Buonanotte, Cluster! Un brillante fine-missione

Il rientro segue un ritocco dell'orbita di Salsa, avvenuto nel gennaio 2024, focalizzata ad orientare il veicolo spaziale il più lontano possibile dalle regioni popolate. Questo ha assicurato che tutte le parti di Cluster sopravvissute al rientro cadessero sull'oceano aperto.

Negli ultimi giorni, settimane e mesi, gli operatori di Cluster hanno monitorato Salsa nel suo processo di avvicinamento alla Terra, regolando leggermente la sua traiettoria una volta, per mantenerla sul percorso prefissato.

Oggi, le missioni satellitari sono progettate per minimizzare i rischi di danneggiamento durante la fase di ritorno sulla Terra. Tuttavia, quando Cluster è stato costruito negli anni Novanta, tali regolamenti non erano in vigore. Senza questa operazione finale, i quattro satelliti di Cluster sarebbero rientrati nell'atmosfera terrestre in maniera naturale, ma ciò non avrebbe consentito ai tecnici il controllo su quando o dove sarebbe accaduto.

Il Direttore delle Operazioni dell'ESA, Rolf Densing, spiega perché l'Agenzia ha deciso di terminare la missione in questo modo: "Il rientro di Salsa sarebbe non presentava rischi significativi, ma abbiamo voluto testarne i confini e ridurre ulteriormente i rischi, dimostrando il nostro impegno verso un approccio a zero detriti."

"Studiando come e quando Salsa e gli altri tre satelliti di Cluster bruciano nell'atmosfera, stiamo apprendendo molto sulle dinamiche di rientro dei veicoli spaziali, speriamo di poter applicare lo stesso approccio ad altri satelliti quando arriveranno alla fine della loro vita."

Cluster ha svelato lo scudo invisibile della Terra

Il rientro di Salsa segna la fine di una missione unica, finalizzata a proteggere l'umanità dal nostro Sole tempestoso.

Acqua? Calore? Minerali? Tutti questi elementi sono fondamentali per la vita, ma non disponibili unicamente sul pianeta Terra. L'unico elemento chiave che probabilmente rende la Terra il mondo abitabile e straordinario dove la vita prospera è la sua potente magnetosfera.

A poche centinaia di chilometri sopra le nostre teste le forze della natura combattono continuamente l'una contro le altre. Come una nave in una tempesta perpetua, la Terra è bombardata da sciami di particelle espulse dal sole a velocità supersoniche.

La maggior parte di queste particelle, che costituiscono il vento solare, sono deviate dalla magnetosfera e navigano innocuamente. Ma lo scudo terrestre non è a prova di proiettile. Le raffiche di vento solare possono soffiare senza pietà, spingendo le particelle energetiche attraverso punti deboli di questo scudo e potenzialmente danneggiando le apparecchiature elettroniche inclusi satelliti cruciali in orbita nello spazio.

Potrebbe sembrare fantascienza, ma gli scienziati studiano questa faida continua tra il Sole e il nostro pianeta da molti anni, prima da terra e poi con l'aiuto di singoli satelliti. Eppure, prima dell'arrivo di Cluster, le complessità della connessione Sole-Terra erano rimaste ignote. Cluster ha permesso di conoscerle.

La Direttrice di Scienza dell'ESA, Prof.ssa Carole Mundell, afferma: "Cluster è la prima missione a condurre studi dettagliati, modelli e mappe 3D del campo magnetico terrestre, nonché dei relativi processi all'interno e intorno ad esso. Siamo orgogliosi di dire che attraverso Cluster e altre missioni, l'ESA ha migliorato le nostre conoscenze su come il vento solare interagisce con la magnetosfera, aiutandoci a prevedere i pericoli che può portare."

Monitoraggio della magnetosfera: un pezzo d'angolo nel puzzle meteorologico spaziale

La nostra comprensione della meteorologia spaziale – le condizioni ambientali nello spazio causate dall'attività del Sole – dipende dalla comprensione di molti fattori diversi: il comportamento del Sole, come il vento solare viaggia attraverso lo spazio e come risponde la magnetosfera terrestre.

Con Cluster, l'ESA ha accettato la sfida di scoprire come la magnetosfera terrestre risponde al vento solare. Altre missioni ESA hanno studiato diverse parti del processo: Solar Orbiter, SOHO, Proba-2 e Ulisse continuano a osservare il Sole stesso, mentre Swarm e Double Star studiano anche l'ambiente magnetico terrestre. Nello specifico, Double Star si è concentrata sulla 'magnetotail' che si allontana dal pianeta Terra e Swarm analizza il campo magnetico terrestre stesso.

