Solar Orbiter dell'ESA ha completato con successo quattro mesi di scrupolose verifiche tecniche, noto come messa in servizio. Nonostante le sfide imposte dalla pandemia di COVID-19, la navicella è ora pronta per iniziare a svolgere attività scientifiche mentre continua la sua crociera verso il sole.

Quando Solar Obiter è esploso nello spazio su un razzo Atlas V da Cape Canaveral, Florida, il 10 febbraio, le squadre dietro la missione da 1,5 miliardi di euro non avevano previsto che in poche settimane, la diffusione di COVID-19 li sfratterebbe dalle loro sale di controllo ad alta tecnologia, rendendo ancora più difficile l'impegnativo processo di messa in servizio degli strumenti del veicolo spaziale.

In circostanze normali, molti degli scienziati e degli ingegneri del progetto si sarebbero riuniti presso il Centro operativo spaziale europeo (ESOC) a Darmstadt, Germania. Insieme, avrebbero lavorato in stretta collaborazione con gli operatori dei veicoli spaziali, per dare vita alla navicella spaziale e ai suoi strumenti.

Questo è successo più o meno come al solito durante le prime settimane più impegnative dell'esistenza in orbita di Solar Orbiter, ma quando le squadre strumentali sono state invitate all'ESOC a marzo, la situazione in Europa stava cambiando rapidamente.

Ciascuno dei dieci team di strumenti aveva bisogno di molti rappresentanti in loco. Due o tre per ogni squadra sono stati ammessi in una sala di controllo Solar Orbiter dedicata. "Gli altri rappresentanti hanno lavorato da un'area di supporto dedicata, "dice Sylvain Lodiot, Responsabile delle operazioni del veicolo spaziale Solar Orbiter dell'ESA. Non era insolito avere 15 o più persone che lavoravano anche nella sala di controllo principale. Ma entro una settimana, è diventato chiaro che i paesi europei si stavano dirigendo verso il blocco e quindi alle squadre esterne è stato chiesto di tornare a casa.

Il team italo-tedesco-ceco dietro il coronografo METIS, uno strumento che misura il visibile, emissioni ultraviolette ed ultraviolette estreme della corona solare con una risoluzione temporale e spaziale senza precedenti, si stava appena preparando ad accendere lo strumento per la prima volta quando è stata presa la decisione che le persone di quel tempo hotspot di coronavirus nelle regioni italiane Piemonte e Lombardia non potevano più entrare nell'ESOC per motivi di sicurezza.

"Abbiamo fatto fatica a cercare di riorganizzare al volo le abilità di squadra con chi poteva entrare, "dice Marco Romoli, Investigatore principale del METIS. "E grazie alle persone dell'ESOC e ai nervi saldi dei presenti, siamo riusciti a portare a termine con successo l'attività."

La situazione è diventata ancora più grave quando diversi lavoratori dell'ESOC sono risultati positivi al virus, e il sito è stato effettivamente chiuso.

"Dovevamo proteggere le persone, "dice Silvano, il cui ultimo compito prima di tornare a casa era spegnere tutti gli strumenti su Solar Orbiter. "Sembrava orribile perché non sapevo quando quegli strumenti sarebbero tornati online, " lui dice.

In caso, è stata solo una settimana dopo che uno staff ridotto è tornato e con tutte le misure di allontanamento sociale in atto ha iniziato a lavorare a distanza con i team dello strumento per portare a termine la messa in servizio.

Uno dei team strumentali più colpiti è stato il team Solar Wind Analyzer (SWA). Il vento solare, che viene costantemente rilasciato dal sole, è composto da una miscela di particelle cariche elettricamente chiamate ioni, ed elettroni. Lo strumento SWA comprende tre diversi sensori per misurare i flussi e la composizione di queste varie popolazioni di particelle. Ogni sensore funziona come una sorta di "periscopio elettrico" che utilizza tensioni elevate, fino a 30 kilovolt in un caso, per deviare le particelle del vento solare nel rivelatore.

Per far funzionare queste alte tensioni in modo sicuro, il team aveva pianificato di non accendere lo strumento fino ad almeno un mese dopo il lancio. Questo era inteso in modo che nessuna traccia dell'atmosfera terrestre rimanesse all'interno dei sensori SWA. Se ci fossero, queste alte tensioni potrebbero causare archi e danneggiare i sensori.

Il processo di accensione di ciascuno dei rilevatori SWA è lungo perché ogni sottosistema ad alta tensione deve essere alimentato con incrementi di appena 20 o 50 volt alla volta. Dopo ogni aumento, lo strumento viene controllato per assicurarsi che non sia successo nulla di spiacevole.

Quando il principale investigatore della SWA Christopher Owen, del Mullard Space Science Laboratory, University College London (MSSL/UCL), aveva lasciato la Germania, lui e il suo team avevano iniziato a fare piani per commissionare lo strumento al loro laboratorio nel Regno Unito. Ma poi è stato annunciato il blocco del Regno Unito, il che significa un passaggio al lavoro da casa per quasi tutti.

