SPAZIO

Mercurio, partita la missione europea BepiColombo (con molta Italia)

di Isabella Bufacchi

Partita la missione BepiColombo in viaggio verso Mercurio

7' di lettura

DAL NOSTRO CORRISPONDENTE
FRANCOFORTE- Mercurio, “il pianeta degli estremi” e il più misterioso del nostro sistema solare, avrà meno segreti e meno misteri grazie alla missione spaziale BepiColombo. E' decollato nella notte, alle 03:45:28 ora italiana da Korou nella Guyana Francese, il satellite BepiColombo per un viaggio lungo sette anni che porterà due sonde, una europea e una giapponese, in orbita attorno a Mercurio: si tratta di una delle missioni di esplorazione interplanetaria più ambiziose mai programmate dall'ESA (Agenzia spaziale europea) nonché una delle più articolate, perché composta da tre moduli e uno scudo solare. Le due sonde spaziali (MPO e MMO) che compongono Bepicolombo orbiteranno intorno al corpo celeste raccogliendo dati fondamentali. La missione prende il nome da Giuseppe Colombo, matematico, fisico, astronomo e ingegnere padovano.

Il lancio di BepiColombo, prima missione europea verso Mercurio

Il lancio di BepiColombo, prima missione europea verso Mercurio

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Il successo del lancio e l'avvio della missione
Il pianeta meno conosciuto del Sistema Solare a “soli” 58 milioni di chilometri dal Sole, Mercurio, sarà esplorato dalla missione spaziale Bepicolombo nata in collaborazione tra l'Agenzia Spaziale Europea (ESA) e l'Agenzia Spaziale Giapponese (JAXA). La missione è composta infatti di due sonde complementari che voleranno unite tra loro, equipaggiate con un totale di 11 strumenti/esperimenti di cui quattro made-in-Italy, un quinto in joint venture Italia-Francia e con la principale sonda avveniristica costruita da italiani e in Italia con un'attrezzatura che le consentirà di comunicare con la Terra, produrre energia elettrica, resistere a temperature fino a 450 gradi. Un livello così alto e qualificato di coinvolgimento italiano in una missione europea, dicono gli esperti del settore, è un caso unico nella storia dell'esplorazione spaziale.
Il satellite ha preso orbita a bordo del vettore Ariane V per la missione V245 ieri notte, con un lancio perfetto. Il segnale di comunicazione è stato ricevuto dal satellite al centro di controllo Esa di Darmstadt, in Germania, alle 04:21:00, a conferma del successo del lancio.

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Partita la missione BepiColombo in viaggio verso Mercurio

L'arrivo intorno a Mercurio, il pianeta più difficile da raggiungere, è previsto per dicembre 2025 con data fine missione, salvo possibile estensione, fissata a maggio 2028. Una missione che durerà di sicuro un anno e quasi sicuramente un secondo anno o fors'anche di più, fino a quando le sonde avranno carburante.
Il programma ha una forte leadership industriale e scientifica italiana, responsabile per il 50% circa dell'intero progetto, attraverso l'ASI (Agenzia Spaziale Italiana), i team di Leonardo, Thales Alenia Spazio e Telespazio, l'INAF di Padova, l'Università Parthenope di Napoli, l'Università di Roma “La Sapienza”.
Le due sonde saranno accompagnate grazie ad un modulo trasportatore, Mercury Transfer Module (MTM), che userà i suoi piccoli propulsori per indirizzarle nelle rispettive orbite attorno a Mercurio, prima che queste si separino per posizionarsi ognuno sulla propria orbita più vicina al pianeta. Le due sonde opereranno autonomamente una volta giunte nell'orbita di Mercurio. Il modulo di trasferimento che le porterà sull'obiettivo è stato progettato e costruito in Europa e funge unicamente da “mezzo di trasporto” durante la fase di viaggio e per l'inserimento in orbita. Anche se non ha carico scientifico, è un elemento chiave per arrivare su Mercurio. Il modulo utilizzerà una combinazione di propulsione ionica e chimica in aggiunta a numerose spinte gravitazionali durante il lungo percorso: la sonda effettuerà, infatti, un flyby (volo ravvicinato) attorno della Terra, due attorno a Venere e sei attorno Mercurio prima di effettuare le manovre di frenata e posizionamento orbitale.


