Lo scorso lunedì, alle ore 05.03 del mattino (CET), il lanciatore Atlas V ha illuminato i cieli di Cape Canaveral, in Florida, mentre lasciava il nostro pianeta alla volta dello spazio. A bordo, una delle più importanti missioni promosse dall’European Space Agency (ESA) per l’osservazione del Sole e dei processi fisici che avvengono nelle regioni più esterne. Si tratta di Solar Orbiter, il nuovo satellite che si occuperà di studiare la nostra stella con un dettaglio senza precedenti per i prossimi sette anni.

La sonda è stata costruita nel Regno Unito ed ospita ben dieci strumenti di analisi per un carico totale di oltre 200 chili di “pura scienza”. Tra gli elementi presenti, otto sono stati realizzati attraverso finanziamenti e collaborazioni degli Stati membri dell’ESA (tra cui anche l’Italia), un nono messo a disposizione dall’Agenzia stessa mentre l’ultimo è stato fornito dalla NASA, partner anch’essa di questa sensazionale missione. L’obiettivo fondamentale di Solar Orbiter è quello di comprendere a fondo i meccanismi che regolano la formazione e l’evoluzione dell’eliosfera, quella vasta “bolla” di particelle ad altissima energia prodotte dal Sole e spinte dai venti solari nello spazio esterno. Che relazione c’è tra i flussi di energia, i brillamenti e le esplosioni nella superficie della nostra stella, i cicli solari e gli enormi campi magnetici che circondano il Sole?

Per rispondere a queste domande, quattro degli strumenti del satellite opereranno in situ, ovvero raccogliendo dati costantemente a diretto contatto con l’ambiente circostante dove la sonda si troverà ad operare, nella parte più interna dell’eliosfera. Gli altri sei rivelatori forniranno invece immagini ad altissima risoluzione dell’atmosfera del Sole e della sua superficie. Tra questi ultimi, un grosso contributo da parte della nostra nazione arriva attraverso il coronografo METIS, realizzato dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) con il supporto dell’Agenzia Spaziale Italiana; lo strumento osserverà la corona, la parte più esterna dell’atmosfera solare caratterizzata da gas caldissimo estremamente rarefatto, per studiare le origini del vento solare e l’evoluzione del campo magnetico in questa zona.

Ma perché è così importante studiare il Sole?  La stella più vicina al nostro pianeta, ad una distanza media di 150 milioni di chilometri, è la principale ed indispensabile fonte di energia per la Terra.  Capire appieno il suo funzionamento e le interazioni con lo spazio adiacente è fondamentale non solo dal punto di vista puramente accademico, ma anche e soprattutto per questioni legate al progresso e alla salvaguardia della nostra specie. Le stelle sono enormi sfere di gas incandescente, nelle quali i costituenti dei nostri atomi si muovono ad altissime velocità in uno stato particolare della materia a cui i fisici hanno attribuito il nome di plasma. Alle elevatissime temperature raggiunte nel nucleo di questi oggetti, le particelle interagiscono attraverso processi di fusione nucleare, liberando energia e sintetizzando nuovi elementi. In pratica, durante la vita e la morte di una stella vengono prodotti tutti gli elementi chimici presenti nella tavola periodica. Conoscere i complicati meccanismi alla base delle dinamiche stellari potrebbe aiutarci nel tentativo di riprodurli ed applicarli alle nostre esigenze.

Solar Orbiter si trova attualmente in viaggio verso la sua destinazione; impiegherà quasi due anni per raggiungere l’orbita operativa attorno al Sole dalla quale inizierà poi il suo lungo e duro lavoro. La traiettoria finale lungo cui la sonda si stabilizzerà sarà caratterizzata da una fortissima eccentricità: un’ellisse estremamente schiacciata  con il punto di massima distanza (afelio) situato a circa 180 milioni di chilometri dalla stella. Di contro,  al perielio Solar Orbiter si troverà soltanto a 42 milioni di chilometri dal Sole, cioè ancora più vicino del pianeta Mercurio nel suo punto di massimo avvicinamento. Inutile dire che a quella distanza l’ambiente sarà piuttosto “ardente” per la nostra sonda, che dovrà contrastare il flusso di radiazioni solari affidandosi al suo eccezionale scudo termico, in grado di resistere ad oltre 600°C.

Per raggiungere la sua postazione esecutiva intorno alla stella, Solar Orbiter utilizzerà gli effetti gravitazionali del nostro pianeta e del pianeta Venere, fino ad assestarsi ed inclinarsi di circa 24 gradi rispetto al piano dell’orbita terrestre (piano dell’eclittica). Da questa angolazione avremo una visione tutta nuova dei poli solari, nei quali potrebbero celarsi informazioni essenziali per lo studio del campo magnetico della stella.

Se tutto dovesse andare bene dopo questi sette anni, la missione potrebbe essere prolungata per altri tre, durante i quali l’orbita verrebbe ulteriormente inclinata fino a sfiorare i 33 gradi. Ma per ora, non ci resta che augurare buon viaggio a Solar Orbiter nell’attesa che inizi a mostrarci le meraviglie ancora inesplorate del nostro Sole.

Se vi siete persi il lancio in diretta: https://www.youtube.com/watch?reload=9&v=Qcpk5XV6SGA

Per saperne di più: https://sci.esa.int/web/solar-orbiter/home

Lorenzo Pizzuti

Sono ricercatore di Astrofisica e Cosmologia presso l’Università di Milano Bicocca. Da più di tre anni svolgo eventi di divulgazione in giro per l’Italia e non solo. Autore di tre libri divulgativi, collaboro tuttora con diverse associazioni, Università ed istituti di ricerca per la diffusione della conoscenza scientifica alla comunità. Nella mia visione, la scienza è una forma d’arte in grado di deliziare, intrattenere e divertire permettendoci in aggiunta di imparare qualcosa di nuovo e sorprendente.