A circa 630 milioni di km da noi e dopo 41 mesi di ibernazione, si sta risvegliando lo spettrometro VIRTIS a bordo della sonda Rosetta dell’ESA. L’ultima operazione prima della fase di sonno era avvenuta il 6 Dicembre 2010 e da quel momento non si era saputo più nulla dello strumento realizzato da un consorzio internazionale italo-franco-tedesco sotto la responsabilità dell’Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali dell’INAF e con il contributo italiano finanziato dall’ASI, Agenzia Spaziale Italiana.
Il commissioning, come viene chiamata questa fase di accensione e test, è iniziato il 7 Aprile 2014 alle ore 19:30, con lo scaricamento a Terra dei dati raccolti. La fase calda è consistita nel puntare il pianeta Saturno e realizzarne una immagine con i due canali di VIRTIS in contemporanea, per verificare che non siano subentrati disallineamenti o altri problemi. Alla risoluzione spaziale dello strumento, Saturno era una sorgente puntiforme, un semplice puntino luminoso di cui, tuttavia, VIRTIS è stato in grado di catturare lo spettro, la distribuzione nelle varie lunghezze d’onda della luce emessa, vera e propria firma del corpo celeste. Una volta realizzata questa “first-light”, lo strumento è stato quindi spento ed i dati trasmessi a terra, con un tempo di attesa di circa 35 minuti perché i singoli impulsi percorressero il loro lungo viaggio dalla sonda ai computer del team scientifico dello strumento.
“VIRTIS è diviso in due parti” racconta Fabrizio Capaccioni, INAF-IAPS e PI dello strumento “un primo spettrometro ad immagine dedicato principalmente allo studio della composizione del nucleo della cometa ed un secondo ad alta risoluzione, per l’identificazione delle molecole nella chioma della cometa. Gli obiettivi di VIRTIS saranno molto ambiziosi, a partire dalla mappatura della composizione del nucleo, dove analizzerà le abbondanze dei ghiacci (di acqua ma anche di anidride carbonica) e dei composti organici (metanolo, metano, etano, etc.). Poiché VIRTIS è anche sensibile alla radiazione termica potremo anche misurare la temperatura della superficie, realizzando delle mappe delle proprietà termiche, particolarmente preziose per investigare gli strati sub superficiali del nucleo cometario. Le mappe di composizione e temperatura verranno anche usate per ottimizzare la scelta del sito di atterraggio del lander Philae. Per quel che riguarda la coma della cometa, VIRTIS permetterà di studiare la composizione delle molecole e dei grani di polvere trasportati dai gas nel processo di espulsione dal nucleo ed i processi dinamici presenti all’interno di questa esosfera.”
Per rendere possibile tutto ciò, la prima emozionante accensione dello strumento ha previsto una fase iniziale di “HouseKeeping”, in cui in altre parole, sono state fatte “le faccende di casa”. In queste prime ore lo strumento è stato testato dal team in modo interattivo per verificare che le condizioni ambientali fossero adeguate e che tutti i sottosistemi e i meccanismi rispondessero correttamente. Primo tra tutti, il meccanismo di apertura e chiusura dei cover, i coperchi protettivi che impediranno alle particelle di polvere e ghiaccio presenti nella coma della cometa di entrare all’interno dei due canali ottici dello strumento. Si è poi passati all’accensione dei cryocoolers, che grazie all’elio, raffredderanno i sensori infrarossi fino a -193 ºC in appena due ore. Infine sono stati testati gli otturatori che permetteranno periodicamente di effettuare misure di background per rimuovere dal segnale luminoso in ingresso il contributo interno allo strumento. Infine, prima di realizzare la prima immagine di Saturno, è stata effettuata una calibrazione interna dello strumento, una operazione che da questo momento verrà realizzata circa ogni due settimane. In questa fase, VIRTIS realizza immagini e spettri di alcune lampade di calibrazione montate a questo scopo all’interno dello strumento e confronta il segnale ottenuto con quello noto della lampada, per verificare l’eventuale deterioramento delle ottiche e dei sensori.
La prossima accensione di VIRTIS è prevista per il 13 aprile, quando verranno verificate alcune prestazioni mai utilizzate durante le fasi di crociera, ma che presumibilmente saranno fondamentali all’arrivo alla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, come le acquisizioni con lunghi tempi di integrazione. In questa seconda accensione VIRTIS osserverà Saturno e la stella Arturo. Entrambe gli oggetti saranno soltanto due puntini nel campo di vista dello strumento ma le loro immagini permetteranno di studiare come far funzionare VIRTIS insieme agli altri strumenti di Rosetta, nelle prossime tappe della missione.
Racconta Fabrizio Capaccioni: “l’aspetto più entusiasmante del viaggio di Rosetta sarà la sua capacità, nel corso dei prossimi 18 mesi, di seguire la cometa nel suo percorso di avvicinamento al sole. VIRTIS potrà studiare nel dettaglio l’evoluzione del nucleo, la sua erosione, l’attivazione dei jet superficiali ed eventuali variazioni nella composizione superficiale, e grazie all’analisi delle molecole nella chioma, gli strati sub superficiali del nucleo. Nei prossimi mesi, cercheremo di ottenere il massimo dal nostro strumento anche per onorare nel migliore dei modi possibile la memoria di Angioletta Coradini, che è stata l’ispiratrice e il leader di VIRTIS, fino alla sua prematura scomparsa avvenuta nel 2011. “
Per sapere di più:
- le pagine INAF-IAPS dedicate a VIRTIS e GIADA
- il Blog di Rosetta dell’ESA
- La scheda della missione sul sito dell’ASI