-Jacques dell’Agenzia spaziale canadese e il russo Oleg Kononenko della Roscosmos hanno raggiunto sulla ISS il comandante Alexander Gerst dell’Esa, l’americana Serena Aunon-Chancellor e il russo Sergey Prokopyev, dando così inizio alla Spedizione 58/59. La navetta Soyuz Ms-11 h attraccato al modulo russo Poisk. Per compensare il ritardo dovuto all’insuccesso del lancio precedente, la durata delle missioni, è stata portata da sei a sei mesi e mezzo, per non rallentare il programma dei voli diretti alla Stazione Spaziale, a seguito dell’incidente. Per McClain e Saint-Jacques si tratta del debutto in orbita, mentre Kononenko è da considerarsi un veterano essendo alla quarta missione. I tre nuovi astronauti resteranno i soli occupanti della stazione spaziale il 20 dicembre prossimo, quando Gerst, Aunon-Chancellor e Prokopyev faranno ritorno sulla Terra.

Insight è su Marte

Insight è su Marte

La sonda Insight della NASA ha toccato il suolo di Marte alle 20:54 ora italiana, posando le tre gambe del modulo di discesa come previsto nella regione Elysium Planitia, prossima all’equatore marziano, portando a termine con successo il viaggio iniziato il 5 maggio 2018. Una missione segnata anche dal successo della tecnologia italiana: quella del sensore stellare progettato e costruito da Leonardo negli stabilimenti fiorentini di Campi Bisenzio, che ha guidato con la precisione necessaria l’intera navigazione per 458 milioni di chilometri, come dello strumento Larri, un sistema di microriflettori che serve a indicare la posizione del lander, sviluppato dall’Istituto nazionale di fisica nucleare con il supporto dell’Agenzia spaziale italiana. Senza contare che i segnali che tutto è andato bene sono stati raccolti dalla grande parabole del Sardinia Radar Telescope in Sardegna. Come in tutte le missioni che prevedono lo sbarco sulla superficie del Pianeta Rosso, anche quella di Insight ha tenuto con il fiato sospeso i tecnici del Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, sede del centro di controllo. Sette minuti di attesa, iniziati con la manovra che ha permesso di ridurre drasticamente la velocità d’ingresso nella tenue atmosfera marziana, di 19.800 chilometri orari, portandola con l’aiuto del paracadute e dei motori di frenata soli 8 km/h. La prima immagine trasmessa da Insight è risultata scopra, a causa della polvere sollevata dai retrorazzi e che ha ricoperto l’obiettivo. Un problema che impedirà di rimuovere le impurità e realizzare fotografie nitide della pianura in cui la sonda è atterrata. Il programma prevede, nel giro di qualche ora, il dispiegamento dei pannelli solari, che alimentano gli strumenti.  Anche l’Europa riveste un ruolo rilevante in questa missione avendo realizzato i due strumenti principali, il sismometro e il sensore termico. In particolare, l’agenzia spaziale francese Cnes e l’Institut de Physique du Globe di Parigi hanno fornito il sismometro, con contributi significativi del Max Planck Institute for Solar System Research in Germania, il Politecnico di Zurigo in Svizzera, e l’Imperial College e la Oxford University nel Regno Unito, oltre che dallo stesso Jpl. L’agenzia spaziale tedesca Dlr ha invece fornito la “talpa” con sensore termico, che permetterà di misurare la temperatura del sottosuolo fino a cinque metri di profondità, con contributi significativi dal Centro di ricerche spaziali dell’Accademie delle scienze polacca. Il Centro de Astrobiología spagnolo ha infine fornito i sensori per il vento. Ultima nota scientifica, il ruolo di gregari dei cubesat Mars Cube One, i due microsatelliti che hanno viaggiato e accompagnato la sonda Insight fino all’ingresso in atmosfera documentandone la discesa e l’arrivo al suolo attraverso la trasmissione dei dati giunti sulla Terra dopo 8 minuti, il tempo necessario a coprire l’attuale distanza con Marte pari a 146 milioni di chilometri.

 

 

I 20 anni della stazione spaziale

I 20 anni della stazione spaziale

Ventesimo compleanno per la stazione spaziale internazionale. Il 20 novembre 1998 andava in orbita il modulo russo Zarya, primo elemento del complesso orbitale per il cui assemblaggio sono state necessarie 42 missioni, per la maggior parte condotte, grazie alla sua capiente stiva, con lo Space Shuttle andato poi in pensione nel 2011, e per il resto con lanci eseguiti con i vettori russi da Bajkonur. L’anniversario è stato festeggiato da tutti gli attori che hanno dato vita al programma di permanenza umana continua in orbita terrestre: dalla Nasa alle agenzie spaziali europea, russa, canadese, giapponese e, naturalmente, italiana. Nell’auditorium dell’Asi a Tor Vergata la ricorrenza ha permesso di ripercorrere il ruolo preminente dell’Italia, sia nella partecipazione tecnologica e industriale, sia attraverso l’accordo bilaterale con la Nasa, e di presentare i sette esperimenti che saranno condotti dall’astronauta italiano dell’ESA Luca Parmitano nel corso della missione di lunga durata “Beyond”, programmata a luglio 2019. Cinque di questi esperimenti, al cui allestimento provvedono Argotec e Telespazio, sono finalizzati a misurare gli effetti della microgravità a lungo termine e prevedono test audiologici, il monitoraggio della massa corporea, approfondimenti sulle cosiddette aggregazioni proteiche in relazione alla possibilità di sviluppare malattie neurodegenerative, la misurazione e l’esposizione alla radiazione cosmica che rappresenta un fattore critico da cui proteggere gli equipaggi impegnati nelle future missioni interplanetarie. Uno degli due esperimenti, di cui si occupa la Kayser Italia, riguardano l’impiego di un telescopio all’interno della stazione spaziale che vede nell’ultravioletto e sarà rivolto verso l’atmosfera terrestre con l’obiettivo di riprendere foto notturne della Terra, comprese quelle di meteoriti che ne attraversano l’atmosfera per catturarne le emissioni, così come per rilevare la bioluminescenza di batteri e plancton. Infine un esperimento proposto dall’Itis Meucci di Firenza per il monitoraggio della crescita e rigenerazione dei girini in microgravità. Lo svolgimento di questi esperimenti nel corso della missione di lunga durata “Beyond” impegnerà Luca Parmitano per complessive 32 ore, pari a quattro giorni lavorativi.

