La sonda dell’Agenzia Spaziale Europea ha eseguito perfettamente la difficile manovra per l’inserimento in orbita attorno al pianeta. Importante contributo italiano sia a livello industriale che scientifico
Per la prima volta un veicolo spaziale europeo è nell’orbita di Venere, il pianeta più vicino alla Terra e anche il più misterioso.
La sonda dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) Venus Express, ha completato con successo la manovra delicata e complessa necessaria per essere catturata nell’orbita del pianeta ed è anche il primo veicolo spaziale che torna ad osservare Venere dopo oltre dieci anni, dopo la sonda americana Magellano.
Tutte le operazioni sono state seguite dal centro di controllo dell’ESA in Germania, a Darmstadt, l’ESOC, in collegamento con il centro dell’ESA a Frascati, l’ESRIN.
Lanciata il 9 novembre scorso dalla base russa di Baikonur, Venus Express ha viaggiato per 162 giorni nel Sistema Solare alla velocità di 29.000 chilometri orari. Per rallentare fino ad una velocità che consentisse l’entrata in orbita, la sonda ha acceso il suo motore principale, che ha funzionato per 51 minuti, consumando quasi tutto il carburante.
Durante questa fase la sonda è rimasta per dieci minuti nascosta alla Terra dal disco di Venere. La sonda ha poi continuato per alcuni giorni ad eseguire una serie di manovre per completare l’inserimento in orbita. Mediante varie riaccensioni del motore principale, la sonda ha raggiunto la posizione orbitale ideale per osservare il pianeta con i suoi sette strumenti, due dei quali italiani. ’
‘In questa missione l’Italia gioca un ruolo molto importante’’, ha rilevato la responsabile dell’unità di osservazione dell’Universo per l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), Simona Di Pippo.
I due strumenti italiani, gli spettrometri Virtis e PFS sono infatti il simbolo della grande competenza italiana in questo settore, tanto da essere utilizzati anche per altre missioni, come Rosetta (che nel 2014 raggiungerà una cometa) e Mars Express, attualmente in orbita attorno a Marte.
La vera novità è che l’uso di strumenti identici in missioni diverse, come nel caso di Virtis e PFS utilizzati su Venere e Marte, hanno di fatto aperto la strada alla cosiddetta planetologia comparativa.
Sono cioè il primo passo concreto verso la possibilità di ''studiare pianeti diversi con strumenti identici", ha proseguito Simona Di Pippo.
‘‘Con lo stesso strumento, naturalmente adattato alle diverse caratteristiche dell’ambiente che si trova a incontrare, riusciamo a valutare pianeti dalle caratteristiche molto differenti.
Questa possibilità - ha rilevato - è il frutto di una tecnologia italiana riconosciuta a livello mondiale’’.
Lo studio comparato dei pianeti non è affatto un’ipotesi remota: ''esiste un progetto dell’ASI - ha detto Simona Di Pippo - ed è in allestimento una banca dati presso l’ASI Science Data Center di Frascati che fra un anno dovrebbe cominciare a produrre i primi risultati". Si tratta di una banca dati unica in Europa. Alcune attività in questa direzione sono probabilmente in corso anche negli Stati Uniti.
Una volta registrati nella banca, ha proseguito l’esperta, ''i dati saranno a disposizione di tutta la comunità scientifica".
Permetteranno così di ottimizzare i risultati scientifici delle missioni, ma soprattutto promettono di avere ricadute scientifiche molto importanti: ''L’obiettivo - ha detto Simona Di Pippo - è comparare i dati di altri pianeti con quella della Terra, proprio come se anche il nostro pianeta venisse osservato dall’esterno".
A questo proposito c’era il progetto di installare uno spettrometro PFS sulla Stazione Spaziale Internazionale per osservare la Terra (quindi con uno strumento identico a quelli con cui si osservano Venere e Marte), ma i ritardi nei voli Shuttle e nel completamento della stazione orbitale hanno per il momento costretto ad accantonare il progetto.
‘‘Venus Express è una missione all’avanguardia - ha detto il geologo planetario Angelo Rossi, dell’Agenzia Spaziale Europea -. Adesso l’ESA ha raggiunto tutti i pianeti interni del Sistema Solare e si prepara a visitare Mercurio con la missione Bepi Colombo, prevista nel 2013’’.
Le attese scientifiche da Venus Express sono grandissime: ‘‘ci si aspetta di capire - ha aggiunto Rossi - come funziona l’atmosfera di Venere e come interagisce con la superficie del pianeta, e poi quali rapporti ci sono fra plasma, ionosfera e campo magnetico indotto del pianeta.
