Le missioni scientifiche di grande classe dell'ESA per il periodo 2035-2050 si concentreranno sulle lune dei pianeti giganti del Sistema Solare, esopianeti temperati o l'ecosistema galattico, e nuove sonde fisiche dell'universo primordiale.

"La selezione dei temi del Voyage 2050 è un momento cruciale per il programma scientifico dell'ESA, e per la futura generazione di scienziati e ingegneri spaziali, "dice Gunther Hasinger, Direttore scientifico dell'ESA.

"Ora che Cosmic Vision ha preso forma con un piano chiaro per le nostre missioni fino alla metà degli anni '30, dobbiamo iniziare a pianificare la scienza e la tecnologia di cui avremo bisogno per le missioni che vogliamo lanciare tra decenni, ed è per questo che oggi stiamo definendo i temi scientifici di alto livello del piano Voyage 2050".

A marzo 2019 è stata pubblicata una call for ideas per Voyage 2050, generando quasi 100 idee diverse e ambiziose, che sono stati successivamente distillati in una serie di temi scientifici. squadre di attualità, comprendente molti primi anni di carriera attraverso i primi scienziati provenienti da una vasta gamma di aree di competenza delle scienze spaziali, ha effettuato una valutazione iniziale dei temi e ha riferito i risultati a un comitato scientifico di alto livello. Questo comitato è stato incaricato dal direttore di raccomandare non solo temi scientifici per le prossime tre missioni di grande classe che seguiranno il Jupiter Icy Moons Explorer, Atena e Lisa, ma anche per identificare potenziali temi per future missioni di classe media, e raccomandare aree per lo sviluppo tecnologico a lungo termine oltre l'ambito di Voyage 2050. I temi scientifici sono stati selezionati dal Comitato del programma scientifico dell'ESA in una riunione il 10 giugno 2021. Le missioni specifiche stesse saranno selezionate a tempo debito quando l'ESA pubblicherà i bandi individuali per proposte di missione

"Il piano Voyage 2050 è il risultato di uno sforzo significativo della comunità scientifica, delle squadre tematiche, e del comitato senior che ha contribuito a un dibattito così vivace e produttivo per arrivare a questa proposta eccezionale, "dice Fabio Favata, Responsabile della Strategia, Ufficio Pianificazione e Coordinamento. "Voyage 2050 sta salpando, e manterrà l'Europa in prima linea nella scienza spaziale per i decenni a venire".

Temi della missione

Le prime tre priorità per le future missioni di grande classe sono identificate come:

Lune dei pianeti giganti

Indagare il potenziale di abitabilità dei mondi nel nostro Sistema Solare è essenziale per comprendere l'emergere della vita, ed è di particolare rilevanza nella ricerca di pianeti simili alla Terra oltre il nostro Sistema Solare. Basandosi sull'eredità della missione internazionale Cassini-Huygens su Saturno e sull'imminente Jupiter Icy Moons Explorer dell'ESA, una futura missione del sistema solare esterno con strumentazione avanzata si concentrerebbe sullo studio della connessione degli interni lunari oceanici con i loro ambienti vicini alla superficie, anche cercando di cercare possibili biofirme. Il profilo della missione potrebbe includere un'unità in situ, come un lander o un drone.

Dagli esopianeti temperati alla Via Lattea

La nostra Via Lattea contiene centinaia di milioni di stelle e pianeti insieme a materia oscura e materia interstellare, ma la nostra comprensione di questo ecosistema, un trampolino di lancio per comprendere il funzionamento delle galassie in generale, è limitato. Una comprensione dettagliata della storia della formazione della nostra Galassia, comprese le sue "regioni nascoste, " è la chiave per la nostra comprensione delle galassie in generale. Allo stesso tempo, la caratterizzazione degli esopianeti temperati nel medio infrarosso, attraverso un primo spettro di emissione termica diretta dalle atmosfere degli esopianeti per capire meglio se ospitano condizioni di superficie veramente abitabili, sarebbe una svolta eccezionale.

Sebbene l'argomento degli esopianeti sia considerato un'alta priorità scientifica, consolidare la leadership dell'Europa nel campo degli esopianeti oltre la vita di Cheope, Platone e Ariel, una scelta informata tra uno studio delle regioni meno accessibili della nostra Galassia e lo studio degli esopianeti temperati deve essere fatta coinvolgendo la comunità scientifica interessata per valutare la probabilità di successo e la fattibilità delle missioni all'interno delle grandi condizioni limite della missione.

