Enzo Vitale
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Enzo Vitale

Parte la missione dell'Esa alla ricerca dei misteri del Sole: a bordo c'è Metis, l'«occhio» italiano

Domenica 9 Febbraio 2020 di Enzo Vitale
Un'immagine artistica del Solar Orbiter

Sarà la seconda macchina terrestre ad “accarezzare” la nostra stella. Più di lei potrà l'americana Parker Solar Probe, la sonda della Nasa partita nell'agosto di due anni fa che si avvicinerà alla nostra stella di “soli” sei milioni di chilometri.
Ma la protagonista della nuova impresa in rampa di lancio è targata Agenzia spaziale europea (Esa) e si chiama Solar Orbiter. Anche in questa occasione l'apporto italiano sarà di primo livello visto che a bordo, tra i dieci strumenti, troverà posto anche la tecnologia made in Italy come lo scudo termico, lo strumento Metis e il Data Processing Unit di SWA, un analizzatore del vento solare.

La partenza è prevista per la notte tra domenica e lunedì alle 5 ora italiana dalla base americana di Cape Canaveral in Florida. 

In poco più di due anni il Solar Orbiter, dopo aver modificato la sua traiettoria grazie ai flyby (sorvoli, ndr) di Terra e  Venere, si posizionerà a 0,28 unità astronomiche dal Sole (1 unità astronomica è la distanza media che separa la Terra dalla nostra stella, circa 150 milioni di chilometri, ndr), circa una quarantina di milioni di chilometri, e sarà più vicino al Sole rispetto a Mercurio, il pianeta più interno del Sistema Solare.


(Lo scudo termico progettato e costruito dalla Thales Alenia Space (Thales 67%, Leonardo 67%)

IL PERSONAGGIO
Tra i protagonisti della missione, che vede come principal investigator dello strumento Metis Marco Romoli, docente di Astrofisica all’università di Firenze e associato dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), c'è anche Daniele Spadaro, probabilmente l'unico scienziato del team che seguirà tutte le operazioni dall'Italia. Spadaro è co-investigator dello strumento Metis ed è anche coordinatore del team scientifico.


(Nella foto di alcuni membri del team di Metis, scattata presso l’ALTEC di Torino durante le fasi di calibrazione scientifica dello strumento Metis, Spadaro è il terzo da sinistra)

L'INTERVISTA
Dottor Spadaro una nuova sfida per l'Esa con questa importante missione verso il Sole: ce la decriva in due parole
«Solar Orbiter è una missione dedicata allo studio ravvicinato dell’interfaccia tra il Sole e la regione di plasma (gas caldo e ionizzato) che da esso ha origine e lo avvolge, l’eliosfera. E’ stato quindi progettato per raggiungere una distanza minima dalla nostra stella pari a poco più di un quarto di quella della Terra. L’orbita di Solar Orbiter, inoltre, diventerà sempre più inclinata rispetto al piano dell’eclittica, individuato dall’equatore del Sole e contenente le orbite di quasi tutti i pianeti del Sistema solare, permettendo così di osservare per la prima volta i poli della nostra stella “dall’alto”».

Lei di cosa si è occupato?
«Ho contribuito essenzialmente allo sviluppo del programma scientifico per il coronografo in luce visibile ed ultravioletta Metis, a leadership italiana. Inoltre, insieme agli altri colleghi impegnati nella missione, ho contribuito alla definizione di programmi di osservazione e studio da effettuare con più strumenti a bordo del Solar Orbiter (Solar Orbiter Observing Programs – SOOPs)».

Quale è stato il contributo italiano ? Quali gli Enti e le Università che vi hanno fatto parte?
«L’Italia contribuisce ampiamente al set di strumenti scientifici. Un gruppo, ad esempio, contribuisce allo sviluppo delle tecniche osservative di Stix, un telescopio per osservare i raggi X emessi dalle regioni più attive e dinamiche della corona solare. Un altro gruppo fornisce l’unità elettronica di elaborazione dei dati del Solar Wind Analiser (SWA), strumento dedicato all’analisi del plasma del vento solare che investe e avvolge il Solar Orbiter. Il contributo più consistente è il coronografo Metis, realizzato da un team scientifico ed industriale finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana, in collaborazione con un istituto tedesco ed un altro della Repubblica Ceca. Per l'Italia ad essere coinvolti sono diversi istituti dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Torino, Milano, Roma, Napoli, Catania e Palermo), alcune università (Genova, Padova, Firenze, Roma, L’Aquila, Cosenza, Catania e Palermo) e istituti del CNR (Padova).».

Metis ricorda una figura mitologica greca...
«Esatto, lo strumento prende il nome da una figura dell’antica mitologia greca, Metis appunto, che rappresentava l’astuzia e la saggezza. Dalla sua unione con Zeus era nata Pallade Atena, la dea della sapienza».


(Lo strumento Metis che volerà a bordo del Solar Orbiter)

Perchè è così importante studiare l'eliosfera?
«Intanto diciamo che si può considerare l’atmosfera del Sole in espansione, si estende fino agli estremi confini del Sistema Solare e quindi avvolge tutti i pianeti, Terra compresa, influenzando notevolmente le proprietà fisiche del mezzo circumplanetario. Comprendere come l’eliosfera ha origine e viene regolata da campo magnetico del Sole è importante per studiare i processi di interazione Sole-Terra e la loro influenza sul mezzo circumterrestre. In definitiva serva a capire come funziona il Sistema Solare».