Cosa sappiamo di Mercurio
Mercurio, è un pianeta unico, per tanti motivi. E' il meno conosciuto e il più inesplorato dei pianeti del nostro sistema solare, è il più vicino al Sole, è il più piccolo e denso, ed è soggetto a grandi variazioni termiche. Subisce gli eventi estremi della radiazione solare e risente di effetti gravitazionali di relatività generale. Ha un'orbita unica. Ha oscillazioni termiche che vanno da 450°C sopra lo zero a 180°C sotto lo zero. Per questo la missione spaziale su Mercurio è molto complessa, ed è una delle più ambiziose mai fatte dall'Esa, l'Agenzia spaziale europea.
Insieme a Venere, Terra e Marte, Mercurio fa parte del gruppo dei pianeti rocciosi o “terrestri” del Sistema Solare. La sua superficie è fortemente segnata da crateri d'impatto ma non è stata ancora studiata nel dettaglio. Il pianeta non ha satelliti né anelli, così come non possiede un'atmosfera che lo protegge (per via delle sue ridotte dimensioni), bensì solo un sottile strato di atomi e plasma che formano l'esosfera. Gli scienziati si pongono ancora tante domande alle quali Bepicolombo dovrà dare risposte: perchè alcuni elementi “volatili” si trovano ancora su Mercurio, sarebbero dovuti evaporare dopo essere stati bolliti milioni di anni fa e questo non è accaduto, perchè? Come è fatto l'interno di Mercurio? Perchè il suo campo magnetico è asimmetrico? E' possibile che Mercurio si sia formato in un altro sistema solare per poi migrare nel nostro sistema?
Mercurio è difficile da osservare, anche perché è visibile, molto vicino al Sole, poco prima dell'alba o subito dopo il tramonto, mentre nel resto del tempo è oscurato dalla luce solare. Ciò che rende unico Mercurio è la sua orbita, che è molto ellittica (cioè schiacciata), ma perché la percorre in “soli” 88 giorni, cioè più velocemente di qualsiasi altro pianeta nel Sistema Solare (ricordiamo che il moto di rivoluzione terrestre - cioè un anno - è di 365 giorni). Al contrario, Mercurio ruota lentamente su se stesso: la durata di un giorno, cioè una rotazione completa, è pari 58,6 giorni terrestri. Compiendo tre rotazioni ogni due rivoluzioni intorno al Sole, se un essere umano si trovasse sulla superficie di Mercurio rimarrebbe esposto ai raggi solari per 176 giorni terrestri. E le condizioni sarebbero ancora più proibitive, visto che la temperatura di Mercurio durante la fase di insolazione può arrivare a 420°C, mentre sul lato “notturno” scende fino a 180° C sotto zero. Questo ha reso ancora più impegnativa la fase di progettazione dei due orbiter visto che dovranno affrontare contemporaneamente caldo e freddo estremi.
Perché è il più inesplorato dei pianeti rocciosi che conserva ancora tanti misteri e domande a cui rispondere per comprendere non solo come si è evoluto il nostro Sistema Solare ma anche le sue dinamiche, inoltre la sua posizione così sfavorevole ben però si presta a comprendere fenomeni legati al Sole e alla fisica fondamentale.

