L'ESA prende la chiamata da James Webb

Il telescopio spaziale James Webb è in fase di realizzazione da quasi 30 anni, frutto di una collaborazione tra l'Agenzia Spaziale Europea (ESA), la NASA e l'agenzia spaziale canadese (CSA) per far luce sulle origini del cosmo.

Il lancio di Webb è previsto su un lanciatore Ariane 5 dallo spazioporto europeo nella Guyana francese non prima del 24 dicembre. Viaggerà su una traiettoria di fuga diretta verso la sua destinazione a più di 1,5 milioni di chilometri dalla Terra. Come parte della rete di collaborazione Estrack dell'ESA, l'antenna di 10 metri a Malindi in Kenya stabilirà il primo contatto dalla Terra con la neonata missione, che nel gergo delle comunicazioni spaziali rappresenta l'importantissima "prima acquisizione del segnale".

Un segnale comunica migliaia di parole

Il "primo messaggio" di Webb sulla Terra apparirà come un picco di onde radio su un monitor presso l'antenna di terra di Malindi: le prime "parole" del telescopio Webb.

A questo segnale iniziale seguirà un flusso di informazioni per comunicare agli operatori lo stato del veicolo spaziale dopo le fatiche del lancio, e allo stesso tempo sarà possibile, per il team dell'ESA presso il Centro Operativo dell'Agenzia in Germania, trasmettere comandi e informazioni importanti sulla missione al Controllo della Missione Webb della NASA.

La rete globale di stazioni di terra dell'ESA con gli "occhi puntati al cielo", nota come Estrack, è in una posizione privilegiata per garantire questo collegamento vitale. Con un diametro di 10 metri e un puntamento relativamente agile, l'antenna di Malindi viene utilizzata dall'ESA in collaborazione con l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) per il lancio e per le prime fasi di una missione, quando un lanciatore o un satellite si muovono abbastanza rapidamente nel cielo ancora vicino alla Terra.

La posizione della stazione all'equatore è ideale per lanci effettuati dallo spazioporto europeo a Kourou nella Guyana francese. Il lancio da questa posizione fornisce ai lanciatori una spinta supplementare trasmessa dalla velocità di rotazione della Terra.

Sebbene il sistema di messa in orbita dei satelliti per la ritrasmissione dei dati della NASA, il Tracking and Data Relay Satellite System (sistema satellitare di inseguimento e ritrasmissione dati, TDRSS), sia in grado di comunicare con le missioni appena lanciate, solo le antenne di Terra come quelle dell'Estrack dell'ESA e della Deep Space Network (rete dello spazio profondo) della NASA possono fornire informazioni importanti agli ingegneri di navigazione che saranno necessarie il giorno del lancio, in particolare le misurazioni angolari, della distanza e della velocità.

Dal lancio all'L2

Circa 23 minuti dopo il decollo, il veicolo di lancio Ariane 5 si alzerà maestoso sopra l'orizzonte di Malindi, con al suo interno il suo prezioso carico. Cinque minuti più tardi, Webb si separerà dal razzo e inizierà la sua vita solitaria nello spazio.

A differenza di molte missioni, Webb comincerà a tramettere il suo segnale dopo lo sgancio del "fairing" del lanciatore, poco prima della separazione dal veicolo spaziale. Questo significa che il team Estrack dell'ESA può aspettarsi di ricevere segnali da Webb appena prima che questo diventi indipendente.

"Potremmo perdere momentaneamente il segnale qualche minuto dopo la separazione di Webb da Ariane 5 e, in quel momento, passeremo dal monitoraggio del veicolo di lancio al monitoraggio del veicolo spaziale", spiega Daniel Firre, responsabile delle operazioni a Terra dell'ESA.

L'antenna di Malindi può infatti seguire il lanciatore oppure il satellite, a seconda della necessità operativa contingente. Per effettuare la transizione, un cavo di comunicazione deve essere re-installato da un sistema di monitoraggio all'altro, causando l'interruzione del movimento dell'antenna per circa 20 secondi".

Dal momento della separazione, Malindi avrà tre fasi di visibilità con la missione; inizialmente, la stazione ESA comunicherà con Webb per la prima ora dopo la separazione, quindi l'antenna della NASA a Canberra si unirà al supporto, e Malindi passerà ad un ruolo di "backup". Quando il veicolo spaziale non sarà più visibile da Canberra, Malindi riprenderà le redini, prima che la stazione della NASA di Madrid subentri nel supporto.

Tenere Ariane sotto controllo

Dopo la separazione, e durante il supporto a Webb, la stazione di Malindi monitorerà anche le attività del lanciatore Ariane per circa un'ora dopo il decollo. L'antenna non monitorerà attivamente il lanciatore, dato che sarà totalmente impegnata con Webb, ma nel cielo i due oggetti rimarranno relativamente vicini.

Dopo il rilascio dello stadio superiore di Webb, Ariane rimarrà all'interno della "apertura del fascio" di Malindi fino alla fine della sua missione, che culminerà con la "passivazione completa dello stadio superiore del serbatoio", in linea con le direttive vigenti sulla riduzione dei detriti spaziali.

Dal lancio alla separazione, dall'acquisizione del segnale alla trasmissione dei primi dati scientifici di questa missione incredibilmente entusiasmante, l'ESA sarà a disposizione per dare supporto e contribuire a svelare le origini misteriose del cosmo.