Quali sono le differenze con la missione Parker Solar Probe della Nasa?
«La missione Parker Solar Probe è una missione per “andare a toccare il Sole”, quindi raggiungerà una distanza minima dalla superficie del Sole (< 9 raggi solari) di gran lunga inferiore a quella raggiunta dal Solar Orbiter. Tuttavia le orbite del Parker Solar Probe sono confinate sul piano dell’eclittica, mentre quelle di Solar Orbiter diventeranno sempre più inclinate rispetto a tale piano, in modo da arrivare ad osservare i poli del Sole, cosa mai fatta finora con strumenti ottici. Infine, Parker Solar Probe ha essenzialmente a bordo analizzatori in loco di plasma eliosferico, mentre Solar Orbiter ha anche strumenti per l’osservazione ottica (visibile, ultravioletta e ai raggi X) della superficie solare e delle regioni coronali che la sovrastano.


(Il Parker Solar Probe della Nasa durante il suo assemblaggio)

Torniamo al nostro Solar Orbiter, nel suo percorso ci dirà anche qualcosa dei pianeti Venere e Mercurio?
«Non sono previste indagini dirette, ma si stanno definendo sinergie e programmi congiunti con altri strumenti a bordo della missione BepiColombo, dedicata allo studio del pianeta Mercurio e all’osservazione di Venere durante una serie di transiti ravvicinati».

Ci descriva in breve lo strumento Metis e a cosa servirà in dettaglio?
«Il coronografo METIS, con un innovativo ed ingegnoso disegno ottico, simula l’effetto di un’eclisse di Sole e permette così di osservare la tenue emissione della corona solare estesa, un milione di volte più debole di quella del disco solare. E’ infatti progettato per ottenere simultaneamente immagini della corona solare in luce visibile e ai raggi ultravioletti. Può così studiare, con copertura temporale e risoluzione spaziale senza precedenti, la struttura e la dinamica dell’intera corona solare, osservandola nell’intervallo da 1,7 a 3,1 raggi solari (distanza dal centro del Sole) quando Solar Orbiter si troverà al minimo perielio, cioè ad una distanza dalla nostra stella pari a poco più di un quarto di quella della Terra. Questa regione della corona è cruciale per collegare i fenomeni che avvengono sul Sole ai processi che hanno luogo nell’eliosfera più interna e che danno origine al vento solare e alle gigantesche eruzioni di massa coronale».


(L'astrofisico Daniele Spadaro dell'Osservatorio Inaf di Catania)

Quali altri strumenti porterà a bordo e a cosa serviranno?
«Solar Orbiter ha anche a bordo strumenti per lo studio della radiazione visibile, ultravioletta ed X emessa dalla superficie del Sole e dall’eliosfera più interna,  dei campi magnetici superficiali ed eliosferici e strumenti per misurare direttamente le proprietà fisiche del plasma attraversato dalla sonda spaziale».

Questa missione porterà conoscenze anche riguardo ai cicli solari e al minimo di questo periodo?
«Uno degli obiettivi scientifici  è proprio quello di comprendere le cause e le proprietà dettagliate dei cicli di attività magnetica solare, soprattutto mediante l’osservazione delle regioni polari e dei moti di plasma che hanno luogo in tali regioni. Ciò porterà a comprendere meglio le fasi di minimo di attività, soprattutto quelle più prolungate».

Lo scudo termico un altro gioiello made in Italy....
«Una cosa che mi ha particolarmente colpito nello sviluppo tecnologico del satellite è il rivestimento dello scudo termico, progettato per resistere a temperature di 500-600 gradi e proteggere gli strumenti di osservazione ottica, tra cui lo stesso Metis. Per tale rivestimento è stata usata una sostanza molto simile a quella individuata nelle pitture rupestri delle grotte preistoriche, evidentemente ritenuta molto resistente, visto che è ancora in ottimo stato dopo alcuni millenni».


(La rampa e il lanciatore a Cape Canaveral, in Florida, che metteranno Solar Orbiter in viaggio verso il Sole)

Cosa dobbiamo aspettarci quindi nell'immediato futuro?
«I prossimi anni si profilano forieri di una nuova stagione per gli studi di eliofisica, grazie alla realizzazione di una serie di strumenti collocati a bordo di missioni spaziali che consentiranno di studiare la nostra stella e l’eliosfera in maniera senza precedenti. Proprio nei giorni scorsi sono state presentate le prime osservazioni ottenute con il grande telescopio americano DKIST, realizzato alle isole Hawaii con uno specchio di circa quattro metri di diametro, che hanno mostrato la superficie del Sole con un livello di dettaglio mai ottenuto sinora. Il prossimo decennio vedrà anche la realizzazione del grande telescopio solare europeo da quattro metri EST, alle isole Canarie. Entrambi i telescopi avranno la capacità di osservare l’atmosfera del Sole con notevole risoluzione spaziale, temporale e spettrale, contribuendo a studiare in dettaglio i processi di formazione, emersione ed evoluzione dei campi magnetici solari, il loro ruolo nella struttura e dinamica dell’atmosfera solare, nonché i fenomeni eruttivi che emettono grandi quantità di plasma solare nello spazio interplanetario».


(Le incredibili immagini del Sole catturate dal telescopio di 4 metri di diametro, l'americano DKIST, posizionato alle isole Hawaii)


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  Ultimo aggiornamento: 10-02-2020 18:27 © RIPRODUZIONE RISERVATA