Missione Sole, un viaggio senza più segreti

L'Europa dello spazio si prepara ad un'altra, grande missione scientifica. Obiettivo: il Sole. Dopo aver inviato per prima delle sonde verso le comete, e dalle comete verso Venere e Marte, ora l'Agenzia spaziale europea (Esa) punta nuovamente verso il Sole, già studiato in dettaglio dalla storica (e produttiva) missione Soho. Negli ultimi decenni, l’Esa infatti ha lavorato in modo autonomo, ma ha anche collaborato con altre agenzie spaziali alle principali imprese di sonde interplanetarie.

E questa volta lo fa con una missione battezzata «Solar Orbiter», che ospiterà a bordo esperimenti italiani, e il cui lancio è in programma fra due anni. La super missione anziché studiare il Sole da un punto lagrangiano (cioè tra Terra e Sole), andrà direttamente verso la nostra stella, pur restando a distanza di sicurezza, considerando le temperature elevate che possono arrecare danni irreparabili ad un veicolo spaziale. 

Solar Orbiter, che fa parte del «Programma Cosmic Vision 2015-2025» dell'Esa, è una missione dedicata alla fisica solare ed eliosferica, che studierà il Sole come non è stato mai fatto finora. La sua missione operativa è prevista per quattro anni, seguiti da una possibile estensione di ulteriori quattro, nel corso dei quali studierà «sul posto» e misurerà con accuratezza senza precedenti il plasma solare, campo magnetico, onde, particelle energetiche, in tutti i processi di formazione, e dinamica.

Il lancio è in programma per ottobre 2018 da Cape Canaveral. Solar Orbiter ospiterà a bordo dieci apparati scientifici per osservare le turbolenze del Sole, i suoi fenomeni violenti sulla superficie e non solo, e per studiare i cambiamenti che si verificano quando il vento solare lascia la nostra stella e si immerge ad alta velocità nel mezzo interstellare, scavandosi un proprio spazio al suo interno che delimita l’eliosfera.

Indagherà sulle interconnessioni tra i fenomeni di origine solare, come il vento solare e le eruzioni, e la struttura dell'eliosfera, una enorme bolla scavata dal vento solare nel mezzo interstellare, che si estende ben oltre il nostro sistema solare. Ed è attraverso il vento solare e le eruzioni solari che, interagendo con la nostra magnetosfera, l'attività della nostra stella può causare aurore e disturbare le comunicazioni via satellite.                                                                                                             

Sarà l'immagine dei poli che farà comprendere, per la prima volta, come il Sole genera il suo campo magnetico. «Solar Orbiter è una missione fantastica», dice Giménez Cañete, direttore Esa di Scienza, «ci aiuterà a capire come il Sole, essenziale per quasi tutto ciò che riguarda la vita sulla Terra, forma l'eliosfera e l'origine dello spazio tempo, che può avere un'enorme influenza sulla nostra civiltà moderna».

Otto degli strumenti sono stati proposti dagli scienziati che stanno a capo della missione, selezionati dall’Esa e realizzati da nazioni in ambito europeo: Belgio, Francia, Germania, Italia (con il contributo dell'Agenzia spaziale italiana), Spagna, Svizzera, Regno Unito, oltre ad una collaborazione Usa.

Su Solar Orbiter c'è molta scienza made in Italy, in particolare con tre apparati scientifici. Uno, dalla sigla Metis, è di responsabilità tutta italiana; altri due, lo Swa e Stix, sono di realizzazione britannica e svizzera, ma su Swa lavora un team guidato da Roberto Bruno, dell'Inaf-Ifsi di Roma, e su Stix, il team di Michele Piana, del Dipartimento di Matematica dell'Università di Genova. Swa analizzerà elettroni, protoni e ioni pesanti provenienti dal Sole, mentre Stix studierà le emissioni in raggi X.

Ma Metis è quello più italiano di tutti, perché capo commessa su progettazione e sviluppo è l'Osservatorio astrofisico Inaf di Torino. Ci lavora dal 2008 il Gruppo di Fisica solare guidato dalla professoressa Ester Antonucci. La realizzazione industriale dello strumento, finanziato dall’Asi, fa capo a un consorzio di industrie guidato dalla Compagnia Generale dello Spazio di Milano e dalla Thales Alenia Space Italia.

«Metis è il primo coronografo, uno strumento dedicato interamente allo studio della corona solare, che lavorerà contemporaneamente in due diverse bande spettrali», spiega l'astrofisico Alessandro Bemporad, dell'Osservatorio di Torino Inaf. «In particolare, acquisirà contemporaneamente immagini a banda larga nella classica luce bianca visibile, misurandone la componente polarizzata, ed inoltre potrà scrutare la corona solare nell'ultravioletto in una banda stretta centrata sulla riga spettrale Lyman-alpha dell'atomo di idrogeno, la più luminosa di tutto lo spettro ultravioletto».

«Con Metis», aggiunge, «ci aspettiamo dati nuovi, inediti sul plasma solare grazie alla compresenza delle osservazioni nella banda visibile e ultravioletta, che ci permetteranno di misurare a tutte le latitudini non solo la densità del plasma coronale, misurabile dalla luce visibile, ma anche la sua temperatura oltre alla dinamica del vento solare».