Scienza & Esplorazione
09/09/2024
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Il primo satellite del quartetto Cluster dell’ESA è tornato in sicurezza sulla Terra la scorsa notte in una storica “reentry mirata”, segnando una brillante conclusione di questa straordinaria missione. La navetta spaziale, soprannominata “Salsa” (Cluster 2), è rientrata nell’atmosfera terrestre alle 20:47 CEST dell’8 settembre 2024, sopra l’Oceano Pacifico meridionale. In questa regione, il rischio che i frammenti raggiungano la terraferma è stato minimizzato al massimo. Durante i due decenni trascorsi nello spazio, il Cluster ha fornito dati inestimabili su come il Sole interagisce con il campo magnetico terrestre, aiutandoci a comprendere meglio e prevedere le condizioni meteorologiche spaziali. Con questa prima reentry mirata, il Cluster entrerà negli annali per un secondo motivo: aiutare l’ESA a diventare un leader mondiale nell’esplorazione spaziale sostenibile.
Il rientro è seguito a un aggiustamento dell’orbita di Salsa effettuato nel gennaio 2024 per mirare a una regione il più lontano possibile dalle zone popolate. Questo ha garantito che i componenti della navetta che sopravvivono al rientro cadano sull’oceano aperto. Negli ultimi giorni, settimane e mesi, gli operatori delle navette spaziali dell’ESA hanno monitorato da vicino Salsa mentre si avvicinava alla Terra, apportando lievi aggiustamenti alla traiettoria della navetta solo una volta per mantenerla sulla giusta rotta.
Impressione artistica del satellite Salsa che brucia nell’atmosfera terrestre
Oggi, le missioni satellitari sono progettate secondo normative che richiedono loro di minimizzare il rischio di causare danni al rientro sulla Terra. Tuttavia, quando il Cluster è stato costruito negli anni ’90, non esistevano tali normative. Senza interventi, i quattro satelliti Cluster sarebbero rientrati naturalmente nell’atmosfera terrestre, ma con meno controllo su quando o dove questo sarebbe accaduto. Il Direttore delle Operazioni ESA, Rolf Densing, spiega perché l’ESA ha deciso di concludere la missione in questo modo: “Il rientro di Salsa è sempre stato a basso rischio, ma volevamo superare i limiti e ridurre ulteriormente la minaccia, dimostrando il nostro impegno per l’approccio Zero Debris dell’ESA”. “Studiare come e quando Salsa e gli altri tre satelliti del Cluster bruciano nell’atmosfera ci sta insegnando molto sulla scienza del rientro, sperando di applicare lo stesso approccio ad altri satelliti quando giungono alla fine della loro vita”.
Il team operativo del Cluster supervisiona l’ultimo ballo di Salsa
Cluster ha svelato lo scudo invisibile della Terra. Il rientro di Salsa segna la fine di una missione unica che aiuterà a proteggere l’umanità dal nostro tempestoso Sole.
Acqua? Calore? Minerali? Tutti vitali per la vita, ma non esclusivi del pianeta Terra. Forse l’unica cosa chiave che rende la Terra un mondo abitabile straordinario dove la vita può prosperare è la sua potente magnetosfera. A solo qualche centinaio di chilometri sopra le nostre teste, si svolge una continua battaglia tra le forze della natura. Come una nave in una tempesta senza fine, la Terra è bombardata da sciami di particelle emesse dal Sole a velocità supersoniche.
La magnetosfera è lo scudo protettivo della Terra
La maggior parte di queste particelle di vento solare viene deviata dalla magnetosfera e passa inosservata. Ma lo scudo terrestre non è impermeabile. Raffiche di vento solare possono comprimerlo senza pietà, spingendo particelle energetiche attraverso punti deboli e danneggiando potenzialmente attrezzature elettroniche, compresi i satelliti vitali in orbita nello spazio. Potrebbe sembrare fantascienza, ma gli scienziati studiano da anni questa continua rivalità tra il Sole e la Terra, prima dalla superficie e poi con l’ausilio di singoli satelliti. Tuttavia, le complessità della connessione Sole-Terra sono sempre sfuggite loro. Fino all’arrivo del Cluster. La Direttrice Scientifica Prof. Carole Mundell afferma: “Cluster è la prima missione a condurre studi dettagliati, modelli e mappe 3D del campo magnetico terrestre, così come processi correlati al suo interno e attorno ad esso. Siamo orgogliosi di affermare che attraverso Cluster e altre missioni, l’ESA ha avanzato la comprensione dell’umanità su come il vento solare interagisce con la magnetosfera, aiutandoci a prepararci ai pericoli che può portare”.
