Alla scoperta dell’esosfera di Mercurio

Stefano Orsini

Da anni studia le relazioni tra il Sole, la Terra e gli altri pianeti del Sistema solare e ha partecipato a importanti missioni spaziali europee come Mars Express e Venus Express. Ma tra tutte, BepiColombo, quella destinata all’esplorazione di Mercurio, la cui partenza è prevista ormai tra poche ore, alle 3:45 ora italiana di domattina, sarà quella che coronerà la sua carriera, metà della quale dedicata proprio a BepiColombo. Stefano Orsini, primo ricercatore dell’Inaf Iaps di Roma, è il responsabile scientifico di Serena, una suite di quattro rivelatori di particelle a bordo di BepiColombo: lo abbiamo intervistato da Kourou, nella Guyana Francese, dove seguirà dallo spazioporto dell’Esa il decollo del razzo Ariane che lancerà BepiColombo alla volta del pianeta più vicino al Sole.

Uno dei compiti della missione sarà quello di caratterizzare e studiare l’ambiente attorno a Mercurio. Perché è così importante indagare questo aspetto del pianeta?

«Mercurio, oltre ad essere il pianeta più vicino al Sole, è anche provvisto di un campo magnetico simile a quello terrestre, anche se 100 volte più debole. A causa di questa peculiare posizione nel nostro sistema planetario, Mercurio diventa facile bersaglio delle perturbazioni solari che lo colpiscono violentemente. Le trasformazioni a cui il pianeta è soggetto a causa di questo continuo bombardamento sono il risultato di una complessa dinamica, con il campo magnetico del pianeta praticamente legato a quello del vento solare. Tutti i fenomeni che si osservano sulla Terra sono su Mercurio più intensi, estremi: in tal modo se ne possono studiare le conseguenze, così da comprendere meglio quelle indotte dagli stessi fenomeni sull’ambiente terrestre, più difeso di quello di Mercurio, ma certamente egualmente aggredito».

Lo strumento a brodo di BepiColombo dedicato a questo compito è Serena: in cosa consiste e di cosa si occuperanno i suoi sotto sistemi nello specifico?

«Serena (Search for Exosphere Refilling and Emitted Neutral Abundances) include quattro sensori – localizzati in quattro diversi punti del satellite Mercury Planetary Orbiter, Mpo – e un centro di controllo di sistema, Scu (Ohb-I, Milano & Amld, Roma). Elena (Inaf-Iaps, Roma, Italia) è un rivelatore di particelle neutre energetiche emesse dalla superficie del pianeta come effetto dell’impatto di ioni energetici provenienti sia dal vento solare che dalla magnetosfera. La rilevazione di tali particelle è affidata a Picam (IWF, Graz, Austria) e a Mipa (IRF, Kiruna, Svezia). Strofio (SwRI, San Antonio, TX, Usa) misurerà invece la composizione e l’intensità del gas che circonda il pianeta (che viene detta esosfera). Scu si trova all’interno della scatola di Elena».

Picam, uno dei quattro sensori che compongono lo strumento Serena. Crediti: Esa

Rispetto a strumenti simili (se ce ne sono) utilizzati nelle passate missioni a Mercurio, quali sono i punti innovativi di Serena e quali vantaggi vi aspettate di ottenere dai dati raccolti?

«La sonda Messenger della Nasa che ha raggiunto il pianeta negli scorsi anni non conteneva strumentazione atta a fare le misure che farà Serena: nessuno strumento era dedicato allo studio diretto delle particelle neutre, e gli strumenti dedicati agli ioni non potevano rilevare con precisione le particelle cariche negli intervalli energetici propri del vento solare, né la loro direzione di propagazione. Da questo punto di vista le misure che si effettueranno avranno carattere di assoluta originalità e, unite a quelle effettuate dall’altro satellite giapponese Mmo, consentiranno per la prima volta  di ottenere un quadro completo della dinamica delle particelle nell’ambiente di Mercurio».

Lo strumento verrà utilizzato solo attorno a Mercurio o ci sarà spazio per altri utilizzi delle sue tecnologie?

«Serena è un progetto internazionale a guida italiana. I sensori realizzati dai nostri partner europei ed americani sono e saranno riutilizzati in varie altre missioni, quali Juice e Solar Orbiter. Per quanto riguarda l’esperienza italiana, è allo studio l’utilizzo di strumentazione Ena su cubesat a bassa quota per il monitoraggio dell’ambiente circumterrestre nell’ambito dello space weather, una rete informatica che si serve di vari strumenti a Terra e nello spazio, che ha lo scopo di prevedere l’arrivo di tempeste magnetiche che potrebbero compromettere il funzionamento delle apparecchiature tecnologiche per energia e telecomunicazioni».

Il gruppo italiano che lavora su Serena: può raccontarci da chi è composto? E lo strumento, dove è stato realizzato e da chi?

«Il team guidato da me in Iaps si è occupato di curare lo sviluppo del rivelatore Elena con il finanziamento di Asi e il supporto di Inaf. Il gruppo scientifico e tecnologico, composto da dieci unità, tra ricercatori esperti sia di fisica spaziale che di sviluppo strumentale in laboratorio, tecnologi e tecnici, ha attivamente collaborato e affiancato il ruppo industriale Ohb-I di Milano e la Amdl srl di Roma nella realizzazione dei vari modelli necessari. I prototipi di Elena e Scu sono stati realizzati, provati e verificati dal mio team in stretto contatto con l’industria, che poi ha curato direttamente la realizzazione dei modelli da volo. Tutti i test ambientali e di verifica funzionale hanno avuto luogo sotto la guida del team dello Iaps, utilizzando anche una facility di termovuoto disponibile presso il nostro istituto. Alla realizzazione di Elena hanno attivamente partecipato anche i due istituti Isc e Ifn del Cnr di Roma».

Da quanto è impegnato su questo strumento? Come ci si sente alla vigilia del lancio di una missione che è diventata un po’ parte della sua vita (forse non solo professionale)?

«La realizzazione di Serena ha impegnato quasi metà della mia vita professionale iniziata nel 1978, dato che ho partecipato al progetto fin dal suo nascere, nelle commissioni scientifiche dell’ESsa che cominciarono ad occuparsi di BepiColombo a partire dalla fine degli anni ’90. Un’onda impetuosa di passione, impegno, fascino, una grande esperienza umana, con colleghi che progressivamente hanno costituito una famiglia professionale, alla quale si sono aggiunti anche i colleghi coinvolti nello sviluppo degli altri sensori. Una ondata di passione, ma anche di notevoli responsabilità che mi hanno costretto a prendere infinite decisioni, spesso anche critiche, nella consapevolezza che anche un solo errore strategico avrebbe potuto compromettere la buona realizzazione degli strumenti. Una passione che ha avuto successo e che si è infine riunita alla mia vita artistica-amatoriale di cantautore, con la realizzazione della Bepi-song, alla quale hanno partecipato con entusiasmo vari colleghi di Esa e Jaxa, accomunati con me nella passione per la musica: un canto liberatorio e di speranza che questo sforzo professionale così grande e ingente possa servire da esempio per l’avventura dell’umanità sul nostro pianeta: niente può sostituire la passione, l’abnegazione, il lavoro di gruppo come autentica espressione di amore per il genere umano».

Le interviste dello speciale di Media Inaf dedicato agli strumenti di BepiColombo:

 

Fonte: Alla scoperta dell’esosfera di Mercurio