Perché andiamo su Mercurio?
Conoscere meglio Mercurio, il più misterioso dei pianeti del sistema solare, significa saperne di più sulla storia del nostro sistema solare. E questo ci consentirà di collocare i nostri pianeti nel contesto di miliardi di altri sistemi solari. Attraverso la conoscenza di Mercurio, conosceremo meglio noi stessi.
La missione Bepicolombo è stata progettata per raccogliere i dati necessari allo studio di Mercurio nel suo insieme, dalla composizione alla geofisica, dall'esosfera alla magnetosfera, cercando di ricostruire a ritroso la storia di Mercurio. Sia la superficie che l'esosfera di questo pianeta sono fortemente influenzate dal vento solare e alcuni strumenti saranno necessari alla comprensione del rapporto tra Mercurio e la nostra stella madre. Altri esperimenti saranno utili per validare o aggiornare i modelli teorici relativi alla formazione ed evoluzione del pianeta e dell'intero Sistema Solare. I principali obiettivi scientifici della missione sono: studiare l'origine, l'evoluzione e il moto di un pianeta che orbita così vicino alla propria stella; analizzare le caratteristiche planetologiche (forma, struttura, composizione superficiale e struttura interna); esaminare l'esosfera di Mercurio, la sua composizione e le sue dinamica di interazione con l'ambiente circostante; sondare le origini del campo magnetico e le caratteristiche della magnetosfera; indagare sui depositi polari, la loro composizione e la loro origine; e infine validare le previsioni della teoria della relatività generale di Einstein.

Cosa ha fatto l'Italia nella missione BepiColombo
L' Italia è in prima linea per la missione nippo-europea che svelerà i segreti di Mercurio. L'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) ha realizzato 4 degli 11 strumenti/esperimenti a bordo dei due orbiter, grazie al contributo della comunità scientifica italiana, tra cui i ricercatori dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e un gruppo dell'Università “La Sapienza” di Roma. Le sonde sono l'europea Mercury Planetary Orbiter (MPO), che avvicinandosi a Mercurio avrà il compito di analizzarne la superficie e la composizione, e la giapponese Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), che avrà lo scopo di studiare in dettaglio l'ambiente magnetico di Mercurio, l'interazione del pianeta con il vento solare e la chimica della sua impalpabile esosfera.
Thales Alenia Space, joint venture tra Thales 67% e Leonardo 33%, coordina un team industriale di 35 aziende europee: in particolare è responsabile dei sistemi di telecomunicazione, controllo termico, distribuzione della potenza elettrica, della integrazione e prove del satellite completo e del supporto alla campagna di lancio, oltre al trasponditore, i computer di bordo, la memoria di massa e l'antenna ad alto guadagno.
Su MPO sono imbarcati gli strumenti italiani: l'accelerometro ISA, i rilevatori di particelle SERENA e la suite SIMBIO-SYS composta da tre strumenti ottici, mentre il quarto, il trasponder MORE che misurerà i segnali di onde elettromagnetiche in banda Ka che saranno inviati dal trasponder a terra e viceversa.
Il contributo italiano si amplia anche con la partecipazione allo strumento francese PHEBUS, spettrometro dedicato all'indagine della composizione e della dinamica dell'esosfera di Mercurio. La partecipazione è regolata da un accordo bilaterale ASI-CNES e riguarda le attività di calibrazione mirate a definire un modello radiometrico completo dello strumento svolte dal team del CNR e Università di Padova.
L'industria italiana ha collaborato alla realizzazione della missione, in particolare Leonardo e Thales Alenia Space (Thales-Leonardo). Quest'ultima è stata il subcontraente principale del satellite (costruito da Airbus Defence and Space in qualità di prime contractor) guidando le 35 aziende europee coinvolte.
Chi era Giuseppe Colombo?
La missione è dedicata a Giuseppe Colombo (detto Bepi), eminente fisico, matematico, astronomo e ingegnere originario di Padova, nonché rinomato professore dell'Università degli Studi di Padova. Colombo fu premiato con la medaglia d'oro della NASA per gli straordinari successi scientifici; nel 1971 ottenne il premio Feltrinelli e numerosissimi altri riconoscimenti. Il suo nome è legato principalmente agli studi sull'orbita di Mercurio: suggerendo di sfruttare la spinta gravitazionale di Venere, ha permesso alla sonda americana Mariner 10 di compiere tre giri attorno al pianeta nel 1974 e 1975. Celebri sono anche i suoi calcoli del periodo di rotazione di Mercurio. A lui si deve il progetto del “satellite al guinzaglio” NASA-Aeritalia.

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