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NASA: proposte cinque missioni per lo studio dell'ambiente spaziale

01 settembre 2020
La NASA ha selezionato cinque proposte per studi concettuali di missioni che aiuteranno a migliorare la comprensione delle dinamiche del Sole e dell'ambiente spaziale in costante cambiamento con cui interagisce intorno alla Terra. Le informazioni miglioreranno la comprensione dell'universo e offriranno informazioni fondamentali ad aiutare a proteggere astronauti, satelliti e segnali di comunicazione nello spazio.

Ciascuna delle missioni proposte relative a sonde di classe media riceverà 1,25 milioni di dollari per condurre uno studio di concetto di missione di nove mesi. Dopo il periodo di studio, la NASA sceglierà fino a due proposte da avviare al lancio. Ogni potenziale missione avrà un'opportunità di lancio e una tempistica di realizzazione differente.

"Siamo costantemente alla ricerca di missioni che utilizzino tecnologie all'avanguardia e nuovi approcci per spingerci ai confini della scienza", ha affermato Thomas Zurbuchen, amministratore associato per il Science Mission Directorate della NASA a Washington. "Ognuna di queste proposte offre la possibilità di osservare qualcosa che non abbiamo mai visto prima o di fornire approfondimenti senza precedenti in aree fondamentali della ricerca, il tutto per favorire l'esplorazione dell'universo in cui viviamo".
Il programma eliofisico della NASA intende esplorare il gigantesco e interconnesso sistema di energia, di particelle e di campi magnetici che riempie lo spazio interplanetario: un sistema che cambia costantemente in base ai flussi emessi dal Sole e alla loro interazione con lo spazio e l'atmosfera attorno alla Terra.

"Che si tratti di osservare la fisica della nostra stella, studiare l'aurora o osservare come i campi magnetici si muovono nello spazio, la comunità eliofisica cerca di esplorare il sistema spaziale intorno a noi da una certa varietà di punti di vista", ha affermato Nicky Fox, direttore di Heliophysics Divisione nel Science Mission Directorate della NASA. "Scegliamo con cura le missioni per posizionare sensori strategici in tutto il sistema solare, ognuno dei quali offre una prospettiva importante per comprendere uno spazio in cui la tecnologia umana e gli esseri umani viaggiano sempre di più".
Ognuna di queste nuove proposte cerca di aggiungere un nuovo pezzo di puzzle per comprendere quel sistema così ampio, alcune guardando il Sole, altre facendo osservazioni più vicino alla Terra.
Le proposte sono state selezionate in base al potenziale valore scientifico e alla fattibilità dei piani di sviluppo. Il costo per la missione che sarà selezionata per il lancio sarà limitato a 250 milioni di dollari ed è finanziato dal programma Heliophysics Explorers della NASA.

Le proposte selezionate per gli studi concettuali sono:

Solar-Terrestrial Observer for the Response of the Magnetosphere (STORM)

STORM (Osservatore Solare-Terrestre per la risposta della Magnetosfera) fornirebbe la prima visione globale in assoluto del nostro vasto sistema meteorologico spaziale in cui il flusso costante di particelle proveniente dal Sole, noto come vento solare, interagisce con il sistema di campo magnetico terrestre, chiamato magnetosfera. Utilizzando una combinazione di strumenti di osservazione che consentono sia la visualizzazione remota dei campi magnetici terrestri che il monitoraggio in situ del vento solare e del campo magnetico interplanetario, STORM traccierà il modo in cui l'energia fluisce dentro e attraverso lo spazio vicino alla Terra. Affrontando alcune delle domande più urgenti della scienza magnetosferica, questo set di dati completo fornirebbe una visione a livello di sistema degli eventi nella magnetosfera per osservare come una regione influisce su un'altra, aiutando a districare il modo in cui i fenomeni meteorologici spaziali circolano sul nostro pianeta.

HelioSwarm: la natura delle turbolenze nel plasma spaziale

HelioSwarm osserverebbe il vento solare su un'ampia gamma di scale per determinare i processi fondamentali della fisica spaziale che portano l'energia dal movimento su larga scala a cascata fino a scale più fini di movimento delle particelle all'interno del plasma che riempie lo spazio, un processo che porta a il riscaldamento di tale plasma. Utilizzando uno sciame di nove navicelle SmallSat, HelioSwarm raccoglierebbe misurazioni in più punti e sarebbe in grado di rivelare i meccanismi tridimensionali che controllano i processi fisici cruciali per comprendere il nostri "vicini" spaziali.

Multi-slit Solar Explorer (MUSE)

Il MUSE fornirebbe osservazioni ad alta cadenza dei meccanismi che guidano una serie di processi ed eventi nell'atmosfera del Sole - la corona - compreso ciò che guida le eruzioni solari come i brillamenti solari, così come ciò che riscalda la corona a temperature molto superiori a quella solare superficie. Il MUSE utilizzerebbe tecniche di spettroscopia di imaging rivoluzionarie per osservare il movimento radiale e il riscaldamento a una risoluzione dieci volte superiore a quella attuale - e 100 volte più veloce - una capacità fondamentale quando si cerca di studiare i fenomeni che guidano i processi di riscaldamento ed eruzione, che si verificano su scale temporali più brevi rispetto alle osservazioni dei precedenti spettrografi. Tali dati consentirebbero una modellazione numerica avanzata del Sole e aiuterebbero a risolvere quesiti di vecchia data sul riscaldamento coronale e sulle basi degli eventi meteorologici spaziali che possono inviare raffiche giganti di particelle solari ed energia verso la Terra.

Auroral Reconstruction CubeSwarm (ARCS)

ARCS esplorerebbe i processi che contribuiscono alla formazione delle aurore su scale dimensionali che sono state studiate raramente: alla scala intermedia tra i fenomeni locali più piccoli che portano direttamente all'aurora visibile sino alle dinamiche globali più grandi del sistema meteorologico spaziale che scorre attraverso la ionosfera e termosfera. Aggiungendo informazioni cruciali per comprendere la fisica al confine tra la nostra atmosfera e lo spazio, queste osservazioni fornirebbero dati sull'intero sistema magnetosferico che circonda la Terra. La missione utilizzerà un set innovativo e distribuito di sensori implementando 32 CubeSats e 32 osservatori a terra. La combinazione di strumenti e distribuzione spaziale fornirebbe un quadro completo dei fattori scatenanti e della risposta del sistema aurorale da e verso la magnetosfera.

Solaris: alla scoperta dei misteri nei poli del Sole

Solaris affronterebbe questioni fondamentali della fisica solare e stellare a cui è possibile rispondere solo con una breve osservazione dei poli del Sole. Solaris osserverebbe tre rotazioni solari su ciascun polo solare per ottenere osservazioni di luce, campi magnetici e movimento sulla superficie del Sole, la fotosfera. I ricercatori spaziali non hanno mai raccolto immagini dei poli del Sole, sebbene l'ESA/NASA Solar Orbiter fornirà per la prima volta viste angolari oblique nel 2025. Una migliore conoscenza dei processi fisici visibili dal polo è necessaria per comprendere le dinamiche globali dell'intero Sole, compreso il modo in cui i campi magnetici si evolvono e si muovono in tutta la stella, portando a periodi di grande attività solare ed eruzioni circa ogni 11 anni.

fonti: NASA

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