Parker Solar Probe

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«Si tratterà della prima missione diretta verso una stella: la nostra stella»

(Bruce Tsu-Rutani, uno dei responsabili scientifici del Solar Probe presso il Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, in California)

La Parker Solar Probe (abbreviata PSP; precedentemente Solar Probe , Solar Probe Plus o Solar Probe+ ) è una sonda spaziale della NASA lanciata nel 2018 con la missione di effettuare osservazioni della corona esterna del Sole. Si avvicinerà entro 9,86 raggi solari (6,9 milioni di km o 4,3 milioni di miglia) dal centro del Sole, ed entro il 2025 viaggerà, al massimo avvicinamento, come veloce come 690.000 km/h (430.000 mph), o 0,064% la velocità della luce .

Il progetto è stato annunciato nell'anno fiscale 2009. Il costo del progetto è di 1,5 miliardi di dollari. Il laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University ha progettato e costruito il veicolo spaziale, che è stato lanciato il 12 agosto 2018. È diventato il primo veicolo spaziale della NASA intitolato a una persona vivente, in onore del fisico non agenario Eugene Newman Parker, professore emerito all'Università di Chicago.

Una scheda di memoria contenente i nomi di oltre 1,1 milioni di persone è stata montata su una targa e installata sotto l'antenna ad alto guadagno del veicolo spaziale il 18 maggio 2018. La scheda contiene anche foto di Parker e una copia del suo articolo scientifico del 1958 che prevede importanti aspetti della fisica solare .

Il 29 ottobre 2018, verso le 18:04 UTC, il veicolo spaziale è diventato l'oggetto artificiale più vicino al Sole in assoluto. Il record precedente, a 42,73 milioni di chilometri (26,55 milioni di miglia) dalla superficie del Sole, è stato stabilito dalla navicella spaziale Helios 2 nell'aprile 1976. A partire dal suo perielio il 21 novembre 2021, l'approccio più vicino della sonda solare Parker è di 8,5 milioni di chilometri ( 5,3 milioni di miglia). Questo sarà superato dopo ciascuno dei due sorvoli rimanenti di Venere .

Parker Solar Probe
Emblema missione
Parker Solar Probe insignia.png
Immagine del veicolo
Parker Solar Probe spacecraft model.png
Dati della missione
OperatoreNASA e Applied Physics Laboratory
NSSDC ID2018-065A
SCN43592
DestinazioneSole
VettoreDelta IV Heavy / Star-48BV
Lancio12 agosto 2018

07:31 UTC

Luogo lancioLaunch Complex 37, Cape Canaveral Air Force Station, Cape Canaveral
Proprietà del veicolo spaziale
Massa610 kg
Peso al lancio685 kg
CostruttoreApplied Physics Laboratory
Strumentazionespettrometro, magnetometro e telecamere ad alta risoluzione
Parametri orbitali
Periodo88 d
Inclinazione3,4°
Semiasse maggiore0,388 AU, ua e au
Sito ufficiale
Programma Living With a Star
Missione precedenteMissione successiva
STEREO

Storia[modifica | modifica wikitesto]

Il concetto di Parker Solar Probe ha origine nel rapporto del 1958 del Fields and Particles Group ( National Academy of Sciences ' Space Science Board ) che proponeva diverse missioni spaziali tra cui "una sonda solare per passare all'interno del orbita di Mercurio per studiare le particelle e i campi in prossimità del Sole". Gli studi negli anni '70 e '80 ne hanno riaffermato l'importanza, ma è stato sempre posticipato a causa dei costi. Negli anni '90 è stata studiata una missione Solar Orbiter a costi ridotti e una missione Solar Probe più capace è stata uno dei fulcri dell'omonimo Programma Outer Planet/Solar Probe (OPSP) formulato dalla NASA alla fine degli anni '90. Le prime tre missioni del programma dovevano essere: il Solar Orbiter , la missione Pluto Kuiper Express da ricognizione della cintura di Plutone e Kuiper e la missione di astrobiologia Europa Orbiter focalizzata su Europa .

Il progetto originale della sonda solare utilizzava un aiuto gravitazionale di Giove per entrare in un'orbita polare che scendeva quasi direttamente verso il Sole. Mentre questo esplorava gli importanti poli solari e arrivava ancora più vicino alla superficie (3 R ,un perielio di 4 R ), l'estrema variazione dell'irraggiamento solare rendeva una missione costosa e richiedeva un generatore termico a radioisotopi per l'energia. Il viaggio su Giove ha comportato anche una lunga missione ( 3+1 ⁄ 2 anni al primo perielio solare, 8 anni al secondo).

