Il Solar Orbiter dell'ESA attraverserà le code della cometa ATLAS nei prossimi giorni. Sebbene la navicella spaziale lanciata di recente non avrebbe dovuto raccogliere dati scientifici in questo momento, gli esperti di missione hanno lavorato per garantire che i quattro strumenti più importanti vengano accesi durante l'incontro unico.

Solar Orbiter è stato lanciato il 10 febbraio 2020. Da allora, e ad eccezione di una breve chiusura a causa della pandemia di coronavirus, scienziati e ingegneri hanno condotto una serie di test e routine di configurazione note come messa in servizio.

La data di completamento di questa fase è stata fissata al 15 giugno, in modo che l'astronave potesse essere completamente funzionante per il suo primo passaggio ravvicinato del sole, o perielio, a metà giugno. Però, la scoperta dell'incontro casuale con la cometa ha reso le cose più urgenti.

Volare per caso attraverso la coda di una cometa è un evento raro per una missione spaziale, qualcosa che gli scienziati sanno che è successo solo sei volte prima per missioni che non erano specificamente a caccia di comete. Tutti questi incontri sono stati scoperti nei dati del veicolo spaziale dopo l'evento. L'imminente traversata di Solar Orbiter è la prima ad essere prevista in anticipo.

È stato notato da Geraint Jones dell'UCL Mullard Space Science Laboratory, UK, che ha una storia di 20 anni di indagine su tali incontri. Ha scoperto il primo incrocio accidentale di coda nel 2000, mentre indagava su uno strano disturbo nei dati registrati dalla navicella spaziale Ulysses dell'ESA/NASA che studiava il sole nel 1996. Questo studio ha rivelato che la navicella spaziale era passata attraverso la coda della cometa Hyakutake, noto anche come "La Grande Cometa del 1996". Subito dopo l'annuncio, Ulisse attraversò la coda di un'altra cometa, e poi un terzo nel 2007.

All'inizio di questo mese, rendendosi conto che Solar Orbiter sarebbe stato 44 milioni di chilometri a valle della cometa C/2019 Y4 (ATLAS) nel giro di poche settimane, Geraint ha immediatamente allertato il team dell'ESA.

Solar Orbiter è dotato di una suite di 10 strumenti in situ e di telerilevamento per studiare il sole e il flusso di particelle cariche che rilascia nello spazio:il vento solare. casualmente, i quattro strumenti in situ sono perfetti anche per rilevare le code della cometa perché misurano le condizioni intorno al veicolo spaziale, e così potrebbero restituire dati sui granelli di polvere e sulle particelle caricate elettricamente emesse dalla cometa. Queste emissioni creano le due code della cometa:la coda di polvere che viene lasciata nell'orbita della cometa e la coda di ioni che punta direttamente dal sole.

Solar Orbiter attraverserà la coda ionica della cometa ATLAS il 31 maggio-1 giugno, e la coda di polvere il 6 giugno. Se la coda ionica è abbastanza densa, Il magnetometro di Solar Orbiter (MAG) potrebbe rilevare la variazione del campo magnetico interplanetario a causa della sua interazione con gli ioni nella coda della cometa, mentre il Solar Wind Analyzer (SWA) potrebbe catturare direttamente alcune delle particelle di coda.

Quando Solar Orbiter attraversa la coda di polvere, a seconda della sua densità, estremamente difficile da prevedere, è possibile che uno o più minuscoli granelli di polvere colpiscano il veicolo spaziale a velocità di decine di chilometri al secondo. Sebbene non vi sia alcun rischio significativo per il veicolo spaziale da ciò, gli stessi granelli di polvere saranno vaporizzati all'impatto, formando minuscole nuvole di gas caricato elettricamente, o plasma, che potrebbe essere rilevato dallo strumento Radio and Plasma Waves (RPW).

Un incontro inaspettato come questo fornisce una missione con opportunità e sfide uniche, ma va bene! Occasioni come questa fanno tutte parte dell'avventura della scienza, "dice Gunther Hasinger, Direttore scientifico dell'ESA.

