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Solar Orbiter: tutto pronto per il transito attraverso la coda della cometa ATLAS

01 giugno 2020
Il Solar Orbiter dell'ESA attraverserà le code della cometa ATLAS, frammentatasi in Aprile, nei prossimi giorni. Anche se la sonda spaziale recentemente lanciata non avrebbe dovuto acquisire dati scientifici in questo momento, gli esperti della missione hanno lavorato per garantire che i quattro strumenti più importanti dei veicolo siano accesi durante questo incontro unico.

Il Solar Orbiter è stato lanciato il 10 febbraio 2020 e da allora, ad eccezione di una breve pausa dovuta alla pandemia di coronavirus, scienziati e ingegneri hanno condotto una serie di test e procedure di installazione note come "commissioning". La data di completamento di questa fase era fissata al 15 giugno, in modo che il veicolo spaziale potesse essere perfettamente funzionante per il suo primo passaggio ravvicinato del Sole (il perielio) a metà giugno. Tuttavia, la scoperta dell'incontro casuale con la cometa ATLAS, ha reso più urgente ultimare i preparativi.
Il volo fortuito attraverso la coda di una cometa è un evento raro per una missione spaziale ed è capitato solo sei volte nella storia, in missioni che non avevano come obiettivo le comete, e questi incontri sono stati scoperti nei dati dei veicoli spaziali solo dopo l'evento. L'imminente incontro del Solar Orbiter è il primo ad essere stato previsto in anticipo.
È stato notato da Geraint Jones del Mullard Space Science Laboratory, UCL, che ha una storia ventennale di ricerche su questi incontri. Ha scoperto una prima traversata accidentale della coda nel 2000 mentre studiava uno strano disturbo nei dati registrati dall'ESA/NASA Ulysses Sun, un veicolo spaziale del 1996. Questo studio rivelò che la sonda era passata attraverso la coda della cometa Hyakutake, nota anche come "La grande cometa del 1996". Poco dopo l'annuncio, Ulysses incrociò la coda di un'altra cometa e poi una terza nel 2007. E all'inizio di questo mese, rendendosi conto che Solar Orbiter sarebbe passato a 44 milioni di chilometri a valle della Cometa C/2019 Y4 (ATLAS) nel giro di poche settimane, Geraint ha immediatamente avvisato il team ESA.

Scienza omaggio

Il Solar Orbiter è dotato di una suite di 10 strumenti in situ di telerilevamento per studiare il Sole e il flusso di particelle cariche che rilascia nello spazio: il vento solare. Fortunatamente, i quattro strumenti in situ sono anche perfetti per rilevare le code della cometa perché misurano le condizioni intorno al veicolo spaziale e quindi potrebbero restituire dati sui granelli di polvere e sulle particelle caricate elettricamente emesse dalla cometa. E queste emissioni creano le due code della cometa: la coda di polvere che viene lasciata indietro nell'orbita della cometa e la coda di ioni che punta direttamente dal Sole.
Il Solar Orbiter attraverserà la coda ionica della cometa ATLAS tra il 31 maggio e l'1 giugno e la coda più polverosa il 6 giugno. Se la coda ionica è abbastanza densa, il magnetometro di Solar Orbiter (MAG) potrebbe rilevare la variazione del campo magnetico interplanetario a causa della sua interazione con gli ioni nella coda della cometa, mentre il Solar Wind Analyzer (SWA) potrebbe catturare direttamente alcune delle particelle della coda.
Quando Solar Orbiter attraverserà la coda della polvere, a seconda della sua densità -che è estremamente difficile da prevedere- è possibile che uno o più piccoli granelli di polvere possano colpire il veicolo spaziale a velocità di decine di chilometri al secondo. Sebbene non vi siano rischi significativi per il veicolo spaziale, poichè i granelli di polvere stessi saranno vaporizzati all'impatto, formeranno minuscole nuvole di gas o plasma caricate elettricamente che potrebbero essere rilevati dallo strumento Radio and Plasma Waves (RPW).
"Un incontro inaspettato come questo offre molte opportunità e sfide uniche, ma va bene! Situazioni come questa fanno tutte parte dell'avventura della scienza", afferma Günther Hasinger, direttore scientifico dell'ESA.
Una di queste sfide derivava dal fatto che sembrava improbabile che gli strumenti fossero tutti pronti in tempo a causa della fase di "commissioning". Ora, grazie a uno sforzo speciale da parte dei team degli strumenti e del gruppo di operazioni di missione dell'ESA, tutti e quattro gli strumenti in situ saranno accesi e raccoglieranno dati, anche se in determinati momenti gli strumenti dovranno essere riportati in modalità di commissioning per garantire che la scadenza del 15 giugno venga rispettata.
"Nonostante qualche limitazione, siamo pronti per tutto ciò che la cometa ATLAS ha da dirci", afferma Daniel Müller, scienziato del progetto ESA per Solar Orbiter.

