Parker Solar Probe: approfondimento sulla missione

La NASA ha appena lanciato la sonda Parker Solar Probe, una rivoluzione per la fisica solare che durerà 7 anni, durante i quali la sonda sorvolerà per ben 24 volte la nostra stella. In questo approfondimento cercheremo di capire in che modo questa sonda potrà aiutarci nella comprensione dei grandi misteri che ancora avvolgono il Sole.

Come si scalda la corona del Sole, e come vengono accelerati i venti solari? Come possiamo predire al meglio le tempeste solari? Sono solo alcune delle domande cui i quattro strumenti scientifici della sonda cercheranno di dare risposta, studiandone i campi magnetici, le particelle energetiche ed il plasma solare. La sonda sfrutterà sette sorvoli di Venere per stringere la propria orbita attorno al Sole, che sorvolerà per ben 24 volte, raggiungendo una distanza minima di 6.2 milioni di chilometri: un record per qualunque sonda mai lanciata. Ma procediamo con calma, vedendo punto per punto i dettagli della missione.

Caratteristiche della sonda

Massa: 635 kg (con carburante), di cui 73 kg per lo scudo termico (Thermal Protection System, TPS)

Dimensioni: circa 3×1 m, il TPS è grande circa 1.6 metri quadri.

Energia: pannelli solari da 388 W, a seconda della configurazione

Antenne: 3 tipi:
-Una antenna ad alto gain (HGA), per il download dei dati scientifici
-due antenne Fan-beam per gli aggiornamenti in tempo reale sullo stato di salute e sulla telemetria durante le operazioni ordinarie
-due antenne a basso gain (LGA) per gli aggiornamenti in tempo reale sullo stato di salute e sulla telemetria durante le operazioni di contingenza
Il download può avvenire al massimo a 555 kbps, ma varia a seconda della fase dell’orbita

Durante la fase di crociera, la sonda invia informazioni sullo stato di salute e sulla telemetria tre volte a settimana, durante la fase di avvicinamento al Sole, verrà invece inviato solo un impulso tre volte a settimana che indica lo stato della sonda. Durante la fase di raccolta dati, verranno invece inviati a terra una grande quantità di dati tra 10 e 24 ore al giorno.

Tabella di Marcia

12 agosto 2018: lancio;

Novembre 2018: raggiungimento del Sole;

2018-2025: la sonda effettuerà 24 orbite attorno al Sole, incontrando Venere 7 volte per avvicinarsi sempre più al Sole, sfruttando l’effetto di fionda gravitazionale;

Il massimo avvicinamento avverrà a circa 6.11 milioni di km di distanza dal Sole e alla velocità di circa 700.00 km/h. La temperatura sullo scudo termico sarà di 1370°C, mentre la sonda resterà a circa 29°C.

Risultati immagini per parker solar probe orbit
Le orbite di PSP. Credits: NASA

Obiettivi Scientifici

La Parker Solar Probe osserverà la corona del Sole a distanza molto ravvicinata, e questo permetterà di comprendere meglio la sorgente della sua elevatissima temperatura. Le particelle della corona solare si trovano infatti a temperature elevatissime rispetto alla sua superficie: sulla corona si raggiunge infatti il milione di gradi, mentre sulla superficie ci si trova a circa 6000°C. Bisogna tuttavia dire che la densità della corona è decisamente inferiore a quella della superficie solare, e per questo essa resta trasparente alla radiazione ed è ben visibile solo durante le eclissi totali.

La sonda potrà osservare i venti e le eruzioni solari ad un livello dettaglio mai raggiunto prima, osservandone in particolare da vicino il processo di formazione.

Beninteso, non si tratta di processi interessanti solamente per la fisica solare: l’analisi dei dati di PSP ci permetterà infatti di ottenere molte più informazioni sull’ambiente spaziale attorno alla Terra e sui suoi effetti sul clima, sui satelliti artificiali e su cosa si può fare per predire gli eventi di tempesta solare, potendo così prendere le dovute precauzioni per l’elettronica e gli astronauti in missione.

Ma non solo: il Sole è l’unica stella che possiamo studiare da vicino. Ogni tassello che aggiungiamo quindi alla conoscenza di questo oggetto fornisce preziose informazioni per lo studio della formazione ed evoluzione stellare e dei sistemi stellari.

Strumenti Scientifici

Sulla PSP sono presenti 4 strumenti scientifici.

  1. FIELDS: lo strumento FIELDS otterrà dati sulla scala e sula forma dei campi magnetici ed elettrici nell’atmosfera solare. Misura le onde e la turbolenza dell’eliosfera con elevata risoluzione temporale per comprendere più a fondo i campi associati ai processi di shock e riconnessione magnetica;
  2. WISPR: la Wide-Field Imager for Parker Solar Probe è una camera digitale ad imaging, che ci permetterà quindi di osservare le fotografie ravvicinate del Sole e degli effetti più interessanti legati alla sua attività, come le emissioni di massa coronale (CME);
  3. SWEAP: il Solar Wind Electrons Alphas and Protons Investigation raccoglierà dati utilizzando due strumenti. La Solar Probe Cup (SPC) ed il Solar Probe Analyzers (SPAN), otterranno informazioni direttamente raccogliendo le particelle solari e misurandone proprietà come la velocità, la densità e la temperatura.
  4. IS☉IS: l’Integrated Science Investigation of the Sun, utilizzerà invece due strumenti complementari (EPI-Hi ed EPI-Lo) per misurare le particelle in un ampio spettro di energie. Misurando elettroni, protoni e e ioni, lo strumento perseguirà l’obiettivo di seguire il ciclo di vita di tali particelle, dalla loro formazione alla loro espulsione verso lo spazio interplanetario.

Fonte: NASA

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