Realizzata la prima eclissi solare artificiale nello spazio: cos'è e perché è importante

La missione Proba-3 dell'Agenzia Spaziale Europea ha compiuto un passo decisivo nell'esplorazione spaziale, riuscendo a creare la prima eclissi solare totale artificiale direttamente in orbita. Due satelliti distinti, denominati Coronagraph e Occulter, hanno dimostrato capacità di volo in formazione senza precedenti, mantenendo una distanza precisa di 150 metri per diverse ore consecutive senza alcun intervento di controllo da terra.

La precisione raggiunta da questi veicoli spaziali rappresenta un risultato tecnico straordinario: durante le fasi di allineamento, le due sonde mantengono la loro posizione relativa con una tolleranza di appena un millimetro. Una performance resa possibile da un sistema complesso di tecnologie di navigazione e posizionamento sviluppate appositamente per la missione.

Il meccanismo dell'eclissi artificiale, e cosa permette di fare

Il funzionamento del sistema si basa su un principio elegante ma tecnicamente complesso: lsonda Occulter trasporta un disco di 1,4 metri di diametro che, quando i due veicoli si allineano con il Sole, copre completamente il disco luminoso della nostra stella per la sonda Coronagraph. L'operazione proietta un'ombra di 8 centimetri di diametro sullo strumento ottico ASPIICS, permettendo osservazioni dettagliate della corona solare senza interferenze dalla luce intensa del Sole.

ASPIICS, acronimo di Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun, è stato sviluppato per l'ESA da un consorzio industriale guidato dal Centre Spatial de Liège in Belgio. Lo strumento dispone di un'apertura di 5 centimetri che, quando coperta dall'ombra artificiale, cattura immagini della corona solare con una qualità e precisione superiori rispetto ai coronografi tradizionali.

La capacità di osservare la corona risulta fondamentale per comprendere fenomeni solari di grande rilevanza scientifica e pratica: il vento solare, un flusso continuo di particelle emesse dal Sole nello spazio, e le espulsioni di massa coronale (CME) rappresentano eventi che possono avere impatti importanti sulla Terra. Mentre le CME possono generare spettacolari aurore boreali, possono anche causare gravi interferenze alle comunicazioni, ai sistemi di trasmissione energetica e alla navigazione satellitare. Dietmar Pilz, Direttore della Tecnologia, Ingegneria e Qualità dell'ESA, ha commentato così:

"Molte delle tecnologie che hanno permesso a Proba-3 di effettuare voli in formazione di precisione sono state sviluppate attraverso il General Support Technology Programme dell'ESA, così come la missione stessa. È emozionante vedere queste immagini straordinarie convalidare le nostre tecnologie in quella che ora è la prima missione di volo in formazione di precisione al mondo".

Le prime immagini coronali ottenute da ASPIICS offrono già un assaggio del potenziale scientifico della missione. La corona solare presenta uno dei fenomeni più intriganti dell'astrofisica: raggiunge temperature superiori a un milione di gradi Celsius, risultando molto più calda della superficie sottostante del Sole. Una differenza di temperatura controintuitiva che da tempo rappresenta un argomento di dibattito nella comunità scientifica internazionale. ASPIICS affronta direttamente tale mistero studiando la corona in prossimità della superficie solare, con la drastica riduzione della quantità di luce diffusa che raggiunge il rilevatore che può consentire di vedere dettagli più fini e caratteristiche più deboli rispetto ai coronografi convenzionali.

Joe Zender, scienziato del progetto Proba-3, ha espresso entusiasmo per i primi dati raccolti da ASPIICS, che insieme alle misurazioni effettuate dal Digital Absolute Radiometer (DARA) contribuiranno a rispondere a domande di lunga data sulla nostra stella. DARA misurerà l'irraggiamento solare totale, quantificando l'energia emessa dal Sole in un dato momento, mentre un terzo strumento scientifico, il 3D Energetic Electron Spectrometer (3DEES), rileverà gli elettroni nelle fasce di radiazione terrestre.

Ci sono vantaggi significativi a realizzare eclissi artificiali rispetto a quelle naturali: mentre queste ultime si verificano naturalmente solo una o due volte l'anno e durano pochi minuti, Proba-3 può creare la propria eclissi una volta ogni orbita di 19,6 ore, mantenendola fino a 6 ore consecutive. Le immagini complete della corona vengono costruite combinando tre immagini separate, differenziate solo dal tempo di esposizione che determina la durata dell'apertura del coronografo alla luce. La combinazione delle tre immagini fornisce una visione completa della corona solare, paragonabile a quella ottenibile durante un'eclissi naturale ma con frequenza e durata molto superiori.

Ricordiamo che la missione Proba-3, lanciata il 5 dicembre 2024 su un lanciatore PSLV-XL dal Satish Dhawan Space Center di Sriharikota in India, è guidata dall'ESA e realizzata da un consorzio gestito dalla spagnola Sener. Il progetto coinvolge oltre 29 aziende provenienti da 14 paesi, con contributi chiave di GMV e Airbus Defence and Space in Spagna, e Redwire Space e Spacebel in Belgio, rappresentando un esempio di collaborazione internazionale nell'esplorazione spaziale europea.