Il 22 novembre 2024 i satelliti CSC Coronagraph e OSC Occulter della missione Proba-3 dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e dell’Agenzia Spaziale Indiana (ISRO) sono stati integrati in configurazione di lancio. I due satelliti, un telescopio e un occultatore che insieme formano un innovativo coronografo, sfrutteranno le ultime tecnologie di volo di precisione in formazione per studiare la corona solare.
Questo step ha preceduto il rifornimento del satellite con idrazina (processo completato dal team di ArianeGroup il giorno successivo, 23 novembre), ultimo passaggio prima del trasporto al pad di lancio per l’integrazione sul razzo PSLV-XL C59. Il vettore indiano inserirà CSC e OSC, disposti nell’attuale configurazione, in un’orbita altamente ellittica attorno alla Terra (600 km x 60530 km), prima della separazione.
I due satelliti ESA sono stati impilati utilizzando un sistema di integrazione verticale. La procedura segue quella del 13 novembre, durante la quale gli addetti ai lavori hanno montato il CSC sul payload adapter del vettore per verificarne la compatibilità.
Il lancio è attualmente previsto per il 4 dicembre dallo spazioporto indiano SHAR (Satish Dhawan Space Centre) di Sriharikota, con possibile slittamento fino al 24 dicembre, che potrebbe interessare anche la missione SPADEX.
Proba-3 è frutto del lavoro congiunto di circa 40 aziende tra cui Redwire Space, Sener, Airbus, ArianeGroup. Aziende ed enti di 14 Stati Membri dell’ESA che hanno formato un consorzio per sviluppare la missione, guidato da Spagna e Belgio.
Volo di precisione in formazione nello spazio
La missione Proba-3, acronimo di Project for On-Board Autonomy-3, è un progetto ambizioso, pensato per perfezionare le tecnologie di volo di precisione in formazione e aprire la strada a una nuova generazione di osservazioni solari.
La coppia di satelliti sarà connessa durante tutta l’orbita tramite un sistema di collegamento radio inter-satellitare, fornito da Tekever in Portogallo, che aggiornerà in tempo reale la loro distanza.
Inoltre, i satelliti determineranno autonomamente le loro posizioni assolute nello spazio, utilizzando ricevitori di navigazione satellitare appositamente progettati. L’orbita altamente ellittica di Proba-3, infatti, attraverserà le orbite delle costellazioni di navigazione satellitare e si spingerà ben oltre nello spazio.
Quando i satelliti si troveranno a una distanza inferiore a circa 250 metri l’uno dall’altro, entreranno in gioco i sistemi di navigazione relativa utilizzati per il volo in formazione precisa.
Il primo è il Vision Based Sensor. Si tratta di una telecamera grandangolare che serve per tracciare un segnale a LED sull’altro satellite, fornendo informazioni sulla distanza tra i satelliti. Questo sistema è integrato da una telecamera ad angolo stretto che si aggancia a un secondo segnale a LED molto più piccolo. Così facendo, fornirà informazioni di posizionamento relativo con una precisione fino a circa un centimetro.
Successivamente, il Fine Lateral and Longitudinal Sensor (FLLS) a bordo del satellite OSC Occulter di Proba-3 emetterà un laser verso un riflettore situato sulla superficie del satellite CSC Coronagraph. Il laser verrà poi riflesso nuovamente verso l’Occulter, consentendo al FLLS di determinare la posizione relativa con una precisione fino al millimetro.
Infine, l’ultima tecnologia di posizionamento utilizzata sarà lo Shadow Positioning Sensor (SPS). Esso è basato su fotorivelatori disposti attorno alla lente, che lo strumento principale del CSC di Proba-3 utilizzerà per osservare la corona solare. Se l’ombra risultasse correttamente centrata sul Coronagraph, la sua illuminazione potrebbe essere uniforme su tutti i lati; qualsiasi discrepanza attiverebbe una correzione immediata.
Proba-3: payload e strumenti per studiare il Sole
Proba-3 collauderà anche una tecnica di osservazione del Sole innovativa. Un coronografo di 314 Kg (CSC) che fungerà da “osservatore” della corona solare e un occultatore di 231 Kg (OSC) che fungerà da “oscuratore” della luce solare. Quest’ultimo si posizionerà a 144 metri dal telescopio, riproducendo una piccola eclissi solare artificiale. Infatti, proiettando un’ombra sul primo satellite, favorirà lo studio della corona solare.
Questa è altrimenti difficilmente osservabile, poiché si palesa per pochi minuti durante le eclissi solari totali. Qui la sostanziale differenza con le precedenti missioni di osservazione solare: l’occultatore ben distanziato e non parte integrante del coronografo. Ne è un chiaro esempio il telescopio della missione SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), lanciato il 2 dicembre 1995 e posizionato nel punto lagrangiano L1 a 1.5 milioni di km dalla Terra, che risente del fenomeno della diffrazione.
Il coronografo di Proba-3 si chiama ASPIICS, acronimo di Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun. Lo strumento è composto da un grande disco oscurante di 1.4 metri di diametro montato sull’Occulter e da un sistema coronografico solare trasportato dal satellite Coronagraph.
ASPIICS punta a migliorare l’osservazione ravvicinata del Sole e della sua corona da un raggio solare di 3 fino a soli 1.08 raggi solari. Sebbene le missioni dedicate alla fisica solare (compresa Proba-2, lanciata nel 2009) abbiano già studiato la corona a diverse temperature e altezze, la regione entro 3 raggi solari rimane in gran parte inesplorata.
ASPIICS permetterà anche di studiare le espulsioni di massa coronale (Coronal Mass Ejections, CMEs). Questi enormi getti di materia calda provenienti dal Sole governano lo space weather, e possono avere un impatto significativo anche sulla Terra.
Oltre ad ASPIICS, Proba-3 trasporterà altri due strumenti scientifici. Il primo è DARA (Davos Absolute Radiometer), un radiometro assoluto progettato per misurare l’irradianza solare totale. Il secondo è 3DEES (3D Energetic Electron Spectrometer), un dimostratore tecnologico. Sviluppato come strumento scientifico di alta precisione, misurerà lo spettro degli elettroni nelle fasce di Van Allen.