In seguito alla nomina di Sean O'Keefe ad amministratore della NASA, l'intero programma OPSP è stato cancellato come parte della richiesta del presidente George W. Bush per il bilancio federale degli Stati Uniti per il 2003. L'amministratore O'Keefe ha citato la necessità di una ristrutturazione della NASA e dei suoi progetti, in linea con il desiderio dell'amministrazione Bush che la NASA si concentri nuovamente sulla "ricerca e sviluppo e affrontando le carenze di gestione".

La cancellazione del programma ha comportato anche la cancellazione iniziale di New Horizons, la missione che alla fine ha vinto la competizione per sostituire il Pluto Kuiper Express nel precedente programma OPSP. Quella missione, che alla fine sarebbe stata lanciata come prima missione del programma New Frontiers, un successore concettuale del programma OPSP, sarebbe stata sottoposta a una lunga battaglia politica per assicurarsi i finanziamenti per il suo lancio, avvenuto nel 2006.

All'inizio degli anni 2010, i piani per la missione Solar Probe sono stati incorporati in un Solar Probe Plus a basso costo. La missione riprogettata utilizza molteplici assist gravitazionali di Venere per una traiettoria di volo più diretta, che può essere alimentata da pannelli solari. Ha anche un perielio più alto, riducendo le esigenze del sistema di protezione termica.

Nel maggio 2017, il veicolo spaziale è stato ribattezzato Parker Solar Probe in onore dell'astrofisico Eugene Newman Parker , che ha coniato il termine " vento solare ". La sonda solare è costata alla NASA 1,5 miliardi di dollari. Il razzo di lancio portava una dedica in memoria dell'ingegnere APL Andrew A. Dantzler che aveva lavorato al progetto.

Obiettivi della missione[modifica | modifica wikitesto]

Premessa[modifica | modifica wikitesto]

Il Sole è frequentemente soggetto a violente esplosioni. Le fluttuazioni degli intensi campi magnetici solari scagliano immani flussi di particelle cariche che si propagano nello spazio a grande velocità. Questo vento solare raggiunge i pianeti ed è la causa delle aurore nelle regioni polari terrestri; occasionali tempeste nel vento solare possono mettere temporaneamente fuori uso i satelliti per le comunicazioni e causare interruzioni nella distribuzione di elettricità. Nei primi 10 anni del nuovo millennio, le Agenzie spaziali degli Stati Uniti, Europa e Asia hanno iniziato a lanciare una piccola flotta di veicoli per studiare il Sole e le sue violente esplosioni. Una di queste sonde si avventurerà anche nella corona, l'atmosfera esterna del Sole.

Altre missioni preliminari[modifica | modifica wikitesto]

La strada è stata aperta dalle missioni solari recenti, come il Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) che dalla fine degli anni novanta ha fornito immagini mozzafiato del Sole e della sua corona. Invece, la sonda Ulysses ha misurato il vento solare e il campo magnetico del Sole, mentre percorreva un'orbita che le ha permesso di osservare i poli dell'astro. Queste missioni hanno rivelato che i venti solari più veloci, che soffiano a velocità fino a 800 km/s, possono avere origine da tutta la superficie solare e non solo dai poli, come gli astronomi avevano creduto in precedenza. Ancora non si comprendono i processi fisici che generano il vento solare e quindi non si può prevedere l'arrivo delle tempeste che causano tanti problemi sulla Terra.

Nel 2001, la NASA ha lanciato Genesis, una sonda che ha raccolto particelle del vento solare da un'orbita vicina a quella della Terra. Successivamente, il veicolo ha riportato i campioni sulla Terra, sebbene l'atterraggio non sia avvenuto come previsto a causa di un'avaria, dove gli scienziati hanno poi potuto misurare l'abbondanza dei vari elementi e isotopi. Anche la Russia, il Giappone e la Germania hanno messo a punto missioni per lo studio del Sole, la più ambiziosa delle quali rimane il Solar Probe della NASA il cui lancio era programmato per il 2007.

Attività[modifica | modifica wikitesto]

Questa sonda entrerà in un'orbita eccentrica che la farà passare attraverso la corona, a meno di 6 milioni di km dalla superficie solare, circa un decimo della distanza fra il Sole e Mercurio.

Durante il primo sorvolo del Sole (14 ore da polo a polo), gli scudi termici del Solar Probe dovranno resistere a temperature che raggiungono i 1400 °C. A tal fine, la sonda sarà dotata di uno speciale scudo termico del peso di 62 kg per mantenere gli strumenti alla temperatura di circa 30 °C.[1] La sonda misurerà i campi magnetici della nostra stella e riprenderà immagini ad alta risoluzione della superficie; trasporterà anche numerosi spettrometri e uno strumento per compiere misurazioni sulle onde di plasma solari. Bruce Tsu-Rutani, uno dei responsabili scientifici del Solar Probe presso il Jet Propulsion Laboratory di Pasadena in California, ha dichiarato che si tratterà della "prima missione diretta verso una stella: la nostra stella".

