L’Italia a bordo delle future missioni Lisa e Envision in partenza negli anni ’30.
Oggi il Comitato del Programma Scientifico (SPC) dell’Agenzia Spaziale Europea (Esa) ha adottato le missioni Lisa, il più grande osservatorio spaziale per le onde gravitazionali e EnVision, una sonda che studierà i tanti misteri ancora nascosti del pianeta Venere.
Lisa sarà lanciata a metà degli anni ’30 mentre la partenza verso Venere di EnVision è al momento prevista per il 2031.
Con la sola gravità, Lisa integrerà la nostra comprensione dell’Universo ben oltre quello che osserviamo con l’astronomia elettromagnetica, aiutando a dar risposta alle domande più fondamentali: “Quali sono le leggi fondamentali dell’Universo?” e “Com’è evoluto l’Universo che osserviamo e di cosa è fatto?” La sonda Envision, a cui collabora anche la Nasa, studierà Venere dal suo nucleo interno fino alla sua atmosfera esterna.
Entrambi i progetti vedono una forte partecipazione italiana con l’Agenzia Spaziale Italiana (Asi), l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e l’Università di Trento.
Tutti i dettagli.
LE CARATTERISTICHE DELLA MISSIONE LISA
Come spiega una nota dell’Asi, Lisa sarà il primo osservatorio spaziale per le onde gravitazionali che rileverà increspature dello spaziotempo con frequenze basse, nella banda 0.1 mHz – 1 Hz, che non possono essere catturate dai rilevatori a terra.
La missione prevede tre satelliti in configurazione triangolare con bracci di 2,5 milioni di chilometri, che si muovono in un’orbita simile a quella terrestre attorno al Sole: le onde gravitazionali provenienti da sorgenti sparse nell’Universo produrranno lievi oscillazioni nelle lunghezze dei bracci (più piccole del diametro di un atomo) che Lisa misurerà con interferometria laser per monitorare il moto relativo fra masse di prova in caduta libera all’interno di satelliti distanti.
PUNTO DI PARTENZA LA MISSIONE LISA PATHFINDER
Alla base della tecnologia di misurazione di Lisa c’è la missione Lisa Pathfinder dell’Esa, partita nel 2015, che ha dimostrato che è possibile posizionare masse di prova in caduta libera con una precisione sorprendente, soddisfando i requisiti necessari per il successo di Lisa.
L’OBIETTIVO
Le onde gravitazionali con frequenze nella finestra ancora inesplorata compresa tra 0,1 mHz e 1 Hz che Lisa potrà rivelare sono create dalla collisione e dalla fusione di due enormi buchi neri, un milione o più di volte più pesanti del nostro Sole, che si trovano al centro di galassie lontane ancora in formazione.
Inoltre, Lisa sarà l’unico strumento a “vedere” le onde gravitazionali provenienti dai buchi neri stellari che ruotano attorno a quelli massicci nei nuclei galattici, per sondare la geometria dello spaziotempo e testare la gravità nelle sue fondamenta e rivelerà anche un gran numero di oggetti binari e multipli compatti nella nostra galassia, la Via Lattea, compresi molti oggetti invisibili a tutti gli altri strumenti astronomici. La missione traccerà la storia di questi enormi buchi neri dalla loro nascita nell’evoluzione dell’universo con misure distanti e precise.
IL CONTRIBUTO ITALIANO
“Il contributo italiano a Lisa è fondamentale in quanto sarà realizzato nel nostro Paese il cuore di ognuno dei tre satelliti, cioè i due Gravitation Reference System (GRS) contenenti le masse in caduta libera la cui posizione risente degli effetti dell’onda gravitazionale e viene misurata dai laser”, ha spiegato Barbara Negri, responsabile dell’Unità Volo Umano e Strumentazione Scientifica di Asi.
IL RUOLO DELL’UNIVERSITÀ DI TRENTO E DELL’INDUSTRIA ITALIANA
“L’Università di Trento guida scientificamente il progetto, mentre l’industria italiana realizzerà i sette GRS (sei di volo e uno spare) in tre anni, oltre ai precedenti modelli di sviluppo, un impegno davvero notevole. L’Italia partecipa anche allo sforzo comune del consorzio nel preparare le procedure di analisi dei dati, sfruttando le competenze dell’Università di Milano Bicocca e con il contributo dello Space Science Data Center di ASI.”
LA RICERCA DELLE ONDE GRAVITAZIONALI SPRINTERÀ GRAZIE A LISA NELLO SPAZIO E ALL’EINSTEIN TELESCOPE SULLA TERRA
“Con la realizzazione della missione Lisa nello spazio e dell’interferometro di terza generazione Einstein Telescope sulla Terra, due straordinari strumenti complementari che auspicabilmente raccoglieranno dati contemporaneamente, si apriranno possibilità scientifiche uniche e senza precedenti, consegnando all’Europa una leadership mondiale in un settore di ricerca di punta, sia per la scienza sia per le tecnologie che ne deriveranno”, ha aggiunto Marco Pallavicini, vicepresidente dell’INFN.