"Quando ho lasciato il laboratorio, Ho preso un paio di laptop e quattro schermi, e li ha portati a casa. Poi ho sfrattato mio figlio di due anni dal suo asilo nido e ho sistemato tutto lì dentro, " dice Christopher. E da questo centro di controllo temporaneo, una volta che l'ESOC è tornato al lavoro, ha lavorato a distanza con il resto del team SWA e lo staff ridotto a Darmstadt per mettere in funzione lo strumento.

"Avevamo seri dubbi sulla possibilità di lavorare in questo modo, " dice Sylvain sul processo in generale, "ma ci siamo adattati e alla fine, ha funzionato molto bene perché la squadra si conosceva tutta".

Pronto per la scienza

Anche le altre squadre di strumenti hanno terminato con successo la messa in servizio. "Questa è senza dubbio la prima missione i cui strumenti sono stati completamente commissionati dalle case delle persone, "dice David Berghmans, dell'Osservatorio Reale del Belgio, Bruxelles, Belgio, e ricercatore principale dell'Extreme Ultraviolet Imager (EUI).

Non solo il lavoro è stato svolto, ma hanno recuperato il tempo perduto e sono riusciti a completare la loro messa in servizio sulla linea temporale originale. "Anche in un mondo normale sarei molto felice di dove siamo ora, "dice Daniel Müller, Scienziato del progetto Solar Orbiter presso l'ESA, "Non mi sarei mai aspettato che quasi tutto funzionasse perfettamente fuori dalla scatola."

Questa è la testimonianza dell'esperienza con cui il veicolo spaziale è stato realizzato dal primo appaltatore Airbus DS (Regno Unito) e i suoi strumenti sono stati realizzati dai vari team di strumenti. Il 25 giugno, il Solar Orbiter Review Board ha approvato questo risultato dichiarando che la Mission Commissioning Results Review ha avuto successo.

Per César García Marirrodriga, Project Manager di Solar Orbiter dell'ESA, è stato un grande momento perché con la messa in servizio finita, il suo lavoro è finito e consegna la navicella al responsabile delle operazioni della missione. "Sono molto felice di consegnarlo perché so che sta andando nella giusta direzione, "dice Cesare.

E per Daniele, è anche un grande momento perché ora la missione è pronta per fare scienza. "In questi quattro mesi dal lancio, i 10 strumenti di bordo sono stati accuratamente controllati e tarati uno ad uno, come accordare singoli strumenti musicali. E ora è il momento per loro di esibirsi insieme, " lui dice.

La "finestra di pagamento del telerilevamento" di questo mese dal 17 al 22 giugno ha offerto la prima opportunità di far suonare tutti gli strumenti insieme. Ricevendo le registrazioni dalla navicella spaziale, che attualmente dista più di 160 milioni di chilometri, sarà completato nei prossimi giorni.

"Siamo molto entusiasti di questo primo 'concerto'. Per la prima volta, potremo mettere insieme le immagini di tutti i nostri telescopi e vedere come prendono i dati complementari delle varie parti del sole compresa la superficie; l'atmosfera esterna, o corona; e l'eliosfera più ampia intorno ad esso. Per questo è stata costruita la missione, " dice Daniel. Queste prime immagini luminose saranno rilasciate al pubblico a metà luglio.

100 giorni di dati

Anche altri strumenti stanno già raccogliendo dati. Nel caso del Magnetometro (MAG), questo è stato acceso per la prima volta solo un giorno dopo il lancio. "Abbiamo ottenuto poco meno di 100 giorni di dati durante il periodo di messa in servizio, ed è un dato meraviglioso, "dice Helen O'Brien, dell'Imperial College e capo ingegnere del MAG.

Il MAG è stato attivato in anticipo in modo che potesse rilevare le letture mentre veniva portato via dalla navicella quando il suo braccio del braccio veniva dispiegato. "Lo strumento si è comportato magnificamente. È stato meraviglioso vedere il decadimento del campo mentre ci allontanavamo dalla navicella spaziale, "dice Elena.

Questi dati consentiranno al team di comprendere il campo magnetico generato dal veicolo spaziale stesso, in modo che ora possano rimuoverlo dai loro dati scientifici per lasciare solo il campo magnetico trasportato nello spazio lontano dal sole. E ci sono già molti dati. Il team ha già più di due miliardi di misurazioni scientifiche da analizzare. "I dati sono eccezionali, veramente, veramente buono, quindi siamo molto felici, "dice Tim Horbury, Collegio Imperiale, UK, e ricercatore principale per lo strumento.

La missione ora continua in rotta verso il sole. Durante questa fase di crociera, gli strumenti in situ del veicolo spaziale raccoglieranno dati scientifici sull'ambiente intorno al veicolo spaziale, mentre gli strumenti di telerilevamento saranno messi a punto dalle squadre in preparazione per le operazioni scientifiche in prossimità del sole. La fase di crociera dura fino a novembre 2021, dopodiché Solar Orbiter inizierà la fase scientifica della sua missione.