Una costellazione di quattro satelliti, uno dei quali “tenuto in posizione” da una vela solare, per tracciare in tempo reale la geometria 3D dei campi magnetici e del vento solare. E per migliorare fino al 40 per cento la rapidità delle allerte di eventi di space weather, che possono mettere a rischio le reti elettriche e i sistemi di comunicazione e navigazione satellitare. È quanto si propone la missione Swift (acronimo di Space Weather Investigation Frontier, da non confondersi con l’omonimo telescopio spaziale per i lampi gamma), uno studio di concetto – pubblicato su Acta Astronautica – guidato da Les Johnson della Nasa e da Mojtaba Akhavan-Tafti dell’Università del Michigan per superare i limiti dei sistemi a singola sonda.
Rappresentazione artistica delle sonde spaziali della costellazione Swift posizionate in una formazione piramidale triangolare tra il Sole e la Terra. Una vela solare consente alla sonda situata alla sommità della piramide, quella più vicina al Sole, di mantenere la propria posizione “oltre L1” senza fare ricorso ad alcun propellente convenzionale. Crediti: Steve Alvey, Università del Michigan
«Pensate se doveste monitorare un uragano a distanza avvalendovi soltanto delle misure raccolte da un unico anemometro», è l’analogia proposta da Chip Manchester dell’Università del Michigan, primo autore di uno studio pubblicato ieri su The Astrophysical Journal nel quale si riportano simulazioni di eventi del tipo che Swift potrebbe osservare. «Notereste un cambiamento nelle misure, ma non riuscireste a cogliere l’intera struttura della tempesta. Questa è la situazione attuale con i sistemi a singola sonda spaziale. Abbiamo invece bisogno dei punti di osservazione di più stazioni per lo space weather».
Nella configurazione proposta per Swift, i punti di osservazione sono, appunto, quattro sonde posizionate in una formazione tetraedrica: una piramide triangolare con i vertici a circa 320mila km di distanza l’uno dall’altro. Tre sonde – diciamo, per semplicità, quelle che formano la “base” del tetraedro – sono fra loro identiche e viaggiano insieme alla Terra posizionate su un piano attorno a L1, il primo punto lagrangiano del sistema Terra-Sole, sito di osservazione ideale per lo studio della nostra stella. La quarta sonda – il “vertice” della piramide – si trova invece più all’interno, un punto “sub-L1”: più vicina al Sole, dunque al di fuori di quella regione di equilibrio gravitazionale che è, appunto, L1.
Ed è proprio questa sua collocazione a rendere necessario l’impiego di una sonda diversa dalle altre: là nell’apice in cui si trova collocata si rende infatti necessario, per mantenere stabile la posizione relativa rispetto alle altre tre sonde, contrastare l’attrazione gravitazionale del Sole. Scartata l’ipotesi di usare un sistema a propulsione attiva, che richiederebbe una quantità di propellente eccessiva, gli scienziati di Swift hanno pensato di far ricorso a una vela solare: un’enorme e sottilissima vela d’alluminio sospinta dal flusso di fotoni emessi dalla nostra stella, dimensionata in modo tale da controbilanciare – con la sola pressione della luce – l’attrazione gravitazionale. Stando ai calcoli, dovrebbe avere un’area pari a circa un terzo di quella d’un campo da football.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “High-resolution Simulation of Coronal Mass Ejection–Corotating Interaction Region Interactions: Mesoscale Solar Wind Structure Formation Observable by the SWIFT Constellation”, di W. B. Manchester IV, Nishtha Sachdeva, Emilia Kilpua, Matti Ala-Lahti, Shirsh Lata Soni, Zhenguang Huang, Hongfan Chen, Aniket Jivani, Bart van der Holst, Adam Szabo e Mojtaba Akhavan-Tafti
- Leggi su Acta Astronautica l’articolo “Space Weather Investigation Frontier (SWIFT) mission concept: Continuous, distributed observations of heliospheric structures from the vantage points of Sun-Earth L1 and sub-L1”, di Les Johnson, Mojtaba Akhavan-Tafti, Rohan Sood, Adam Szabo e Herbert D. Thomas