Ricordiamo a questo proposito che l’Italia si è candidata ufficialmente a ospitare l’Einstein Telescope, il più potente cacciatore di onde gravitazionali mai costruito, in Sardegna, nell’area della miniera dismessa di Sos Enattos. Proprio lo scorso il governo ha indirizzato ad Antonio Zoccoli, presidente dell’Infn, ente coordinatore della candidatura italiana per ET, una lettera che conferma l’impegno, istituzionale e economico, perché la proposta sia quella vincente in sede europea, riferiva l’Ansa.
Tornando a Lisa, l’adozione della missione “è il frutto di oltre due decenni di sviluppo in Italia sul sistema di masse in caduta libera, resi possibili dalla collaborazione fra Asi, industria, università e l’INFN” ha aggiunto William Joseph Weber del Laboratorio di gravitazione sperimentale all’Università di Trento e TIFPA/INFN, responsabile scientifico del contributo italiano all’hardware della missione.
ENVISION DIRETTA SU VENERE
Nel 2031 invece è previsto il lancio su un razzo Ariane 6 di Envision. Ovvero la prossima missione dell’Esa con destinazione Venere. La sonda, alla quale collabora anche la Nasa, studierà Venere dal suo nucleo interno fino alla sua atmosfera esterna, fornendo importanti nuove informazioni sulla storia, l’attività geologica e il clima del pianeta.
Venere è il pianeta più vicino alla Terra –– e molto simile ad essa per massa e dimensioni ma con alcune differenze sostanziali, specifica la nota dell’Asi. La superficie di Venere ha una temperatura media di 464°C, con una pressione atmosferica 92 volte più grande di quella che sperimentiamo sulla superficie terrestre. Questo porta a chiederci: come e quando il gemello della Terra è diventato così inospitale?
RISPONDERE AL QUESITO: PERCHÉ IL PIANETA A NOI PIÙ VICINO È COSÌ INOSPITALE?
Le misurazioni effettuate da EnVision aiuteranno a svelare i misteri chiave del nostro vicino tutt’altro che ospitale. Ad esempio, EnVision rivelerà come i vulcani, la tettonica a placche e gli impatti degli asteroidi hanno modellato la superficie venusiana e quanto geologicamente attivo è oggi il pianeta. La missione indagherà anche l’interno del pianeta, raccogliendo dati sulla struttura e sullo spessore del nucleo, del mantello e della crosta di Venere. Infine, studierà il tempo e il clima su Venere, compreso il modo in cui sono influenzati dall’attività geologica sulla terra.
Per consentire questa indagine olistica, la sonda trasporterà un’ampia suite di strumenti scientifici. Sarà la prima missione a esplorare direttamente sotto la superficie di Venere, utilizzando il suo radar sounder sotto-superficiale.
“Il radar sounder penetrerà la crosta venusiana per andare a svelare i misteri che si nascondono nelle prime centinaia di metri al di sotto della superficie” commenta Lorenzo Bruzzone dell’Università di Trento principal investigator del radar.
Un secondo strumento radar mapperà e determinerà la struttura della superficie con una risoluzione fino a dieci metri. Tre diversi spettrometri studieranno la composizione della superficie e dell’atmosfera. Un esperimento di radio scienza utilizzerà le onde radio per studiare la struttura interna del pianeta e le proprietà dell’atmosfera.
IL CONTRIBUTO DEL NOSTRO PAESE ALLA MISSIONE DIRETTA SU VENERE
Il contributo italiano è particolarmente rilevante visto che riguarda uno degli strumenti principali, il radar sounder sotto-superficiale che per la prima volta verrà utilizzato in una missione su Venere.
INSIEME A ENVISION, LE MISSIONI DAVINCI E VERITAS DELLA NASA
Infine, EnVision non sarà solo nel suo viaggio su Venere. Nella speranza di una fruttuosa collaborazione, la Nasa ha anche selezionato due nuove missioni su Venere come parte del suo programma Discovery, il cui lancio è previsto nel periodo 2028-2030: Davinci (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gas, Chemistry, and Imaging) e Veritas (Venus Emissività, Radioscienza, InSAR, Topografia e Spettroscopia). Insieme, EnVision, Davinci e Veritas forniranno lo studio più completo di Venere mai realizzato.
“L’ASI partecipa attivamente anche alla missione Veritas fornendo un contributo scientifico e tecnologico di altissimo livello” aggiunge Angelo Olivieri project manager dell’Asi spiegando che “Gli studi e le tecnologie, su cui ASI continua a fare sostanziali investimenti non solo per quanto attiene i radar sotto-superficiali ed i radar ad apertura sintetica ma anche per quanto attiene alla strumentazione per lo studio della gravità dei pianeti, faranno in modo che l’Italia sia in prima linea nell’esplorazione del pianeta Venere”.
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