Monitoraggio della magnetosfera: un angolo fondamentale nel puzzle del meteo spaziale
La scienza del meteo spaziale, comprese le due missioni che hanno costituito il primo progetto portante nel programma scientifico dell’ESA (SOHO e Cluster)
La nostra comprensione del meteo spaziale – le condizioni ambientali nello spazio causate dall’attività del Sole – dipende dalla comprensione di molti fattori diversi: il comportamento del Sole, come il vento solare viaggia nello spazio e come la magnetosfera terrestre risponde. Con il Cluster, l’ESA ha affrontato la sfida di scoprire come la magnetosfera terrestre risponde al vento solare. Altre missioni dell’ESA hanno studiato diverse parti del processo, con Solar Orbiter, SOHO, Proba-2 e Ulysses che monitorano il Sole stesso, e Swarm e Double Star che studiano anche l’ambiente magnetico terrestre. Double Star si è concentrato sulla “magnetotail” che si distende lontano dal pianeta Terra, e Swarm continua ad analizzare il campo magnetico terrestre. La “torcia scientifica” del Cluster sarà trasferita alla missione ESA/Accademia Cinese delle Scienze Solar Wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer (Smile), prevista per il lancio a fine 2025.
Qualche anno dopo, la missione Vigil dell’ESA partirà verso lo spazio per mettere insieme i vari pezzi del puzzle, con l’obiettivo di fornire dati continui e quasi in tempo reale sulle attività solari potenzialmente pericolose. Allo stesso modo questo ci aiuterà a garantire comunicazioni satellitari sicure e viaggi spaziali e aerei.
Qual è stato l’aspetto speciale del Cluster? Mentre la maggior parte delle missioni che esplorano i fenomeni magnetici della Terra si concentrano sull’equatore, il quartetto Cluster ha orbitato sopra i poli, dove c’è un’intensa attività magnetica. Il vento solare in quest’area può penetrare più a fondo nell’atmosfera superiore della Terra, dando origine ad incredibili aurore. La capacità del Cluster di osservare latitudini più elevate rispetto ad altre missioni ha rivelato parti della magnetosfera che non eravamo mai stati in grado di “vedere” prima con più navette contemporaneamente. Attraverso la sua mappatura del campo magnetico terrestre e il confronto con il magnetismo attuale poco brillante di Marte, il Cluster ha riaffermato l’importanza della nostra magnetosfera nel proteggerci dal vento solare. La missione ci ha anche aiutato a comprendere le debolezze della magnetosfera, incluso come le particelle del vento solare possano penetrare nello scudo. Ha persino scoperto l’origine degli “elettroni killer“, particelle energetiche nella fascia di radiazione che circonda la Terra, che possono causare problemi ai satelliti. Monitorando e registrando continuamente la dinamica e le proprietà della magnetosfera terrestre per oltre due decenni, il Cluster ha accumulato un’eccezionale quantità di dati, permettendo agli scienziati di effettuare scoperte veramente rivoluzionarie, comprese quelle relative a tendenze a lungo termine. Dopo un’incredibile carriera di 24 anni nello spazio, l’ESA ha deciso di deorbitare i quattro satelliti Cluster tra il 2024 e il 2026. Pianificare i rientri in questo periodo ha permesso alle navette del Cluster di contribuire alla scienza del rientro come un ultimo saluto.
“Il design multi-satellite del Cluster è sempre stato fondamentale per il suo successo”, spiega Philippe Escoubet, Manager della Missione Cluster. “Utilizzando quattro satelliti invece di uno, il Cluster è stato in grado di misurare in modo unico più aree dello spazio contemporaneamente. Quando erano più vicini, i satelliti Cluster potevano approfondire le strutture magnetiche più sottili nello spazio vicino alla Terra. Quando erano più distanti, potevano ottenere una visione più ampia di eventi su scala più ampia”. E ora l’ESA sta usando la presenza di quattro satelliti Cluster per comprendere meglio come funziona il rientro. Confrontando i rientri di quattro satelliti identici sotto diverse condizioni di meteo spaziale e con traiettorie leggermente diverse, il team sui detriti spaziali dell’ESA sta conducendo un esperimento prezioso sullo smantellamento dei satelliti nell’atmosfera. In ultima analisi, questo renderà i rientri dei satelliti ancora più sicuri.
Lancio dei primi due satelliti Cluster
Da zero a eroe. Anche se Cluster è diventato un enorme successo scientifico, i suoi primi giorni non sono stati privi di inconvenienti. Il razzo utilizzato per lanciare i satelliti Rumba (Cluster 1) e Tango (Cluster 4) nel 2000 li ha lasciati in un’orbita errata, costringendoli a fare affidamento sulla propria propulsione, così come sullo stadio superiore del razzo, per arrivare nella giusta posizione e unirsi a Salsa (Cluster 2) e Samba (Cluster 3). L’incidente è seguito al lancio fallito del quartetto Cluster originale nel 1996. Da allora, la missione ha fatto progressi enormi, superando di gran lunga la sua vita utile pianificata inizialmente e contribuendo enormemente alla nostra comprensione dell’interazione tra Sole e Terra. E ieri, il Cluster è diventato un pezzo fondamentale negli sforzi dell’ESA verso un’esplorazione spaziale più sostenibile. Per ulteriori informazioni sui traguardi scientifici del Cluster, consulta il nostro articolo dedicato su come la missione ha trascorso due decenni a studiare la magnetosfera terrestre. Per maggiori informazioni, contatta le Relazioni con i Media dell’ESA: media@esa.int