Il veicolo tornerà per un secondo incontro con il Sole cinque mesi[2] dopo, quando volerà attraverso i buchi coronali, da dove sembra avere origine il vento solare più veloce. Gli scienziati sperano che la sonda spieghi in che modo il vento solare venga accelerato fino a queste incredibili velocità, ma la missione potrebbe anche gettare luce sul più difficile paradosso della fisica solare: come mai l'atmosfera esterna del Sole è centinaia di volte più calda della sua superficie. Secondo David Hathaway, che dirige la sezione di fisica solare del Marshall Space Flight Center della NASA, i risultati acquisiti potrebbero aiutare a prevedere tempeste solari potenzialmente pericolose. La prima telemetria, che ha confermato il buon funzionamento delle quattro suite di strumenti e delle prestazioni della sonda, è stata acquisita il 16 novembre 2018, dieci giorni dopo il raggiungimento del primo perielio a 22 milioni di chilometri dalla superficie del sole.[3]

Il 14 dicembre 2021 la sonda esegue il passaggio più vicino al sole di tutte le sonde lanciate verso il sole, passando nell'alta atmosfera solare immersa nella corona solare.[4]

Struttura dello scudo termico[modifica | modifica wikitesto]

schema scudo termico
schema scudo termico

La sonda Parker solar deve resistere a temperature di circa 1400 °C pertanto deve essere provvista di scudo protettivo frontale. Il compito di quest'ultimo è quello di mantenere la temperatura della sonda a circa 30 °C così da poterne garantire la piena funzionalità. Per fare ciò vengono utilizzati tre strati di materiali a sandwich: esternamente due strati di composito carbonio-carbonio, internamente una schiuma di carbonio spessa 12 cm. Il peso complessivo dello scudo è di appena 60 kg; un peso minimo che è necessario per raggiungere la velocità massima di circa 692.000 km/h (192 km/s) che terrà la sonda in orbita attorno al Sole.

Cronologia[modifica | modifica wikitesto]

Avrebbe dovuto essere lanciata alla fine del 2007 ma a causa di diversi ritardi dettati da motivi finanziari, il suo lancio è stato rimandato al 2018, con una finestra di lancio tra il 31 luglio ed il 19 agosto,[5][6] in seguito fissata per l'11 agosto 2018 alle ore 3:33 EDT.[7] Sfortunatamente, per via di un guasto tecnico, il lancio venne posticipato al giorno dopo e regolarmente effettuato.

  • 12 agosto 2018 - Lancio
  • 3 ottobre 2018 - Passaggio da Venere, ad una altitudine di circa 2500 km dalla superficie
  • 6 novembre 2018 - Primo Perielio
  • 26 dicembre 2019 - Passaggio da Venere, ad una altitudine di circa 3000 km dalla superficie
  • 11 luglio 2020 - Passaggio da Venere, ad una altitudine di circa 800 km dalla superficie
  • 20 febbraio 2021 - Passaggio da Venere, ad una altitudine di circa 2400 km dalla superficie
  • 16 ottobre 2021 - Passaggio da Venere ad una altitudine di circa 3800 km dalla superficie
  • 21 agosto 2023 - Passaggio da Venere ad una altitudine di circa 3900 km dalla superficie
  • 6 novembre 2024 - Passaggio da Venere ad una altitudine di circa 300 km dalla superficie
  • 24 dicembre 2024 - Avvicinamento al Sole
  • 22 marzo 2025 - Avvicinamento al Sole
  • 15 giugno 2025 - Avvicinamento al Sole[8]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ (EN) Cutting-Edge Heat Shield Installed on NASA’s Parker Solar Probe, su nasa.gov, 5 luglio 2018.
  2. ^ (EN) parkersolarprobe: TIMELINE, su parkersolarprobe.jhuapl.edu. URL consultato il 23 novembre 2018.
  3. ^ (EN) Sarah Frazier, Parker Solar Probe Reports First Telemetry, Acquisition of Science Data Since Perihelion, su blogs.nasa.gov/parkersolarprobe, 20 novembre 2018.
  4. ^ NASA Enters the Solar Atmosphere for the First Time, Bringing New Discoveries, su nasa.gov.
  5. ^ (EN) Parker Solar Probe: Launch Window and countdown, su parkersolarprobe.jhuapl.edu. URL consultato il 28 marzo 2018.
  6. ^ Antonio Mancino, Parker, in missione là dove il Sole brucia, su media.inaf.it, 5 aprile 2018.
  7. ^ (EN) New Launch Readiness Date for Parker Solar Probe: August 4, 2018, su parkersolarprobe.jhuapl.edu, 15 giugno 2018.
  8. ^ NASA - NSSDCA - Spacecraft - Details, su nssdc.gsfc.nasa.gov. URL consultato il 25 marzo 2020.

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Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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