Nelle precedenti missioni con astronauti italiani a bordo, sono stati eseguiti 67 esperimenti per un corrispettivo di 96 ore. Nel corso di un collegamento con Bajkonour, Luca Parmitano ha dialogato con l’Agenzia Spaziale Italiana, presente il nuovo commissario Piero Benvenuti, l’astrofisico appena insediatosi che ha concluso da poco il suo mandato di segretario generale dell’Unione Astronomica Internazionale a Parigi. Parmitano ha sottolineato l’importanza delle missioni di lunga durata e il valore notevole del contributo scientifico e tecnologico dell’Italia in vista dei programmi di esplorazione lunare e di Marte. Parmitano ha ricordato che, una volta a bordo della stazione spaziale, incontrerà un nuovo compagno di viaggio, il robonauta CIMON, realizzato da Airbus e IBM, che pesa 5 kg ed è progettato per fluttuare liberamente nell’ambiente della ISS con il compito di fornire agli astronauti informazioni e dati sui sistemi di bordo e sugli esperimenti in corso. Un quadro operativo decisamente diverso da quello incontrato da Umberto Guidoni, primo astronauta europeo a bordo della ISS nell’aprile 2001, appena cinque mesi dopo la prima spedizione umana partita con la Soyuz il 31 ottobre 2000, quando si occupò dell’assemblaggio del modulo logistico pressurizzato Raffaello, sviluppato a Torino e trasportato nella stiva dello Shuttle, esattamente un mese dopo l’aggancio al complesso orbitale dell’altro modulo logistico pressurizzato Leonardo. Il contributo dell’industria spaziale italiana comprende, tra gli altri elementi, i nodi 2 e 3, la cupola che permette agli astronauti di affacciarsi sul pianeta e goderne lo spettacolo, il laboratorio europeo Columbus. Il 50% del volume pressurizzato della stazione spaziale, che misura 108 metri per 72, è di progettazione e fabbricazione italiana. L’Italia, peraltrp, è il Paese europeo con il numero maggiore di astronauti a bordo della ISS. Per ben tre volte Paolo Nespoli, con due missioni di lunga durata, l’ultima delle quali conclusa nel 2017; due brevi missioni di Roberto Vittori, seguito da Luca Parmitano con la prima attività extraveicolare di un italiano, e Samantha Cristoforetti, in entrambi i casi con missioni di lunga durata.

Scelto il sito per Exomars 2020

Scelto il sito per Exomars 2020

ALTEC e Thales Alenia Space, insieme all’Agenzia Spaziale Italiana, hanno presentato ufficialmente in corso Marche a Torino il centro di controllo ROCC della missione ExoMars 2020 che sovrintenderà alle attività di superficie del rover europeo che sarà rilasciato sul Pianeta Rosso nel marzo 2021. A tale proposito la quarantina di esperti della comunità scientifica hanno proposto Oxia Planum come luogo in cui fare atterrare il rover. Una proposta che sarà vagliata, ed eventualmente approvata entro la metà del 2019, dall’Agenzia Spaziale Europea e da quella russa Roscomos che hanno varato la missione Exomars 2020, a cui l’Agenzia Spaziale Italiana contribuisce con un investimento pari al 40 per cento del costo totale. L’alternativa a Oxia Planum, prescelta perché presenta meno rischi, sia nella fase di discesa e in quella operativa in superficie per il rover, sarebbe Mawrth Vallis.  Raffaele Mugnuolo, responsabile Asi per la partecipazione scientifica italiana alla missione e Chair del ExoMars Risc (Rover Instrument Steering Committee), ha parlato in positivo del confronto tra i componenti scientifici, ricordando che il primo obiettivo è centrare l’arrivo sulla superficie marziana, cui fa seguito la possibilità di perforare in profondità fino a due metri. E’ evidente che l’attenzione su Oxia Planum è motivata dai segni della presenza in passato di acqua allo stato liquido, che può aver giocato un ruolo determinante per ospitare forme elementari di vita. La capacità di scandagliare, offerta dalla tecnologia italiana sviluppata per il rover europeo, si lega al programma di esplorazione affidato a Maria Cristina De Sanctis, ricercatrice dell’Istituto nazionale di astrofisica e principal investigator dello spettrometro italiano Ma_Miss (Mars Multispectral Imager for Subsurface Studies) a bordo della missione ExoMars 2020. La discesa e lo sbarco del rover devono soddisfare due requisiti. Il primo riguarda il sito di atterraggio, che deve trovarsi ad un livello adeguatamente basso, in modo che ci siano atmosfera e tempo sufficienti per aiutare a rallentare la discesa del paracadute, rispettando le ellissi di atterraggio di 120 x 19 km, consentendo lo spiegamento delle rampe della piattaforma di superficie per l’uscita del rover e la successiva guida del rover. Il secondo consiste nell’identificare i siti in cui il rover può usare il trapano per recuperare campioni fino a due metri di profondità.

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)