SVELATI I TEMI SCIENTIFICI DELLE TRE FUTURE MISSIONI DI CLASSE L DELL'ESA

Con Voyage 2050 il futuro è oggi

Voyage 2050 è il nuovo programma scientifico dell'Esa che contempla le missioni spaziali che opereranno dal 2035 al 2050. Nel piano sono previste tre missioni di classe L, i cui pilastri scientifici sono stati ora annunciati: lune dei pianeti giganti del Sistema solare, esopianeti temperati o ecosistema galattico, e universo primordiale. Con il commento dell'astrofisico Fabio Favata, coordinatore del programma scientifico dell’Esa

     16/06/2021
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Illustrazione artistica dei pennacchi che fuoriescono dalla luna di Saturno Encelado. Si pensa che il suo guscio ghiacciato ricopra un grande oceano sotterraneo. Crediti: Esa/Science Office

«La selezione dei temi scientifici di Voyage 2050 è un momento cruciale per il programma scientifico dell’Esa e per la futura generazione di scienziati e ingegneri spaziali. Ora che Cosmic Vision ha preso forma con un chiaro piano per le missioni fino alla metà del 2030, dobbiamo iniziare a pianificare la scienza e la tecnologia di cui avremo bisogno per le missioni che vogliamo lanciare tra decenni, ed è per questo che stiamo definendo oggi i temi di alto livello del programma Voyage 2050». Con queste parole Günther Hasinger, direttore scientifico dell’Esa, ha annunciato nei giorni scorsi gli ambiziosi obiettivi che l’agenzia spaziale intendere raggiungere entro la metà del secolo con le tre missioni di classe L del nuovo piano scientifico chiamato, appunto, Voyage 2050.

La call for proposals sui pilastri al centro dei futuri piani dell’Esa è iniziata nel marzo 2019. Dopo una iniziale scrematura delle circa 100 proposte pervenute – effettuata dai topical teams che comprendono scienziati all’inizio della loro carriera provenienti da diverse aree di competenza – e una successiva valutazione di quelle rimaste da parte del comitato scientifico senior, la Commissione per i Programmi Scientifici dell’Esa (Science Programme Committee) alla fine ha deciso. La fumata bianca è arrivata il 10 giugno scorso: i tre capisaldi delle future missioni scientifiche di classe L (large) del programma successore di Cosmic vision, per il periodo 2035-2050, sono le lune dei pianeti giganti del Sistema solare, dagli esopianeti temperati all’ecosistema galattico, e l’universo primordiale.

Illustrazione artistica di un esopianeta temperato nella Via Lattea. Crediti: Esa/Science Office

Indagare la potenziale abitabilità dei mondi nel Sistema solare è essenziale per comprendere l’emergere della vita, ed è di particolare rilevanza nella ricerca di pianeti simili alla Terra nel cosmo. Basandosi sull’eredità della missione internazionale Cassini-Huygens su Saturno e su quella della prossima missione Juice (Jupiter Icy Moon Explorer), una delle tre future missioni di classe L dell’Esa sarà diretta proprio verso il Sistema solare esterno e si concentrerà su una o più lune dei giganti gassosi, studiandone la struttura interna, gli oceani presenti e la relazione di questi ambienti con gli strati vicini alla superficie, cercando anche possibili firme biologiche. Il profilo della missione, fa sapere l’Esa, potrebbe includere veicoli in situ, come un lander o un drone.

Caratterizzare l’atmosfera di esopianeti temperati e capire se vi siano condizioni abitabili, o comprendere meglio la storia della formazione della nostra Galassia, comprese le sue “regioni nascoste”, sono invece i due possibili temi tra i quali scegliere la seconda delle tre grandi missioni del programma. L’Europa ha stabilito una leadership scientifica in entrambi questi settori. L’astrometria spaziale è riconosciuta come un dominio di competenza europea con le missioni Hipparcos e Gaia. Mentre il trio di missioni Cheops, Plato e Ariel amplieranno progressivamente la nostra conoscenza del tipo e della varietà di esopianeti nella nostra galassia. La scelta tra i due obiettivi, spiega l’Esa, sarà effettuata coinvolgendo la comunità scientifica interessata, per valutare la probabilità di successo e la fattibilità delle missioni.

