Un render di Photon in orbita attorno a Venere. Credits: Rocket Lab.
Rocket Lab ha pubblicato ieri alcuni dettagli sulla prima missione scientifica privata verso Venere. Rocket Lab intende infatti lanciare una sonda verso il pianeta, con l’intento di studiare la composizione dell’alta atmosfera. L’obbiettivo di studio principale, per la precisione, sarà la zona fra i 48 e 60 km. A questa quota infatti, la temperatura rimane a valori simili a quelli terrestri, uno dei motivi per il quale questo ambiente rimane uno dei possibili candidati per la ricerca di vita nel sistema solare.
La missione è finanziata interamente da Rocket Lab e sarà lanciata a maggio del 2023. Una data di backup è il gennaio 2025. Il carico scientifico peserà 1 kg e consisterà in un Nefelometro ad Autofluorescenza (Autofluorescence Nephelometer o AFN in inglese). Questo strumento viene solitamente usato per individuare particelle sospese in liquidi o fluidi. Uno dei suoi utilizzi è la rilevazione del particolato nell’atmosfera terrestre. L’organizzazione di questa missione è di Rocket Lab, realizzata grazie al supporto di un team di scienziati del MIT.
Questo strumento è stato scelto da Rocket Lab in quanto l’obbiettivo principale della missione è tentare la rilevazione di particelle organiche nell’alta atmosfera di Venere. Un indizio in questa direzione è già stato dato nel 2020, quando da Terra è stata rilevata della Fosfina, una molecola che sulla Terra è un tracciatore della presenza di vita.
Il secondo obbiettivo è determinare la composizione delle nubi di Venere, e di conseguenza comprendere con più precisione gli indici di rifrazione dell’atmosfera. Questo è importante in quanto su Venere è presente un fortissimo effetto serra, che fa della superficie del pianeta la più calda di tutto il sistema solare. Comprendere con precisione il fenomeno dell’effetto serra ci permetterà di studiare soluzioni più efficaci anche per quello terrestre.
La sonda e la traiettoria di entrata nell’atmosfera di Venere sono state studiate per garantire circa 330 secondi (5 minuti e 30 secondi) di rilevazioni scientifiche. Queste inizieranno ad una quota di 60 km, circa due minuti dopo l’entrata nell’atmosfera di Venere. Si concluderanno a 45 km, quando la sonda supererà lo strato di nubi ed entrerà nell’atmosfera più densa. Qui, fino all’atterraggio distruttivo, avverrà la trasmissione verso Terra di tutti i dati, effettuata con un’antenna che trasmette in banda S.
La sonda che conterrà lo strumento scientifico è stata studiata appositamente per resistere alla composizione corrosiva dell’atmosfera di Venere (96.5% di CO2 e 3.5% di Azoto). Ha un diametro di circa 40 cm, per un peso totale di circa 20 kg. Si tratta di un piccola sonda, ma in linea con le prestazioni del vettore Electron e della piattaforma Photon.
Lo scudo termico, la parte giallo scuro nella foto poco sopra, è un tipico Heat-shield for Extreme Entry Environment (HEEET), uno scudo termico originariamente sviluppato dalla NASA e costruito in composti del Carbonio. La parte superiore invece, è realizzata con un Politetrafluoroetilene, come può essere il TEFLON, un materiale resistente e anticorrosivo, ma anche trasparente alle radiofrequenze, una caratteristica fondamentale per poter ottenere i risultati scientifici della missione.
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La sonda partirà a maggio del 2023, a bordo di un razzo Electron. Questo vettore, che Rocket Lab lancia dal 2018, è in grado di trasportare in orbita terrestre bassa fino a 300 kg. Riuscirà a raggiungere Venere solamente grazie alla piattaforma Photon, che sostituisce il kick stage (o ultimo stadio) solitamente usato per le missioni verso l’orbita terrestre bassa.
La piattaforma Photon è un’altra tecnologia proprietaria di Rocket Lab ed a tutti gli effetti è un dispenser di microsatelliti. Essa garantisce infatti propulsione con accensioni multiple e alta precisione a piccoli cubesat, realizzate grazie al motore Hyper Curie. Per questa missione verrà usata nella versione chiamata high-energy Photon, già usata per lanciare la missione CAPSTONE della NASA verso la Luna. Questa piattaforma garantisce le comunicazioni con il Deep Space Network e con il sistema GPS nelle vicinanze della Terra. Dispone anche di uno Star Tracker per il controllo della sua posizione con le stelle fisse.
Una volta raggiunta un’orbita bassa terrestre di 250 km x 1200 km, grazie alla spinta dell’Electron, Photon alzerà progressivamente l’apogeo, accendendo il suo motore ogni volta che la sonda sarà al perigeo. Questa strategia è già stata usata per CAPSTONE, e permette di lasciare l’orbita terrestre con relativamente poco propellente.
Queste accensioni verranno effettuate fino a che non verrà raggiunta un’orbita con un apogeo di 70000 km, dalla quale si potrà sfuggire all’influenza gravitazionale terrestre ed entrare in un’orbita ellittica attorno al Sole. Qui avverranno quattro manovre correttive, chiamate Trajectory correction maneuvers (TCMs). Grazie ad esse Photon manterrà un’orbita che permetterà d’incrociare Venere ad ottobre del 2023. Qui il motore Hyper Curie di Photon si accenderà nuovamente, per direzionare la sonda verso l’atmosfera del pianeta. Circa 30 minuti prima dell’atterraggio avverrà la separazione ed inizierà la fase di discesa e raccolta dei dati.
Articolo Rocket Lab: Rocket Lab Mission to Venus.
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