Il Solar Orbiter dell’ESA sta tornando sulla Terra per un flyby prima di iniziare la sua missione scientifica di esplorazione del Sole e della sua influenza nella meteorologia spaziale. Durante il sorvolo, il Solar Orbiter dovrà attraversare le nuvole di detriti spaziali che circondano il nostro pianeta, rendendo questa manovra una delle più rischiose mai compiute durante una missione scientifica.

Il 27 novembre, alle ore 5:30 italiane, il Solar Orbiter toccherà il punto di massimo avvicinamento alla Terra, a soli 460 km sopra il Nord Africa e le Isole Canarie raggiungendo un’orbita vicina a quella della Stazione Spaziale Internazionale. La manovra è essenziale per diminuire la velocità della sonda e allinearla per il suo prossimo passaggio ravvicinato del Sole, ma comporta un rischio: il veicolo spaziale deve transitare attraverso due regioni orbitali, ognuna delle quali è popolata da detriti spaziali.

Il primo è l’anello geostazionario dei satelliti a 36000 km e il secondo è l’insieme delle orbite terrestri basse a circa 400 km, di conseguenza ci sono picchi rischi di collisioni. Il team del Solar Orbiter sta monitorando la situazione molto da vicino e modificherà la traiettoria del veicolo spaziale qualora fosse necessario.

Infografica del flyby del Solar Orbiter del 27 Novembre 2021. Credit: ESA

Un’opportunità per svolgere osservazioni della Terra

Tra i lati positivi, il flyby offre un’opportunità unica per studiare il campo magnetico terrestre. Questo è un argomento di grande interesse perché il campo magnetico è l’interfaccia della nostra atmosfera con il vento solare, il “vento” costante di particelle emesse dal Sole. Non solo le particelle del vento solare possono penetrare nel campo magnetico e scatenare reazioni come le aurore visibili nei nostri cieli, ma anche far disperdere gli atomi della nostra atmosfera nello spazio.

I dettagli di queste interazioni sono attualmente studiati da due missioni dell’ESA: i quattro satelliti Cluster a 60.000 km di altitudine e le tre sonde spaziali Swarm poste a 400 km. Sono infatti necessari più veicoli spaziali per risolvere quella che viene definita “ambiguità spazio-temporale”. Questo è il nome dato all’incertezza che un cambiamento rilevato sia avvenuto perché un veicolo spaziale è volato in una regione diversa con condizioni diverse (un cambiamento nello spazio) o sta invece volando attraverso una regione che modifica le sue condizioni (un cambiamento nel tempo).

Il flyby del Solar Orbiter offrirà l’opportunità unica per acquisire ancora più dati. Entrerà nel campo magnetico terrestre oltre l’orbita di Cluster, si avvicinerà all’orbita di Swarm e poi tornerà indietro fornendo ulteriori dati con cui ricostruire la condizione e il comportamento del campo magnetico terrestre durante il sorvolo.

Il completamento della fase di crociera

Questo flyby segna una tappa fondamentale per Solar Orbiter. Dal suo lancio nel febbraio 2020 sino al luglio di quell’anno, il veicolo spaziale era nella sua fase di “messa in servizio”, durante la quale gli scienziati e gli ingegneri hanno testato il veicolo spaziale e i suoi strumenti. Da luglio 2020 ad oggi il Solar Orbiter è invece in quella che viene definitiva “fase di crociera”. Durante questo periodo gli strumenti hanno effettuato misurazioni del vento solare e di altre condizioni intorno al veicolo spaziale, mentre gli apparati di telerilevamento, progettati per osservare il Sole, sono stati calibrati e impostati.

Nonostante il Solar Orbiter non sia ancora completamente attivo nella modalità di ricerca scientifica completa, sono già stati raccolti moltissimi dati.

Illustrazione del Solar Orbiter. Credit: ESA/ATG medialab

Ora è giunto il momento di iniziare a utilizzare i due set di strumenti in contemporanea, mentre la missione si sta portando nella fase di ricerca scientifica principale. A marzo, il Solar Orbiter effettuerà un passaggio ravvicinato al Sole, chiamato perielio. Il suo primo perielio ha avuto luogo nel giugno 2020, con la navicella spaziale che si è avvicinata a 77 milioni di chilometri e questa volta l’avvicinamento sarà portato a un raggio di 50 milioni di chilometri, con un incremento ulteriore della raccolta di dati scientifici.

Questo include nuove immagini degli enigmatici “campfires” che il Solar Orbiter aveva osservato durante il primo perielio. I “fuochi da campo” potrebbero contenere indizi su come l’atmosfera esterna del Sole abbia una temperatura di milioni di gradi mentre la superficie ne abbia solo migliaia – il che apparentemente sfida la fisica perché il calore non dovrebbe essere in grado di fluire da un oggetto più freddo a uno più caldo. Il Solar Orbiter non potrà avvicinarsi al Sole quanto la Parker Solar Probe della NASA, per via della differente strumentazione scientifica trasportata, ma i dati delle due sonde potranno essere confrontati per una migliore comprensione della meteorologia spaziale.

Ma prima che tutto ciò avvenga il Solar Orbiter deve completare il suo sorvolo della Terra.

Quando la sonda riemergerà dall’ombra della Terra, sarà in rotta per il suo incontro con il Sole e con le regioni polari solari mai osservate prima d’ora. E la fase scientifica di questa ambiziosa missione sarà finalmente iniziata.

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