Il contributo di Imperial alla missione Solar Orbiter, che andrà più vicino al sole di qualsiasi cosa finora, è pronto a volare dopo numerosi test.

Solar Orbiter è una missione dell'Agenzia spaziale europea che trasporta dieci strumenti per misurare molte proprietà diverse del sole e dello spazio interplanetario.

A bordo della navicella spaziale, lancio all'inizio del 2019, sarà uno strumento magnetometro costruito da un team del Dipartimento di Fisica dell'Imperial.

Il magnetometro misurerà il campo magnetico del sole nello spazio interplanetario, trasportato dal vento solare. Il vento solare è un flusso di particelle cariche proveniente dal sole che riempie il sistema solare, che il campo magnetico del sole gioca un ruolo importante nella creazione.

Il principale ricercatore, il professor Tim Horbury del Dipartimento di Fisica dell'Imperial, ha dichiarato:"Viviamo all'interno di una bolla soffiata dal sole nello spazio interstellare. Anche la Terra ha il suo campo magnetico, che crea una cavità nella bolla solare.

"L'interazione tra il vento solare e il campo magnetico terrestre ci dà l'aurora - l'aurora boreale e l'aurora boreale - ma quando il vento solare è forte può anche causare problemi alla nostra tecnologia, dalle reti elettriche ai satelliti".

Si pensa che il campo magnetico del sole sia generato in modo simile a quello della Terra mentre ruota, ma è molto più dinamico. Ogni 11 anni la polarità si inverte, e questo modello è legato al modello delle macchie solari che appaiono sulla superficie del sole. le macchie solari sono associate a eventi estremi chiamati brillamenti solari ed espulsioni di materiale solare che causano seri problemi se raggiungono la Terra.

In orbita attorno al sole e avvicinandosi ad una distanza di soli 50 milioni di chilometri - all'interno dell'orbita di Mercurio, il pianeta più vicino al sole:il magnetometro del team imperiale sarà in grado di ottenere informazioni senza precedenti su come il sole genera il suo campo magnetico e su come questo gioca un ruolo nel vento solare e negli eventi più estremi.

Soggetto sensibile

Lo strumento è composto da due sensori alloggiati all'interno di cupole metalliche; una scatola nera contenente l'elettronica, un processore per computer e un alimentatore; e cavi per fornire alimentazione e comunicazioni ai sensori.

Il magnetometro deve essere estremamente sensibile per rilevare il campo magnetico del sole che raggiungerà l'astronave. L'ingegnere capo Helen O'Brien del Dipartimento di Fisica ha dichiarato:"Il nostro strumento è così sensibile, potrebbe misurare il campo magnetico di una macchina per la risonanza magnetica dall'altra parte di Londra.

"Questo significa, però, che dobbiamo lavorare sodo per isolarlo dagli altri strumenti sulla navicella spaziale. Oggetti metallici e circuiti elettrici creano piccoli campi magnetici, quindi abbiamo requisiti molto severi per il resto del progetto, fino alle viti e alla vernice."

Il magnetometro deve anche sopravvivere ad alcune condizioni estreme, compresa l'intensa vibrazione del decollo, che utilizzerà un razzo Atlas V della NASA. Un modello precedente dello strumento, che è stato sottoposto a rigorosi test volti a superare le condizioni previste, sbriciolato sotto lo sforzo.

O'Brien ha dichiarato:"Abbiamo montato i sensori su un materiale ceramico che si espande o si contrae appena con i cambiamenti di temperatura, in modo che la loro posizione relativa l'una rispetto all'altra sia mantenuta stabile durante gli sbalzi di temperatura estremi che la navicella sperimenterà. Però, questo materiale è piuttosto fragile, e si è rotto nel test di vibrazione."

L'ispessimento del materiale ha aiutato a risolvere il problema, e come risultato di test rigorosi sono state apportate molte modifiche e miglioramenti al design. Ma ora, il dispositivo è finito, e sta aspettando in una stanza pulita all'Imperial prima di essere montato sulla navicella spaziale.

Intanto, il team sta costruendo un 'flight spare', un dispositivo identico nel caso succeda qualcosa all'originale prima del lancio. Quando lo strumento è montato sull'astronave, il team darà istruzioni estremamente precise - fino al materiale di cui è fatto il cacciavite, e facendo attenzione che non rimangano minuscoli trucioli di metallo, che potrebbero disturbare le misurazioni.

Una volta montati tutti gli strumenti, l'intera navicella passerà attraverso un'altra raffica di test, prima di essere spedito a Cape Canaveral per il lancio nel febbraio 2019. Passerà quindi due anni a raggiungere il sole, e altri otto che raccolgono dati. Infine, i suoi pannelli solari si degraderanno e smetteranno di produrre energia, ma andranno alla deriva intorno al sole per sempre.