Attendere l'inaspettato

Un'altra sfida complessa è legata al comportamento della cometa. La cometa ATLAS è stata scoperta il 28 dicembre 2019 e nei mesi successivi si è illuminata così tanto che gli astronomi si sono chiesti se sarebbe diventata visibile ad occhio nudo nel mese di maggio. Sfortunatamente all'inizio di aprile la cometa si è frammentata. Di conseguenza anche la sua luminosità è diminuita in modo significativo, impedendo di essere vista dai telescopi degli astronomi. Un'ulteriore frammentazione avvenuta a metà maggio ha ulteriormente ridotto la dimensione della cometa diminuendo la probabilità che possa essere rilevata anche dal Solar Orbiter.
Sebbene le possibilità di rilevamento siano ridotte, secondo Geraint vale comunque la pena di compiere uno sforzo.
"In ogni incontro con una cometa impariamo di più su questi oggetti intriganti. Se il Solar Orbiter rileverà la presenza della cometa ATLAS, impareremo di più su come le comete interagiscono con il vento solare e potremo verificare, ad esempio, se le nostre aspettative sul comportamento della coda di polvere siano in accordo con i nostri modelli", spiega. "Tutte le missioni che incontrano le comete forniscono altri pezzi del puzzle."
Geraint è il principale investigatore della futura missione Comet Interceptor dell'ESA, che consiste di tre veicoli spaziali ed è prevista per il lancio nel 2028. Farà un sorvolo molto più ravvicinato di una cometa ancora sconosciuta che verrà selezionata tra le comete appena scoperte durante nel periodo di lancio e anche appena successivo.

Il Solar Orbiter sta attualmente girando attorno alla nostra stella madre tra le orbite di Venere e Mercurio, con il suo primo perielio che si svolgerà il 15 giugno, a circa 77 milioni di chilometri dal Sole. Nei prossimi anni si avvicinerà molto, all'interno dell'orbita di Mercurio, a circa 42 milioni di chilometri dalla superficie solare e, nel frattempo, la cometa ATLAS si è avvicina al suo perielio, previsto per il 31 maggio, a circa 37 milioni di chilometri dal Sole.
"Questo incrocio di coda è intrigante anche perché accadrà per la prima volta a una distanza così ravvicinata dal Sole, con il nucleo della cometa all'interno dell'orbita di Mercurio", afferma Yannis Zouganelis, vice scienziato del progetto ESA per Solar Orbiter. E comprendere l'ambiente delle polveri nella regione più interna del Sistema Solare è uno degli obiettivi scientifici del Solar Orbiter.
"Le comete vicine al Sole, come la cometa ATLAS, sono fonti di polvere nell'eliosfera interna e quindi questo studio non solo ci aiuterà a capire la cometa, ma anche l'ambiente polveroso della nostra stella", aggiunge Yannis.
Osservare un oggetto ghiacciato piuttosto che il Sole cocente è certamente un modo inaspettato per il Solar Orbiter di iniziare la sua missione scientifica, ma questa è la natura della scienza.
"La scoperta scientifica si basa sia su una buona pianificazione che sulla serendipità. E nei tre mesi successivi al lancio il team di Solar Orbiter ha già dimostrato di essere pronto entrambi".

fonti: ESA

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