Nuove sonde fisiche dell'universo primordiale

Come è iniziato l'universo? Come si sono formate ed evolute le prime strutture cosmiche e i buchi neri? Queste sono domande in sospeso in fisica e astrofisica fondamentale che potrebbero essere affrontate da missioni che sfruttano nuove sonde fisiche, come rilevare onde gravitazionali con alta precisione o in una nuova finestra spettrale, o mediante spettroscopia ad alta precisione del fondo cosmico a microonde, la radiazione residua rimasta dal Big Bang. Questo tema segue la scoperta scientifica di Planck e l'atteso ritorno scientifico di LISA, e sfrutterebbe i progressi compiuti nella strumentazione per aprire un enorme spazio di scoperta. Saranno necessari ulteriori studi e interazioni con la comunità scientifica per convergere su una missione che affronti questo tema.

Un futuro luminoso per le missioni di classe media

Le missioni di classe media sono una componente chiave del programma scientifico dell'ESA e consentono all'Europa di condurre missioni autonome che rispondono a importanti domande scientifiche con costi relativamente modesti. Venere Express, Mars Express e l'imminente Euclide, Platone, e le missioni Ariel sono esempi del passato dell'ESA, missioni di classe media attuali e future.

Il comitato Voyage 2050 ha identificato temi in tutti i domini della scienza spaziale, dalla scienza del sistema solare all'astrometria, astronomia, astrofisica e fisica fondamentale, dimostrando che la scienza rivoluzionaria può continuare a essere raggiunta entro il limite di costo delle missioni di classe media. Le missioni medie continueranno a essere selezionate tramite future "Chiamate per missioni".

Le missioni di classe media forniscono anche un percorso per la partecipazione dell'Europa a missioni ambiziose con partner internazionali. Ciò potrebbe includere il contributo agli osservatori astronomici di prossima generazione della NASA, proprio come l'attuale partnership del James Webb Space Telescope, o alle future missioni esterne del Sistema Solare, Per esempio.

Sviluppo tecnologico per il prossimo secolo

Nel discutere i possibili grandi temi della missione, il comitato Voyage 2050 ha identificato diverse aree in cui il ritorno scientifico sarebbe stato eccezionale, ma la tecnologia non avrebbe raggiunto la maturità entro i tempi di Voyage 2050. Il comitato ha quindi raccomandato di investire in una serie di tecnologie in modo che questi temi potessero diventare realtà nella seconda metà di questo secolo. Questo copre argomenti come l'interferometria dell'atomo freddo per lo sviluppo dell'orologio atomico, consentendo l'interferometria a raggi X per lo studio futuro di oggetti compatti come i buchi neri, e sviluppi per future missioni planetarie:in particolare migliori fonti di energia per consentire l'esplorazione del Sistema Solare esterno, e progressi nella raccolta e conservazione di campioni criogenici di ghiacci cometari per una futura missione di restituzione dei campioni.

Perché pianificare ora?

La pianificazione a lungo termine è essenziale per garantire il successo nei futuri sforzi della scienza spaziale. Cosmic Vision 2015-2025 è l'attuale ciclo di pianificazione per le missioni di scienze spaziali dell'ESA. È stato creato nel 2005, ed è antecedente al piano Horizon 2000 predisposto nel 1984, e Orizzonte 2000 Plus, che è stato redatto nel 1994-1995. Per contestualizzare questi piani, Rosetta inseguitrice di comete e il suo lander Philae, e la 'macchina del tempo' Planck e l'osservatorio astronomico Herschel sono nati tutti in Horizon 2000. Gaia, Lisa Pathfinder e BepiColombo sono stati tutti concepiti in Horizon 2000 Plus. Le missioni Cosmic Vision si stanno realizzando solo oggi:la missione sull'esopianeta Cheops lanciata nel 2019, e Solar Orbiter nel 2020. Jupiter Icy Moons Explorer, Athena e LISA sono tutte missioni di grande classe nel piano Cosmic Vision. Le grandi missioni in particolare richiedono un significativo sviluppo tecnologico, che spesso richiede diversi anni. Perciò, è importante iniziare a definire con largo anticipo la tecnologia necessaria, per garantire che il programma scientifico dell'ESA possa garantire un livello mondiale, serie di missioni lungimiranti per le generazioni future.

Così, è tempo di guardare oltre la Visione Cosmica, al periodo 2035-2050, e anche oltre, con il piano Voyage 2050.