L’impressione di questo artista raffigura aspetti dell’Universo primordiale che possono essere studiati utilizzando sonde come le onde gravitazionali o la spettroscopia ad alta precisione per studiare la radiazione residua del Big Bang.

Come ha avuto inizio l’universo e come si sono formate ed evolute le prime strutture cosmiche e i buchi neri, sono invece alcune delle domande a cui cercherà di rispondere la terza missione di classe L, attraverso il rilevamento di onde gravitazionali con elevata precisione o mediante spettroscopia del fondo cosmico a microonde – la radiazione fossile rimasta dal Big Bang: “messaggeri”, questi, che possono aiutare a raggiungere lo scopo. Il tema è quello di sondare la fisica dell’universo primordiale. L’obiettivo è ampliare le scoperte scientifiche già fatte dal satellite Planck e quelle attese dal trio di satelliti della missione Lisa, facendo leva sui progressi compiuti in campo tecnologico.

E a proposito di tecnologia, poiché le grandi scoperte scientifiche necessitano di grandi tecnologie, la Commissione per i programmi scientifici ha raccomandato di investire in una serie di tecnologie in modo che gli obiettivi fissati dal programma Voyage 2050 possano diventare realtà. Interferometri ad atomi freddi per lo sviluppo di nuovi orologi atomici, interferometri a raggi X per lo studio di oggetti compatti come buchi neri, tecnologie per le future missioni planetarie, in particolare per consentire l’esplorazione del Sistema solare esterno, e per la raccolta e la conservazione di campioni cometari per una futura sample return mission sono alcune di queste.

L’astrofisico Fabio Favata, coordinatore del programma scientifico dell’Esa.

«Il programma scientifico dell’Esa ha il privilegio di poter programmare a lungo termine, fornendo così un'”impalcatura”, in particolare relativamente alle missioni “L”, che permette alla comunità scientifica e alle comunità scientifiche interessate, di poter programmare i propri investimenti e le proprie risorse a lungo termine» dice a Media Inaf Fabio Favata, coordinatore del programma scientifico dell’Esa. «Visti i tempi necessari per lo studio e la realizzazione di missioni spaziali ambiziose, 20 anni rappresentano un tempo scala naturale per tale pianificazione» aggiunge Favata. «Inoltre, avere un piano a lungo termine chiaro permette al programma scientifico dell’Esa di essere un riferimento stabile per le agenzie partner con cui realizzare missioni in collaborazione».

Resta adesso da definire quali saranno le missioni specifiche che verranno selezionate per il raggiungimento di questi obiettivi – cosa che sapremo solo dopo che l’agenzia spaziale avrà valutato le risposte agli inviti a presentare proposte di missione – e i temi scientifici per le missioni di classe M (medium) e più piccole, S (small) e F (fast). «Per le missioni L, i temi scientifici sono adesso definiti, e la scelta delle missioni avverrà attraverso un processo interattivo con la comunità scientifica interessata, in interazione con i necessari studi industriali» dice a questo proposito Favata. «Le missioni M e più piccole (S, F) continueranno a essere scelte attraverso calls for missions aperte a tutta la comunità scientifica, senza limiti previsti per i temi scientifici».

«Il piano Voyage 2050 è il risultato di uno sforzo enorme della comunità scientifica, dei topical teams e del comitato senior, che hanno contribuito a un dibattito così vivace e produttivo per arrivare a questa eccezionale proposta» conclude Favata. «Voyage 2050 sta prendendo il largo e manterrà l’Europa in prima linea nella scienza spaziale per i decenni a venire».