Si spera anche di capire se sul pianeta c’è attività geologica e, infine, si potrà sapere come funziona e come si è generato l’effetto serra su Venere’’.
L’orbita definitiva sarà raggiunta il 7 maggio. Sarà un’orbita polare, particolarmente favorevole per eseguire le osservazioni del pianeta.
Il 13 maggio gli strumenti della sonda verranno accesi e sottoposti ai test, in modo da cominciare a raccogliere dati a partire dal 4 giugno.
La fase osservativa e di analisi dati durerà 500 giorni terrestri, con una possibile estensione di ulteriori 500 giorni, fino alla metà del 2009. Obiettivo principale è lo studio del suolo, invisibile dallo spazio a causa della densa atmosfera del pianeta, che crea alla superficie una temperatura di centinaia di gradi per effetto serra.
L’attenzione dedicata negli ultimi anni a Marte e alla possibile presenza di vita su di esso ha sicuramente messo in secondo piano l’ esplorazione di Venere, uno dei pianeti più inospitali del Sistema solare.
Tuttavia lo studio e la comprensione dei complessi meccanismi che governano questo pianeta e che lo hanno portato ad un intenso ed irreversibile effetto serra, aiuterà forse a preservare la vita sulla nostra Terra.
L’Italia ha un ruolo di primo piano nella missione, sia come presenza scientifica di vari Istituti coinvolti che come partecipazione industriale e tecnologica.
L’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), l’Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica cosmica (IASF) e l’Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario (IFSI), sono direttamente coinvolti nella realizzazione dello strumento ASPERA-4, di cui è coordinatore Stefano Orsini, per lo studio del plasma che permetterà di comprendere l’interazione tra il vento solare e l’ atmosfera di Venere.
Lo strumento PFS, di cui è responsabile Vittorio Formisano, è uno spettrometro in grado di esaminare la composizione chimica e la temperatura dell’atmosfera al variare della quota.
Lo spettrometro ad immagine VIRTIS, di cui è responsabile Giuseppe Piccioni, effettuerà invece una tomografia della bassa atmosfera per studiarne in dettaglio le proprietà fisico-chimiche ed identificare, se presenti, zone di vulcanismo attivo.
Con questa missione, l’Italia è attualmente il Paese europeo più impegnato nell’esplorazione del Sistema Solare, presente com’è su missioni di primo piano, come la missione Cassini su Saturno (frutto della collaborazione fra NASA, ESA e Agenzia Spaziale Italiana), la missione europea Rosetta destinata a incontrare una cometa nel 2014, e un radar italiano è in funzione sulla sonda americana Mars Reconnaissance Orbiter.
Con una massa di 1,2 tonnellate, lunga 1,8 metri e larga 1,5 (pannelli solari esclusi), Venus Express è costata 220 milioni di euro ed è stata realizzata da un consorzio di 25 aziende di 14 Paesi europei guidato dalla francese Astrium.
Questi gli strumenti a bordo di Venus Express:
- Virtis è lo spettrometro italiano a immagine destinato a studiare la composizione degli strati inferiori dell’atmosfera di Venere, al di sotto dello strato di nubi che avvolge il pianeta, nella fascia che va dal suolo fino all’altezza di 40 chilometri. Osserverà le nubi nelle lunghezze d’onda dell’ultravioletto e dell’infrarosso e i suoi dati permetteranno di studiare la dinamica dell’atmosfera a differenti altitudini.
- PFS è il secondo strumento italiano ed è uno spettrometro di Fourier (Planetary Fourier Spectrometer). Su Venere misurerà la temperatura e composizione dell’atmosfera ad un’altitudine compresa fra 55 e 100 chilometri; misurerà inoltre la temperatura alla superficie e andrà in cerca di segni di attività vulcanica.
- ASPERA strumento svedese, ma con una forte partecipazione italiana, è un rilevatore di atomi neutri che raccoglierà dati relativi all’interazione fra il vento solare e l’atmosfera del pianeta.
- SPICAV/SOIR è lo spettrometro francese a ultravioletti e infrarossi che misurerà densità e temperatura dell’atmosfera ad un’altitudine compresa fra 80 e 180 chilometri, andando inoltre in cerca di piccole quantità di acqua, composti di zolfo e ossigeno molecolare.
- VMC (Venus Monitoring Camera) è lo strumento tedesco che prenderà immagini nel vicino infrarosso, ultravioletto e nel visibile grazie alle quali sarà possibile studiare la superficie del pianeta e dinamica delle nubi.
