Il satellite Solar Orbiter (SolO) dell’ESA per l’osservazione del Sole si sta avvicinando al perielio, il punto di massimo avvicinamento al Sole nella sua orbita attuale. Lo raggiungerà domani, 4 aprile 2024, arrivando a trovarsi a 0.29 Unità Astronomiche dal Sole. 1 UA è pari alla distanza Terra-Sole, perciò arriverà a poco più di 43 milioni di km dalla nostra stella.

Si tratta di un momento tanto pericoloso per il veicolo quanto importante per le attività scientifiche della missione, perciò il team di controllo missione dell’ESA si sta preparando ad affrontare eventuali problemi che il satellite potrebbe affrontare mentre sorvola la nostra stella, costantemente attiva e imprevedibile.

Avvicinandosi sempre di più al Sole

SolO effettua osservazioni del Sole da un’orbita eccentrica che arriva fino a circa 60 raggi solari, all’interno dell’orbita di Mercurio. Il 15 giugno 2020 si è avvicinato a 77 milioni di km dal Sole, il 26 marzo 2022 a 48 milioni di km. Il perielio più ravvicinato lo porta fino a circa 43 milioni di km.

Il satellite è appositamente progettato per puntare sempre verso il Sole, e il suo lato rivolto alla nostra stella è protetto da uno schermo solare; durante la sua orbita è infatti esposto (in media) a luce solare 13 volte più intensa di quella percepita sulla Terra. La temperatura di SolO è regolata dal posizionamento di speciali radiatori, che dissipano il calore in eccesso nello spazio.

Tuttavia, l’avvicinamento al perielio è un’operazione molto delicata. Solar Orbiter ha meno energia disponibile, poiché il calore intenso richiede di inclinare i suoi pannelli solari lontano dal Sole per evitare danni. Perciò, durante l’attraversamento del perielio, squadre di esperti di dinamica del volo presso il centro di controllo missione ESOC seguiranno con molta attenzione l’avanzamento del satellite.

A mali estremi, estremi rimedi

Se qualcosa dovesse andare storto durante le attività del team di missione, SolO potrebbe ripristinarsi automaticamente in “modalità provvisoria”. In questa modalità, il software di bordo si riavvia e vengono riattivate solo le sue funzioni più basilari.

L’attivazione di questa modalità durante il perielio sarebbe particolarmente dannosa, a causa del grave impatto sulle operazioni scientifiche, che durante questo momento sono le più importanti in assoluto.

La massima priorità in modalità provvisoria è puntare l’antenna di comunicazione verso la Terra, e ristabilire il contatto il prima possibile. Il Sole è così luminoso che un sensore solare di base è sufficiente per garantire che Solar Orbiter sappia sempre dove si trova il Sole, ma gli scienziati a Terra per capire in che direzione il satellite si trovi devono affidarsi agli inseguitori stellari.

Gli inseguitori stellari si accendono automaticamente durante la modalità provvisoria e SolO li usa per riconoscere determinati schemi di stelle. Può quindi determinare il suo orientamento e in quale direzione dovrebbe puntare la sua antenna per comunicare con la Terra.

The worst case scenario e i test di recupero

In modalità provvisoria, SolO può utilizzare solo la sua antenna di comunicazione di riserva. Essa può muoversi in su e in giù su un asse, ma non a sinistra e a destra sull’altro. Ciò evita una serie di potenziali complicazioni, ma significa anche che l’intero veicolo deve ruotare per puntare l’antenna in determinate direzioni.

La soluzione è l’effetto stroboscopico: se Solar Orbiter si trovasse in modalità provvisoria e non fosse in grado di localizzare la Terra, inizierà a rotolare attorno a un asse mantenendo il suo scudo termico puntato in modo sicuro verso il Sole.

In modalità stroboscopica, SolO emette un segnale particolare. Non appena rilevato in una delle stazioni di terra, sarà possibile valutare la situazione, capire cosa ha causato l’attivazione della modalità provvisoria ed effettuare le operazioni di problem solving e ripristino. Soprattutto il riavvio di sistemi più avanzati, come gli strumenti scientifici.

Durante i quattro anni di permanenza nello spazio, Solar Orbiter non ha mai dovuto fare affidamento su un recupero stroboscopico. I team dell’ESOC hanno quindi sfruttato un recente periodo di basso ritardo nella comunicazione con Solar Orbiter per verificare se sono pronti a gestire un vero e proprio recupero stroboscopico.

I test di recupero sono stati un successo. I team hanno confermato di poter rilevare il segnale di emergenza di Solar Orbiter e identificare lo stato del satellite in caso di attivazione della modalità provvisoria (anche con inseguitori stellari malfunzionanti).

Qui una lista dei passati e futuri perieli raggiunti da SolO durante la missione.