XMM-Newton. Credito:ESA/D. Ducros
XMM-Newton è uno degli osservatori orbitali più longevi e produttivi d'Europa, indagando sull'Universo a raggi X caldo. Grazie al lavoro di squadra e all'innovazione tecnica, è sulla buona strada per continuare a volare ancora per molto tempo.
Lanciato 17 anni fa, Il telescopio a raggi X orbitante dell'ESA ha aiutato gli scienziati di tutto il mondo a comprendere alcuni degli eventi più misteriosi del nostro Universo, da ciò che accade dentro e intorno ai buchi neri a come si sono formate le galassie.
A 3800 kg, l'XMM-Newton, lungo 10 m, è il più grande satellite scientifico mai costruito in Europa e i suoi specchi del telescopio sono i più sensibili mai sviluppati.
Dovrebbe funzionare fino a un decennio, la robusta astronave ha felicemente sorpreso tutti durando quasi due decenni e non mostra segni di arrendersi.
Il successo di XMM-Newton è stato possibile non solo grazie al robusto veicolo spaziale, ma anche la stretta collaborazione tra il centro astronomico dell'ESA vicino a Madrid, Spagna, e i controllori di missione presso il centro operativo dell'ESA a Darmstadt, Germania.
"Il numero totale di 4775 pubblicazioni scientifiche fino ad oggi, con 358 solo quest'anno, è un record impressionante del successo scientifico della missione, coprendo molti, molte aree dell'astrofisica, " osserva lo scienziato del progetto Norbert Schartel.
Ma mantenerlo in forma e in salute nel suo terzo decennio significa che il team deve continuare a sviluppare e testare nuove tecniche di controllo. Una complessa modifica al sistema di controllo dell'orbita ha quasi dimezzato il consumo di carburante, Per esempio.
(Non) in esecuzione a vuoto
Il modulo inferiore XMM emerso dal Large Space Simulator in ESTEC nel 1999. Credito:ESA
Per i principianti, mantenere XMM in orbita richiederà occasionali accensioni di propulsori, circa una volta al giorno, e questo significa bruciare carburante.
"Abbiamo un sacco di carburante e nel corso degli anni abbiamo capito come usarne sempre meno per mantenere la nostra orbita scientifica, "dice Marcus Kirsch, responsabile delle operazioni di navicella spaziale.
"Il carburante è distribuito tra quattro serbatoi separati, ma il serbatoio principale funzionerà prima a secco. Il design significa che non abbiamo potuto utilizzare il carburante rimanente negli altri serbatoi, quindi stiamo spostando tutto nel serbatoio 1. Questo ci consentirà di continuare le operazioni nel prossimo decennio".
Di nuovo nella sala di controllo
Come parte di questo processo, la squadra di controllo di volo è tornata al grande, sala di controllo principale per scopi generici al controllo missione a novembre – la prima volta dal lancio nel 1999 – per cinque giorni di simulazioni intensive. Il team di solito lavora da un più piccolo, stanza dedicata condivisa con i team della missione Integral e Gaia.
Le simulazioni hanno verificato le procedure che verranno utilizzate per lo spostamento del carburante e per riconfigurare XMM per il funzionamento oltre il 2017.
"Non molti veicoli spaziali utilizzano il sistema di alimentazione del serbatoio appositamente progettato come su XMM, "dice Nikolai von Krusenstiern, ingegnere delle operazioni spaziali.
"Per quanto ne sappiamo, nessuno ha mai spostato carburante da un serbatoio all'altro con un design del serbatoio come il nostro in un satellite in orbita, e vogliamo prenderci tutto il tempo necessario per ridurre al minimo qualsiasi rischio per la missione".
Le due immagini in questo collage sono state scattate dalle due telecamere di monitoraggio a bassa risoluzione montate sui lati opposti del gruppo del piano focale, guardando lungo la direzione di puntamento del tubo del telescopio verso il modulo di servizio. Credito:ESA
Il rifornimento da serbatoio a serbatoio non è mai stato previsto nelle specifiche di progettazione originali, poiché XMM non era destinato a durare così a lungo, quindi nessun processo è stato ideato dal costruttore Astrium (ora Airbus Defence &Space).
"Airbus è stato molto utile:ci hanno persino aiutato a metterci in contatto con il progettista ora in pensione del sistema di alimentazione per aiutarci a progettare in sicurezza le procedure, "dice Nikolai.
Il terzo decennio di XMM
Il team analizzerà ora i risultati delle simulazioni del mese scorso con l'obiettivo di riconfigurare il veicolo spaziale nel 2017. Ciò integrerà l'attenta ottimizzazione delle procedure di controllo del volo già in atto, e mantenere i propulsori XMM attivi - e il veicolo spaziale che vola in modo affidabile - fino al 2023.
Dopo di che, il team avrà a disposizione un piano a basso rischio e confermato per effettuare il rifornimento di carburante, che da allora in poi manterrebbe il mestiere nella sua missione scientifica anche nel suo terzo decennio.
"Il tempo trascorso nell'addestramento e nelle simulazioni il mese scorso è stato estremamente prezioso per l'intero team, "dice Marco.
"Abbiamo lavorato insieme per ideare una soluzione solida per i prossimi decenni di XMM, e i singoli ingegneri hanno acquisito un'eccellente esperienza di addestramento che possono utilizzare per XMM o addirittura portare con sé se assegnati ad altre missioni."
