In conclusione dell’anno internazionale dell’astronomia, la comunità scientifica si vede proiettata verso traguardi che potrebbero aprire nuovi scenari e nuove conoscenze sull’universo. All’inizio di dicembre l’Agenzia Spaziale Europea (Esa) ha compiuto un importante passo avanti verso la fase di attuazione del programma Cosmic Vision, che selezionerà le missioni astronomiche “di punta” dell’Esa nel decennio 2015-2025. Sono stati infatti ufficialmente presentati i sei progetti medium budget (cioè quelli che richiedono investimenti non superiori a 300 milioni di euro e catalogati come classe M) ammessi alla selezione finale. Si tratta di una short list scelta dagli esperti dell’agenzia e di due consorzi privati, sulla base di una lunga analisi della strumentazione scientifica, dei costi e dei rischi, tra le decine di candidature avanzate da marzo 2007, quando venne aperto il bando.
Ecco una breve rassegna dei progetti selezionati.
La missione PLATO (PLanetary Transits and Oscillations of stars) è rivolta allo studio di sistemi planetari extrasolari, dotati di condizioni compatibili con la vita, tramite l’identificazione e l’analisi dei transiti di fronte a un grande campione di stelle e la completa caratterizzazione dei pianeti e delle loro stelle ospiti. Il satellite prevede 28 telescopi identici assemblati in una singola piattaforma e tutti puntati su uno stesso campo di 25 gradi di diametro. L’obiettivo principale della missione è identificare pianeti extrasolari di tipo terrestre e misurare le oscillazioni delle stelle intorno alle quali essi orbitano per determinare – con precisione mai raggiunta prima – la loro massa, raggio ed età. Tale obiettivo può essere raggiunto osservando costantemente due campi per un totale di circa 500 gradi quadrati coperti in cielo. Saranno monitorati, per un periodo tra i due e tre anni, tre campioni di stelle: 100.000 stelle con magnitudine tra 8 e 11, 400.000 con magnitudine tra 11 e 13-14, mille con magnitudine tra 5 e 8.
EUCLID è il risultato dell’unione di due ipotesi di missione, SPACE (SPectroscopic All-sky Cosmic Explorer) e DUNE (Dark Universe Explorer), con obiettivi simili ma tecnica osservativa diversa: ne è scaturita un’unica missione per lo studio dell’energia oscura, con due canali di imaging e uno spettroscopico.
Lo scopo di EUCLID è quindi lo studio della materia e dell’energia oscura, uno dei temi di maggiore interesse nell’astrofisica moderna. Il canale di imaging si baserà sull’osservazione del fenomeno delle lenti gravitazionali deboli ed effettuerà una survey totale del cielo in una banda del visibile e tre bande del vicino infrarosso, che sarà di grande importanza anche per molti altri settori dell’astrofisica. Il canale spettroscopico costruirà invece una mappa tridimensionale dell’universo e della sua evoluzione negli ultimi dieci miliardi di anni permettendo così di studiare le strutture a larga scala e di misurare le oscillazioni acustiche della materia per poter porre vincoli sull’equazione di stato dell’energia oscura e sulla sua eventuale evoluzione cosmica.
La missione SPICA (Space Infrared telescope for Cosmology and Astrophysics) si prefigge l’osservazione nel medio e lontano infrarosso con sensibilità due ordini di grandezza migliori del satellite Herschel grazie a un telescopio da 3,5m e tre strumenti al piano focale raffreddati a circa 4 gradi sopra lo zero assoluto. I dati forniti da SPICA aumenteranno le conoscenze in diversi settori dell’astrofisica: dalla ricerca delle prime stelle nate nell’universo attraverso la rivelazione dell’emissione di righe dell’idrogeno molecolare, alla scoperta di dischi protoplanetari attorno alle stelle, allo studio delle galassie primordiali, del mezzo interstellare e della chimica di gas e polvere nella Via Lattea e nelle galassie locali.
La missione CROSS SCALE studierà lo spazio vicino alla Terra, soprattutto in riferimento all’interazione tra il campo magnetico terrestre e le radiazioni e le particelle emesse dal Sole. Si occuperà in particolare della quantificazione dei fenomeni di accoppiamento nel plasma cosmico a differenti scale, per meglio conoscere i meccanismi fisici indotti nel plasma. Cross-Scale utilizzerà una flotta di dieci satelliti in formazione che voleranno insieme a due satelliti giapponesi della missione gemella SCOPE. Ogni satellite avrà un carico ampiamente derivato da missioni precedenti e sarà posizionato su orbite fortemente ellittiche.
Sarà in collaborazione con l’agenzia spaziale giapponese JAXA la missione MARCO POLO, che ha come obiettivo lo studio di un Neo (Near-Earth Object) primitivo, con la raccolta di campioni dalla superficie da riportare a Terra per essere analizzati in laboratorio. I Neo sono piccoli corpi orbitanti attorno alla Terra (asteroidi e comete estinte) resti del processo di formazione del sistema solare. Il loro studio offre la possibilità di comprendere meglio la composizione chimica da cui i pianeti si sono formati circa 4,6 miliardi di anni fa e come si è formato ed evoluto il Sistema Solare. Inoltre si potrà comprendere meglio se questi oggetti abbiano avuto qualche ruolo nell’origine della vita sulla Terra.
Infine la SOLAR ORBITER, caratterizzata da un’orbita che la porterà a distanze dal Sole finora mai raggiunte (perielio pari a circa un quinto della distanza Terra-Sole): ha come obiettivo lo studio del Sole e dello spazio ad esso immediatamente circostante, in riferimento soprattutto alle aree non visibili dalla Terra.
In tutti questi progetti sono previsti vari contributi italiani sia di tipo strettamente scientifico che a livello delle sofisticate tecnologie richieste.
La prossima tappa di Cosmic Vision sarà a gennaio, quando l’apposito comitato Esa deciderà quali tra questi progetti accederà alla fase definitoria; per poi arrivare, con un ulteriore passaggio in febbraio, a formalizzare la proposta ufficiale. I lanci avverranno comunque non prima del 2017.
Michele Orioli
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IL VIDEO DELLE AREE DI ESPLORAZIONE DELL’ESA NEL 2017