GLI OBIETTIVI DELLA SONDA SOLAR ORBITER

I poli solari nel mirino di METIS

A colloquio con Ester Antonucci (INAF-OA Torino), PI di METIS, che ci spiega strumenti e finalità della missione in gara nel concorso Cosmic Vision dell'ESA: "Se prescelta, sarà la prima sonda in un'orbita interna a Mercurio al di fuori dell'eclittica.Particolare che ci permetterà, come mai prima, di osservare i poli della nostra stella".

“È importantissimo capire la dinamica e la struttura del plasma nell’atmosfera solare, nell’eliosfera e anche al di sotto della superficie solare, dappertutto, poli compresi, per comprendere veramente come funziona il campo magnetico solare. Tutto ciò ci permetterebbe di conoscere il meccanismo che regola i cicli solari, approfondire gli effetti sul nostro pianeta, l’influenza dell’attività solare sulla Terra e il suo clima, per esempio”.

A parlare è Ester Antonucci dell’Osservatorio Astronomico di Torino dell’INAF, Principal Investigator dello strumento METIS (Multi Element Telescope for Imaging and Spectroscopy) che sarà a bordo della sonda dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), Solar Orbiter. La missione Solar Orbiter è una delle tre missioni candidate dall’Agenzia Spaziale Europea per la finale del programma Cosmic Vision, insieme a PLATO e Euclid, uno spareggio a tre che ne premierà solo due. “Solar Orbiter ha un piccolo vantaggio: è alla seconda selezione”, aggiunge la PI di METS. La prima volta la presentammo nel 2000 e solo problemi finanziari ci impedirono di andare avanti. Questo fa si che siamo avanti nella preparazione e in più l’ESA e la NASA stanno ragionando per un coordinamento temporale delle rispettive missioni dedicate al Sole, Solar Orbiter appunto e Solar Probe dei colleghi americani”.

Le  caratteristiche di questa missione sembrano essere l’estrema vicinanza della sua orbita al Sole, almeno come ci spiega il sito dell’ESA, a un quarto della distanza della Terra dalla nostra stella e con una temperatura venti volte superiore e la capacità di uscire dal piano dell’eclittica.

In realtà anche la sonda dell’ESA Ulysses, che ha operato dal 1990 al 2009, aveva un’orbita che le permetteva di esplorare le alte latitudini dell’eliosfera, ma aveva solo strumenti per analisi in situ e soprattutto non aveva quella che è una delle principali peculiarità di Solar Obiter, combinare un’orbita al di fuori dell’eclittica, che le permetterà, per la prima volta, di osservare e studiare i poli della nostra stella, alla vicinanza al Sole, per cui riuscirà a esplorare l’eliosfera proprio in prossimità del sole. Ad esempio la stessa Solar Probe della NASA sarà più vicina al Sole, ma sul piano dell’eclittica, non potrà cioè osservare dall’alto e dal basso il disco solare, fornendoci quella visuale ad oggi mancante.

Che ruolo avrà METIS?

Fondamentale, anche se come PI dello strumento sembra ovvio dirlo. METIS osserverà la corona nella luce visibile polarizzata, nell’ultravioletto (UV) e nell’estremo ultravioletto (EUV), ottenendo  immagini coronali monocromatiche nelle righe più intense dell’idrogeno e dell’elio e misure spettroscopiche nel dominio UV-EUV in un settore della corona. METIS mette insieme le capacità di più  strumenti in un unico telescopio, capacità che ci permetteranno  di comprendere come il campo magnetico del Sole struttura la corona solare che espandendosi forma l’eliosfera; di osservare l’ attività solare in modo da comprendere se quelle sulla sua superficie sono di volta in volta esplosioni o eruzioni; di come queste si propagano, potendone quindi prevedere i possibili effetti sul nostro pianeta.

METIS è l’evoluzione di UVCS e di SCORE. In cosa?

I risultati di UVCS sulla sonda SOHO ci hanno permesso di osservare l’emissione ultravioletta della corona che è la chiave per tracciarne la continua espansione. SCORE ci ha permesso di capire quello che si può fare con un solo strumento e un solo canale ottico. SCORE è stato progettato come prototipo di METIS per ottenere immagini dell’emissione coronale alle lunghezze d’onda del visibile, ultravioletto e, fatto inedito, in estremo ultravioletto. I primi dati ci hanno confermato il completo successo scientifico dell’esperimento: si è ottenuta la prima immagine dell’emissione dell’elio presente nella corona solare, un risultato che costituisce la prima misura dell’abbondanza dell’elio in corona. Un dato di grande importanza per la comprensione della formazione del vento solare. L’esperienza di SCORE ci permette ora di realizzare uno strumento molto efficace che racchiude in sè molteplici capacità. Uno strumento comunque di discrete dimensioni visto che pesa 22 kg.

E di vento solare se ne occuperà un altro strumento, questo in situ: SWA.

Esatto, lo strumento ha un PI inglese e un CO-PI italiano, Roberto Bruno, del Consiglio Scientifico dell’INAF. Il data processing sarà affidato all’IFSI-INAF di Roma. Bisogna tener presente che in METIS e in SWA sono coinvolti tutti gli istituti dell’INAF che si occupano di fisica solare e di eliosfera.

Per concludere, quali sono le prossime tappe?

Nella seconda metà di quest’anno ci sarà la selezione finale e nel caso dovesse essere scelta la missione Solar Orbiter, il lancio è previsto per il 2017. Per la particolarità della sua orbita, con perielio  interno a quella di Mercurio e inclinata di trenta gradi rispetto al piano equatoriale solare, le finestre a disposizione non sono tantissime. Dovrebbe essere lanciata con un Ariane dalla base ESA di Kourou e dopo tre anni di volo, con passaggi ripetuti intorno alla Terra e a Venere per sfruttarne l’effetto gravitazionale, giungere nella sua orbita, dove lavorerebbe per un tempo di missione previsto di quattro anni con una possibile estensione a sei.