Prime immagini di un'eclissi solare create da due sonde spaziali in formazione

La missione Proba-3 dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA), una dimostrazione tecnologica guidata dalla Spagna, ha rivelato le sue prime immagini dell'atmosfera esterna del Sole: la corona solare. I due satelliti della missione, in grado di volare insieme in formazione come se fossero uno grazie a un sofisticato set di tecnologie di posizionamento di bordo, sono riusciti a creare le loro prime "eclissi solari totali artificiali" in orbita a 60.000 km sopra la Terra. Queste eclissi sono simili a quelle naturali, con il vantaggio che possono verificarsi una volta ogni 19,5 ore invece di una o due volte all'anno e durare sei ore invece di pochi minuti. Ciò consente agli scienziati di avere molto più tempo per studiare il Sole, con immagini più nitide e dettagliate di quelle ottenute dai coronografi sui telescopi tradizionali a terra o nello spazio.

Lanciati a dicembre dall'India, Coronagraph e Occulter , i due velivoli delle dimensioni di un grande frigorifero e con un peso fino a 300 chili che compongono la missione, hanno raggiunto un'impresa mai raggiunta prima: hanno volato a 150 metri di distanza l'uno dall'altro in formazione perfetta per diverse ore senza alcun controllo a terra. Pur essendo allineati, i due hanno mantenuto la loro posizione relativa con una precisione di un millimetro grazie a una serie di innovative tecnologie di navigazione e posizionamento.

"Il volo in formazione tra veicoli spaziali è già stato realizzato in precedenza, ma mai con una distanza così grande tra loro e una tale precisione", ha dichiarato ad ABC Diego Rodríguez, Direttore di Scienza e Spazio di Sener Aeroespacial, l'azienda responsabile della missione. "Al culmine di ogni orbita, che è fortemente ellittica, e senza ricevere alcun comando, i due veicoli spaziali si cercano a vicenda per volare in formazione", spiega. A suo avviso, si tratta di una pietra miliare scientifica e tecnologica nell'esplorazione spaziale.

Le sonde sfruttano questo momento di formazione per creare l'eclissi artificiale. Si allineano con il Sole in modo che il disco largo 1,4 metri che trasporta l'occultatore proietti un'ombra di 5 cm sullo strumento ottico del coronografo, permettendogli di studiare la debole corona solare.

Ciò ha permesso agli scienziati di osservare la corona per moltissimo tempo, un aspetto cruciale per approfondire i suoi misteri. "Il nostro obiettivo è studiare la corona solare, una regione in gran parte inesplorata su cui sussistono molti interrogativi", afferma Esther Bastida, ingegnere di sistema presso il Centro Europeo per la Ricerca e la Tecnologia Spaziale (ESTEC) nei Paesi Bassi. "Ad esempio, vogliamo scoprire perché la superficie del Sole ha una temperatura di 6.000 °C mentre la temperatura della corona – che intuitivamente dovrebbe essere più fredda – supera il milione di gradi. Queste immagini possono aiutarci a capirlo", conclude.

Inoltre, avere così tanto tempo di osservazione permetterà ai ricercatori di approfondire la conoscenza del funzionamento del vento solare, il flusso continuo di materia dal Sole verso lo spazio. È inoltre fondamentale comprendere il funzionamento delle espulsioni di massa coronale (CME), esplosioni di particelle emesse dal Sole quasi quotidianamente, soprattutto durante i periodi di elevata attività. Questi eventi, che possono creare spettacolari aurore boreali nel cielo notturno, rappresentano una seria minaccia per la tecnologia moderna. Possono interrompere le comunicazioni, la trasmissione elettrica e i sistemi di navigazione sulla Terra, come accaduto nel maggio 2024.

Proba-3 osserva la corona molto vicina alla superficie del Sole, cosa che fino ad ora era possibile solo durante le eclissi solari naturali. Altre sonde spaziali hanno a bordo coronografi per studiare l'attività della nostra stella, come il SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) della NASA e dell'ESA o il Solar Orbiter dell'ESA, ma i loro strumenti sono limitati dalle dimensioni del satellite e non possono essere paragonati allo "strumento gigante" che la sonda Proba-3 forma quando vola in formazione nello spazio. "Questo riduce il fenomeno della diffrazione, che fa sì che la luce solare filtri attraverso l'occultatore e si traduce in immagini meno precise", afferma Bastida.

La sonda Probe-3 ha già effettuato più di venti eclissi dal suo lancio. Condurrà anche altri esperimenti, quindi, nel corso dei suoi due anni di vita, trascorrerà almeno 1.000 ore "occultando" il Sole, il che equivale a più di 150 eclissi.

Le immagini di Proba-3 sono state elaborate dall'ASPIICS Science Operations Center (SOC), situato presso l'Osservatorio Reale del Belgio. Lì, un team dedicato di scienziati e ingegneri genera comandi operativi per il coronografo su richiesta della comunità scientifica e condivide le osservazioni risultanti. Ogni immagine completa, che copre l'area dal Sole occultato al bordo del campo visivo, è costruita a partire da tre immagini. L'unica differenza tra loro è il tempo di esposizione, che determina per quanto tempo l'apertura del coronografo rimane esposta alla luce. Combinando le tre immagini si ottiene una visione completa della corona.