Durante la sua missione Europa Clipper dovrà conoscere il suo orientamento sia nel viaggio dalla Terra che in orbita attorno a Giove. Questo dato è fondamentale per il veicolo spaziale per riuscire a orientare gli strumenti per le osservazioni scientifiche e per puntare le sue antenne di comunicazione con la Terra. Per fare questo, Europa Clipper utilizzerà le stelle.

Tecnicamente chiamate unità di riferimento stellari, Europa Clipper utilizzerà due “star tracker” per sapere come è orientata rotazionalmente la sonda nello spazio. Il design di questo strumento per Europa Clipper è stato particolarmente impegnativo a causa dell’intenso ambiente di radiazioni gioviane in cui la sonda si troverà a dover operare. Questa radiazione è costituita da particelle cariche ad alta energia accelerate dal campo magnetico di Giove che creano migliaia di punti luminosi e strisce nelle immagini utilizzate dallo star tracker. Per superare quel rumore visivo, gli ingegneri hanno progettato uno star tracker che potesse filtrare i punti e le strisce, consentendo al suo computer di concentrarsi soltanto sulle stelle.

Senza conoscere l’esatto orientamento del veicolo spaziale, sarebbe infatti impossibile puntare con precisione gli strumenti scientifici su Europa per raccogliere dati, o indirizzare accuratamente l’antenna verso la Terra per la comunicazione dei dati raccolti.

Europa Clipper
La missione Europa Clipper. Credit: NASA

Cos’è uno star tracker?

Uno star tracker è una piccola fotocamera con un computer che contiene un catalogo di stelle con posizioni note. Mentre la telecamera osserva il cielo stellato, il computer abbina lo schema delle stelle nelle immagini raccolte al suo catalogo e determina l’orientamento del veicolo spaziale nello spazio. L’uso delle stelle come riferimento consente a un veicolo spaziale di regolare il proprio orientamento per indirizzarsi con precisione verso gli oggetti nello spazio, come lune o galassie lontane, nonché di puntare le sue antenne di comunicazione per trasmettere i dati alla Terra.

L’identificazione di tre o più stelle, insieme all’orientamento delle stesse nel campo visivo dello star tracker, fornisce al veicolo spaziale i suoi tre assi di orientamento nello spazio. Per testarlo, gli ingegneri hanno mostrato al dispositivo due disposizioni di stelle simulate per assicurarsi che l’ottica funzionasse e che il tracker comunicasse con il computer di bordo. In un altro test, gli ingegneri hanno bypassato l’ottica e inviato campi stellari simulati direttamente al computer di bordo per assicurarsi che potesse identificare qualsiasi campo stellare ricevuto.

Lo star tracker è anche un altro esempio del tipo di collaborazione internazionale che serve per realizzare una sonda come Europa Clipper. Sviluppato dalla società Sodern in Francia, lo star tracker di Europa Clipper è stato sviluppato in poco più di cinque anni di studio, progettazione, costruzione e verifica, dimostrando quanto possano essere estese queste missioni.

Gli obiettivi scientifici e ingegneristici di Europa Clipper sono i motivi principale che hanno spinto molti ingegneri ad aderire al progetto e che continuano ad alimentare la loro passione. Aiutare l’umanità a conoscere meglio i mondi oltre la Terra che potrebbero ospitare ambienti abitabili è uno sogno diventato realtà.

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