- VERA è l’esperimento tedesco Venus Radio Science permetterà un collegamento radio tra la sonda e la Terra che permetterà di studiare la ionosfera di Venere, raccoglierà inoltre dati su densità, pressione e temperatura dell’atmosfera dall’altezza compresa fra 40 e 100 chilometri.
- MAG è il magnetometro austriaco che permetterà di studiare il campo magnetico indotto di Venere. Il pianeta è infatti privo di un suo campo magnetico, ma questo viene generato dall’interazione tra vento solare e atmosfera.
Dopo la Luna e Marte, Venere è il terzo pianeta più visitato del Sistema Solare: dal 1962 al 1978 è stato obiettivo di 12 missioni spaziali che sono riuscite a raccogliere dati su struttura e composizione dell’atmosfera, campo magnetico, caratteristiche della superficie. Nonostante ciò sono ancora numerosi gli aspetti misteriosi di questo vicino di casa della Terra.
Rispetto ai suoi numerosi predecessori, Venus Express è equipaggiato con strumenti unici, progettati per raccogliere dati e informazioni con una precisione senza precedenti. Uno dei compiti principali della missione sarà ottenere la prima analisi globale dell’atmosfera di Venere, straordinariamente calda e densa e molto diversa da quella terrestre.
Saranno dati cruciali per comprendere il comportamento del sottile strato di gas che avvolge Venere e che sfugge a tutti i modelli meteorologici oggi disponibili.
La sonda europea dovrà anche raccogliere dati su alcuni fenomeni tipici di Venere, come gli uragani e i venti violentissimi.
Gli altri quattro obiettivi della missione sono: comprendere perché Venere ruota così lentamente, tanto da compiere una rivoluzione ogni 243 giorni; studiare il fenomeno dell’assordimento dei raggi ultravioletti che avviene ad un’altitudine di circa 80 chilometri; scoprire perché Venere ha un campo magnetico tanto debole e, infine, capire il modo in cui le particelle provenienti dal Sole interagiscono con la parte più esterna dell’atmosfera.
Nuovi dati si aggiungeranno così a quelli raccolti in passato dalle numerose missioni che con successo hanno trasmesso a Terra dati su Venere, dall’americana Mariner 2 dell’agosto 1962 alla sovietica Venera 7 dell’agosto 1970, la prima a toccare il suolo del pianeta, a Venera 9, che ne catturò le prime immagini.
La mappa più recente di Venere è finora quella fornita all’inizio degli anni '90 dal radar della sonda americana Magellano. Venere è molto simile alla Terra per dimensioni, massa e composizione (il diametro del pianeta è pari al 95% del diametro terrestre e la sua massa è l’80% dei quella della Terra); come la Terra ha pochi crateri e quindi una superficie relativamente giovane; i due pianeti hanno inoltre densità e composizione chimica simili.
Proprio queste somiglianze in passato avevano fatto pensare che Venere potesse ospitare forme di vita. Ma le forti differenze hanno presto scoraggiato questa speranza. Il secondo pianeta del Sistema Solare è infatti avvolto da un’atmosfera estremamente densa, composta quasi interamente da anidride carbonica, con una piccolissima quantità di vapore acqueo.
La pressione dell’atmosfera alla superficie è di 90 atmosfere (quella che si trova a 900 metri di profondità negli oceani terrestri). L’atmosfera è inoltre composta soprattutto da anidride carbonica e il pianeta è avvolto da nubi di acido solforico.
Oltre a parte della strumentazione scientifica, è italiana anche la tecnologia che ha permesso l’integrazione della sonda, curata dalla Alcatel Alenia Space, così come sono italiani i sensori stellari della Galielo Avionica che permettono di controllare l’assetto del veicolo.
Le competenze tecnologiche delle industrie europee hanno reso possibili sinergie grazie alle quali la missione è stata allestita in un tempo record’’.
Venus Express è stata infatti realizzata seguendo le linee progettuali di Mars Express, ora in orbita attorno a Marte. Nell’ambito dell’organizzazione industriale della quale la Eads-Astrium è capocommessa nella missione Venus Express, la Alcatel Alenia Space ha progettato e fornito le attrezzature di supporto a Terra.
E’ italiana anche la tecnologia che permette la trasmissione a Terra dei dati di Venus Express, con il trasponditore Deep Space Trasponder, lo stesso strumento che sta lavorando a bordo delle sonde Mars Express e Rosetta, diretta verso la cometa Chyurumov-Gerasimenko.
20 aprile 2006
newton