L’ultima orbita di Salsa: svelare i segreti del rientro atmosferico
La fine di una missione pionieristica
Dopo oltre due decenni di ricerca all’avanguardia sulla magnetosfera terrestre e sul meteo spaziale, la missione Cluster dell’ESA sta giungendo al termine, con il primo satellite, ‘Salsa’, programmato per rientrare nell’atmosfera terrestre nel settembre 2024.
• La fine di una missione pionieristica
• La missione Cluster: unica nel suo genere
• Un’opportunità unica per migliorare la sostenibilità dello spazio
La missione Cluster dell’ESA, che ha trascorso 24 anni a svelare i segreti dell’ambiente magnetico terrestre, sta arrivando alla sua conclusione. Il primo dei quattro satelliti del quartetto Cluster, chiamato ‘Salsa’, rientrerà nell’atmosfera terrestre nel settembre 2024. Di recente, gli operatori delle navicelle spaziali hanno eseguito una serie di manovre per garantire che questo rientro avvenga sopra una regione scarsamente popolata nel Sud Pacifico. La fine della missione Cluster offre una rara opportunità di studiare il rientro atmosferico sicuro di quattro satelliti identici in condizioni diverse.
La missione Cluster: unica nel suo genere
Lanciata nel 2000, Cluster è una costellazione unica di quattro satelliti identici che indagano l’interazione tra il Sole e la magnetosfera terrestre, il nostro scudo contro il gas carico, le particelle energetiche e il campo magnetico provenienti dalla nostra stella. Nonostante una durata prevista di due anni, la missione Cluster ha ora trascorso quasi 24 anni in orbita.
Nel corso degli ultimi due decenni e mezzo, le osservazioni di Cluster hanno portato alla pubblicazione di oltre 3200 articoli scientifici e il conteggio continua. Hanno fornito agli scienziati informazioni essenziali sull’impatto del Sole sull’ambiente terrestre e sui processi che avvengono all’interno della magnetosfera terrestre, migliorando la nostra comprensione del meteo spaziale potenzialmente pericoloso.
La connessione Sole-Terra rimane un argomento di studio importante, in particolare durante l’attuale periodo di elevata attività solare. I satelliti Cluster continueranno a effettuare osservazioni fino a settembre 2024. Durante i loro ultimi mesi di attività scientifica, attraverseranno la regione in cui le particelle cariche vengono accelerate prima di produrre le aurore terrestri. I ricercatori sfrutteranno la rara opportunità di studiare questa regione utilizzando strumenti su più satelliti contemporaneamente.
I decenni di dati archiviati nell’archivio scientifico di Cluster continueranno a consentire nuove scoperte scientifiche molto tempo dopo la fine della missione. Con questo tesoro di dati, i ricercatori possono rivisitare e riesaminare eventi passati, condurre nuove analisi statistiche e implementare nuove tecniche di apprendimento automatico e intelligenza artificiale.
Dei quattro satelliti Cluster (chiamati Rumba, Salsa, Samba e Tango), Salsa sarà il primo a tuffarsi di nuovo nell’atmosfera terrestre. Gli operatori del centro di controllo missioni ESOC dell’ESA hanno eseguito quattro manovre a gennaio per abbassare l’orbita di Salsa e preparare il satellite per un sicuro rientro atmosferico a settembre sopra una regione scarsamente popolata dell’Oceano Pacifico meridionale.
“I satelliti Cluster hanno orbite altamente eccentriche che sono fortemente influenzate dalla forza gravitazionale del Sole e della Luna”, afferma Bruno Sousa, responsabile delle operazioni delle missioni del sistema solare interno presso l’ESOC. “A volte, scendono bruscamente, di oltre 30 km in un’unica orbita. Altre volte, non scendono affatto.”
“Questo mese, abbiamo regolato l’orbita di Salsa per assicurarci che sperimenti la sua ultima discesa ripida da un’altitudine di circa 110 km a 80 km a settembre. Questo ci dà il massimo controllo possibile su dove la navicella spaziale sarà catturata dall’atmosfera e inizierà a bruciare.”
Il tempismo delle manovre era importante. La ‘stagione delle eclissi’ di Salsa inizia a febbraio. Il satellite trascorrerà la maggior parte dei prossimi mesi spento mentre si trova nell’ombra della Terra e non può fare affidamento sui suoi pannelli solari per generare energia.
“Anche i pannelli solari di Salsa si sono degradati rapidamente da quando ha attraversato le cinture di radiazioni di Van Allen. La potenza massima disponibile sta diminuendo rapidamente e potrebbe presto raggiungere un punto in cui non saremmo in grado di eseguire le manovre di disorbita”, afferma Beatriz Abascal Palacios, ingegnere delle operazioni di Cluster.
Un’opportunità unica per migliorare la sostenibilità dello spazio
I restanti tre satelliti del quartetto Cluster continueranno a svolgere osservazioni scientifiche, con particolare attenzione alla fisica aurorale, fino a settembre. Salsa potrebbe partecipare ad alcune osservazioni finali anche lui, se sarà ancora in grado di generare abbastanza energia dopo la stagione delle eclissi.
Come molti dei nostri satelliti, i veicoli spaziali Cluster sono stati progettati e lanciati prima che entrassero in vigore le attuali linee guida dell’ESA per limitare la creazione di detriti spaziali. Tuttavia, l’ESA sta agendo per minimizzare l’impatto ambientale delle sue missioni più vecchie. La scorsa estate, abbiamo guidato la missione eolica dell’ESA, Aeolus, di nuovo sulla Terra sopra regioni scarsamente popolate in un rientro assistito senza precedenti. Grazie alle attività di questo mese, il rientro di Salsa a settembre avverrà sopra una regione con popolazione, traffico aereo e marittimo altrettanto scarsi.
Dopo il rientro di Salsa, i restanti satelliti Cluster entreranno in modalità ‘custode’ – controllati, ma senza svolgere nuova scienza – fino a quando anche loro rientreranno nell’atmosfera terrestre in modo simile. Rumba rientrerà nel 2025; Tango e Samba rientreranno nel 2026.
“Questa è la prima volta che qualcuno ha preso di mira il rientro di un satellite con un’orbita eccentrica come quella di Salsa in questo modo”, afferma Stijn Lemmens dell’Ufficio Detriti Spaziali dell’ESA. “E la fine della missione Cluster ci dà l’opportunità unica di far rientrare quattro veicoli spaziali identici in momenti diversi.”
“L’esperienza che acquisiremo facendo rientrare in sicurezza lo stesso satellite a quattro angoli e velocità diversi, e sotto quattro diversi insiemi di condizioni atmosferiche, migliorerà notevolmente la nostra comprensione dei rientri e ci aiuterà a definire lo standard per lo smaltimento sicuro dei satelliti in orbite simili.”