La "torcia scientifica" di Cluster verrà passata alla missione Smile (Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer), sviluppata in una collaborazione tra l'ESA e l'Accademia Cinese delle Scienze, il cui lancio è previsto per la fine del 2025.

Qualche anno dopo, la missione Vigil dell'ESA si dirigerà nello spazio per mettere insieme i diversi pezzi del puzzle, con l'obiettivo di fornire dati continuativi, quasi in tempo reale, sull'attività solare potenzialmente pericolosa. In ultima analisi, ciò ci aiuterà a garantire comunicazioni satellitari sicure e viaggi spaziali e aerei.

Cosa ha reso Cluster così speciale?

Mentre la maggior parte delle missioni che esplorano i fenomeni magnetici della Terra si concentra sull'equatore, il quartetto di Cluster ha girato intorno ai poli, dove l'attività magnetica è maggiore. Il vento solare in questa zona può immergersi più in profondità nell'atmosfera superiore terrestre, dando origine alle spettacolari aurore.

La capacità di Cluster di osservare latitudini più elevate rispetto ad altre missioni ha permesso la rilevazione di parti della magnetosfera che non siamo mai stati in grado di 'osservare' prima con più veicoli spaziali allo stesso tempo.

Attraverso la mappatura del campo magnetico terrestre e il confronto con l'attuale magnetismo poco brillante di Marte, Cluster ha riaffermato l'importanza della nostra magnetosfera nel proteggerci dal vento solare.

La missione ci ha anche aiutato a capire le debolezze della magnetosfera, incluso come le particelle del vento solare possono sfondare lo scudo terrestre. Ha persino scoperto l'origine degli 'elettroni killer', particelle energetiche nella fascia esterna delle radiazioni che circondano la Terra, che possono confondere ai satelliti.

Monitorando e registrando continuamente le dinamiche e le proprietà della magnetosfera terrestre nel corso di due decenni, Cluster ha accumulato una ricchezza di dati senza precedenti, consentendo agli scienziati di fare scoperte davvero rivoluzionarie, anche sulle tendenze a lungo termine.

Dopo 24 anni di incredibile successo nello spazio, l'ESA ha preso la decisione di deorbitare i quattro satelliti di Cluster nel corso del prossimo biennio, 2024-2026. Pianificare i rientri in questo momento ha permesso a Cluster di dare un suo ultimo contributo alla scienza: aiutare nello studio delle dinamiche di rientro dei veicoli spaziali.

"Il design multi-veicolo spaziale di Cluster è sempre stato la chiave del suo successo," spiega Philippe Escoubet, Responsabile della Missione Cluster.

"Utilizzando quattro veicoli spaziali invece di uno, Cluster è stato in grado di misurare in modo univoco più aree dello spazio contemporaneamente. Quando erano più distanti, potevano ottenere una visione più ampia dell'attività su larga scala. Una volta avvicinatisi, il quartetto di Cluster ha potuto scavare nelle strutture magnetiche più sottili nello spazio vicino alla Terra."

In questa fase finale, l'ESA sta usando il fatto di disporre di quattro satelliti identici per capire meglio come funzionano i rientri. Confrontando i rientri in condizioni meteorologiche spaziali diverse e con traiettorie leggermente diverse, il team di detriti spaziali dell'ESA sta conducendo un esperimento prezioso sulla scomposizione dei satelliti nell'atmosfera. In definitiva, questo renderà i rientri satellitari ancora più sicuri.

Da nullità ad eroe

Sebbene Cluster sia diventato un enorme successo scientifico, i suoi primi tempi non sono andati senza intoppi.

Il razzo utilizzato per lanciare i satelliti Rumba (Cluster 1) e Tango (Cluster 4) nel 2000 li ha lasciati in un'orbita sbagliata, costringendoli ad affidarsi alla propria propulsione e allo stadio superiore del razzo per arrivare nella posizione giusta e finalmente unirsi a Salsa (Cluster 2) e Samba (Cluster 3).

Questo incidente era avvenuto a seguito del fallimento del lancio del quartetto Cluster originale nel 1996.

Da allora, la missione ha fatto progressi enormi, superando di gran lunga la vita che gli era stata originariamente accordata e contribuendo enormemente alla nostra comprensione dell'interazione tra il Sole e la Terra. Ieri Cluster è diventato un tassello fondamentale negli sforzi dell'ESA per un'esplorazione spaziale più sostenibile.

Per ulteriori informazioni sui risultati scientifici di Cluster, leggi il nostro articolo su come la missione ha trascorso due decenni a studiare la magnetosfera terrestre.

Per ulteriori informazioni, si prega di contattare l'Ufficio Stampa dell'ESA:

media@esa.int