Quando ne avevamo parlato l'ultima volta, la sonda di ESA/NASA per l'osservazione del Sole si preparava al suo primo "gravity assist", avvenuto il 27 dicembre scorso a circa 7500 km dalla sommità delle nubi di Venere. In quella occasione, l'orbita ha subito una prima modifica, una "piroetta" iniziale nell'ambito di una complessa coreografia su cui torneremo a parlare tra un attimo.
Adesso, il Solar Orbiter ("SolO" per gli amici), sta affrontando un momento critico, detto "congiunzione superiore" e illustrato nella figura di apertura. In pratica, in questa seconda settimana di febbraio, la sonda è dall'altra parte del Sole rispetto alla Terra e la sua distanza apparente dalla stella è inferiore a 5°. A causa delle emissioni da parte della superficie e della corona solare, che disturbano la ricezione del segnale, questo riduce drasticamente lo scambio di informazioni con le stazioni Terra, scese rispettivamente a 255 bit/s in ricezione e soli 7,8 bit/s in trasmissione verso il Solar Orbiter; si tratta di velocità di comunicazione che, ai lettori più "anziani", ricorderanno quelle delle primissime comunicazioni telefoniche tra computer nell'epoca pre-internet oppure quelle con cui la sfortunata sonda Galileo (con antenna difettosa) trasmise i dati dal sistema di Giove, nella seconda metà degli anni 90. In pratica, questo consente di monitorare solo le funzioni vitali della sonda e impedisce di "fare scienza", anche se i dati vengono immagazzinati nella memoria di bordo della sonda per poi essere trasmessi successivamente.
Nel corso dell'anno, ad agosto è previsto un secondo incontro ravvicinato con Venere e a novembre la sonda tornerà a farci visita per l'ultima volta, sfruttando stavolta la gravità terrestre. Lo scopo di questi "assist gravitazionali" è quello di aumentare progressivamente l'inclinazione orbitale e rendere il movimento della sonda sincrono con la rotazione solare in prossimità del perielio; questo al fine di studiare approfonditamente le zone polari solari e lo sviluppo delle regioni attive nel tempo.
Le tre fasi della missione con i vari "gravity assist" e i relativi elementi orbitali - Data source: NASA/JPL/Horizons - Processing/table: Marco Di Lorenzo
La tabella qui sopra mostra che, per raggiungere questi obiettivi, la sonda effettuerà in tutto 6 gravity assist nel corso dei 7 anni della missione principale, a cui si potrebbero eventualmente aggiungere ulteriori 3 manovre durante la successiva fase di estensione, arrivando a sfiorare i 30° di inclinazione orbitale a fine 2030. Di seguito è riportato l'andamento dettagliato della distanza dal Sole nel corso delle tre fasi della missione, con indicazione di alcuni perieli (lettera P seguita da un numero progressivo) e dei gravity assist con Venere e Terra (lettere V ed E).
La distanza dal Sole durante le tre fasi della missione, con indicazione dei perieli e dei vari "gravity assist" - Data source: NASA/JPL/Horizons - Processing/plot: Marco Di Lorenzo
Dopo il primo gravity assist con Venere, l'afelio si è avvicinato al Sole di 7 milioni di km e, soprattutto, l'inclinazione dell'orbita rispetto all'eclittica è salita di 4° abbondanti. Il secondo perielio è stato raggiunto il 10 febbraio, dunque esattamente 1 anno dopo il lancio da Cape Canaveral; esso è avvenuto a 74,0 milioni di km dal centro del Sole e circa 6,15° al di sotto del suo equatore. Ricordiamo che Solar Orbiter non si avvicinerà mai molto al Sole come invece sta facendo Parker Solar Probe. Infatti, la sua distanza al perielio non scenderà mai sotto i 42 milioni di km, contro i 14 milioni di km già raggiunti dalla sua cugina americana, che diventeranno meno della metà nella seconda parte della missione; per confronto, Mercurio al perielio dista 46 milioni di km dal centro della stella. In compenso, Solar Orbiter arriverà ad allontanarsi fino a 25° dall'equatore solare, mentre Parker rimarrà sempre a basse latitudini...
Estensione del grafico in apertura, a un anno da oggi; in rosso il tratto futuro percorso da SolO - Credits: ESA
Come raccontato nel comunicato stampa dell'ESA, le attuali operazioni vengono condotte con una certa apprensione e nonostante le difficoltà legate alle norme di distanziamento COVID-19, che costringono gli ingegneri della missione a lavorare da casa in modalità remota. Già alla vigilia del primo gravity assist, a dicembre, si era resa necessaria l'installazione di un nuovo sistema operativo sulla sonda, mentre a gennaio una serie di istruzioni sono state caricate per fare fronte ad una eventuale perdita indesiderata di contatti durante le tre settimane della congiunzione solare, che si concluderanno tra pochi giorni. Siamo tutti con te, SolO!