Una di queste sfide era che sembrava improbabile che gli strumenti fossero tutti pronti in tempo a causa della messa in servizio. Ora, grazie a uno sforzo speciale da parte dei team strumentali e del team delle operazioni di missione dell'ESA, tutti e quattro gli strumenti in situ saranno accesi e raccoglieranno dati, anche se in alcuni momenti sarà necessario riportare gli strumenti in modalità commissioning per garantire il rispetto della scadenza del 15 giugno.

"Con questi avvertimenti, siamo pronti per qualunque cosa la cometa ATLAS abbia da dirci, "dice Daniel Müller, Scienziato del progetto ESA per Solar Orbiter.

Aspettati l'inaspettato

Un'altra sfida riguarda il comportamento della cometa. La cometa ATLAS è stata scoperta il 28 dicembre 2019. Nei prossimi mesi, si illuminò così tanto che gli astronomi si chiesero se sarebbe diventato visibile ad occhio nudo a maggio.

Sfortunatamente, all'inizio di aprile la cometa si è frammentata. Di conseguenza, anche la sua luminosità è diminuita notevolmente, derubando gli osservatori del cielo della vista. Un'ulteriore frammentazione a metà maggio ha ulteriormente sminuito la cometa, rendendolo meno rilevabile da Solar Orbiter.

Sebbene le possibilità di rilevamento siano ridotte, lo sforzo vale ancora la pena secondo Geraint.

"Ad ogni incontro con una cometa, impariamo di più su questi oggetti intriganti. Se Solar Orbiter rileva la presenza della cometa ATLAS, poi impareremo di più su come le comete interagiscono con il vento solare, e possiamo controllare, Per esempio, se le nostre aspettative sul comportamento della coda di polvere concordano con i nostri modelli, " spiega. "Tutte le missioni che incontrano le comete forniscono pezzi del puzzle".

Geraint è il principale investigatore della futura missione Comet Interceptor dell'ESA, che consiste di tre veicoli spaziali ed è programmato per il lancio nel 2028. Farà un sorvolo molto più ravvicinato di una cometa ancora sconosciuta che verrà selezionata dalle comete appena scoperte più vicino al momento del lancio (o anche dopo).

Sfiorando il sole

Solar Orbiter sta attualmente girando intorno alla nostra stella madre tra le orbite di Venere e Mercurio, con il suo primo perielio che avrà luogo il 15 giugno, circa 77 milioni di chilometri dal sole. Nei prossimi anni, sarà molto più vicino, nell'orbita di Mercurio, a circa 42 milioni di chilometri dalla superficie solare. Nel frattempo, La cometa ATLAS è già lì, avvicinandosi al proprio perielio, prevista per il 31 maggio, a circa 37 milioni di chilometri dal sole.

"Questo incrocio di coda è anche emozionante perché accadrà per la prima volta a distanze così ravvicinate dal sole, con il nucleo della cometa che si trova all'interno dell'orbita di Mercurio, "dice Yannis Zouganelis, Vice scienziato del progetto dell'ESA per Solar Orbiter.

Comprendere l'ambiente polveroso nella regione più interna del sistema solare è uno degli obiettivi scientifici di Solar Orbiter.

"Le comete vicino al sole come la cometa ATLAS sono fonti di polvere nell'eliosfera interna e quindi questo studio non solo ci aiuterà a capire la cometa, ma anche l'ambiente polveroso della nostra stella, "aggiunge Yannis.

Guardare un oggetto ghiacciato piuttosto che il sole cocente è certamente un modo eccitante e inaspettato per Solar Orbiter di iniziare la sua missione scientifica, ma questa è la natura della scienza.

"La scoperta scientifica si basa su una buona pianificazione e serendipità. Nei tre mesi dal lancio, il team di Solar Orbiter ha già dimostrato di essere pronto per entrambi, "dice Daniele.

"Prospettive per il rilevamento in situ della cometa C/2019 Y4 ATLAS da parte di Solar Orbiter, " di G. Jones et al (2020), è pubblicato in Note di ricerca dell'AAS .