In breve

 Tra sensori di guida che perdono a intermittenza la traccia delle stelle, le infiltrazioni non previste di luce solare diffusa e i raggi X che disturbano i rivelatori, le problematiche che hanno travagliato l'attuale fase di messa a punto non minacciano la missione di Euclid ma potrebbero avere un impatto sul modo in cui svolge il suo lavoro. Il team ESA ha sviluppato le strategie per minimizzare tale impatto e adesso si spera di poter rilasciare presto lo strumento qualificato per la fase operativa.


Il recupero di FGS

 Euclid è una delle missioni più sofisticate mai lanciate e fornirà immagini estremamente nitide e spettri profondi dell'Universo remoto, esplorando un terzo dell'intera volta celeste.

 Ogni 75 minuti, durante la sua missione di sei anni, il telescopio deve puntare un nuovo campo nel cielo con estrema precisione e stabilità. Per fare ciò, la navicella è dotata di un Fine Guidance Sensor (FGS); uno sviluppo completamente nuovo in Europa fatto di sensori ottici che individuano e fissano le stelle trovate dalla missione Gaia dell'ESA , utilizzandole come guide per navigare e determinare esattamente dove il telescopio deve puntare nel cielo. Queste informazioni vengono inserite nel "Sistema di controllo dell'atteggiamento e dell'orbita" che controlla l'orientamento e il movimento orbitale di Euclid. 

 L'ultima volta che abbiamo parlato di Euclid, poco più di un mese fa, accennammo ai problemi di affidabilità del sistema di guida fine, emersi durante la messa in servizio.

 Sebbene la maggior parte dei sistemi funzioni bene, si sono verificati casi intermittenti in cui il sensore di guida fine non è riuscito a individuare le stelle deboli. In orbita, Euclid rileva il cielo reale in condizioni spaziali reali, qualcosa che è molto difficile da simulare prima del lancio. Inoltre, i raggi cosmici del Sole e della Galassia inquinano le osservazioni, rendendo il lavoro dell’FGS una vera sfida.

 La fase di messa in servizio di Euclid è stata prolungata per esaminare la questione, ritardando l'importantissima "verifica delle prestazioni". Da allora i team hanno lavorato su una soluzione software che ora è stata caricata sulla navicella spaziale ed è sottoposta a test approfonditi. 

 “La questione dell'ottima guida di Euclid è qualcosa che ci preoccupa tutti. I team del cuore tecnico dell’ESA (ESTEC), del controllo missione (ESOC), del Centro Astronomico (ESAC) e dell’industria hanno lavorato giorno e notte, instancabilmente per mesi, e non potrò mai ringraziarli abbastanza per la loro determinazione nel risolvere il problema”, afferma il direttore delle operazioni di Euclid, Andreas Rudolph. “Sono sollevato nel dire che i test iniziali sembrano buoni. Stiamo trovando molte più stelle in tutti i nostri test e, anche se è troppo presto per festeggiare e sono necessarie ulteriori osservazioni, i segnali sono molto incoraggianti”. 

 Il software aggiornato è già passato a pieni voti su un simulatore di veicolo spaziale e su un "banco di prova" (replica Euclid) al controllo di missione, quindi ha funzionato perfettamente in orbita e sarà successivamente testato sotto il controllo del Science Operations Center presso il Centro di Astronomia ESAC dell'ESA a Spagna. 

 "Ovviamente è qui che avremo la vera prova della verità, poiché solo le immagini scientifiche possono fornirci l'assoluta certezza che il puntamento di Euclide funzioni bene", avverte Giuseppe Racca, responsabile del progetto Euclid. “Tuttavia, tutte le prove finora ci rendono molto ottimisti. Continueremo a tenere le dita incrociate, ma la ripresa della fase di verifica delle prestazioni è ogni giorno più vicina”.


Le infiltrazioni di luce e raggi X dal Sole

 Mentre le deboli stelle guida di Euclide sembrano essere state trovate, le successive fonti di disturbo (più piccole) provengono dalla nostra stella più vicina. 

 Euclid si trova nel punto 2 di Lagrange, in un'orbita unica "dietro" la Terra. Qui Euclid dà le spalle al Sole, quindi tutte le parti sensibili del suo telescopio sono protette dalla luce solare da uno schermo solare dedicato. Tuttavia, si sapeva che un supporto del propulsore si trovava all'esterno dell'ombra del parasole e avrebbe ricevuto la luce solare diretta.

 Sembra che una piccola quantità di luce solare si rifletta dalla staffa verso lo strumento VISible (VIS) protetto da molti strati di isolamento. Tuttavia, a causa dell’estrema sensibilità dello strumento VIS, la teoria attuale è che attraverso questo isolamento passi ancora abbastanza luce, con luce diffusa rilevata nelle osservazioni di prova quando il VIS viene ruotato ad angoli specifici (figura sottostante)

ragginfiltrazioni

 La maggior parte delle osservazioni del VIS non ha mostrato significative interferenze di luce diffusa, ma ad angoli particolari circa il 10% delle osservazioni è stato influenzato. Team scientifici, ingegneristici e industriali hanno trascorso settimane a decifrare quali angoli lasciassero entrare troppa luce indesiderata e hanno riprogettato e ottimizzato il rilevamento di Euclid per vincolare l'orientamento di ciascun punto nel cielo. Sebbene ciò non influisca sulla capacità di Euclid di acquisire le immagini precise richieste, potrebbe incidere sull'efficienza dell'indagine, qualcosa che è ancora in fase di studio. 

 La luce solare non è l’unico problema solare che Euclid deve affrontare. I brillamenti solari, improvvise eruzioni di radiazione elettromagnetica dalla superficie del Sole, emettono anche i raggi X e i rilevatori di Euclid, protetti dai protoni a bassa energia che potrebbero danneggiarli, sembrano esserne influenzati ad angoli particolari, rovinando una parte delle immagini scattate in quel momento.  

 L’attività solare è attualmente elevata poiché il Sole si avvicina al periodo più attivo dell’attuale ciclo solare , che dovrebbe raggiungere il picco nel 2024-25. L’analisi attualmente prevede che, a seconda dell’attività solare, Euclid potrebbe perdere circa il 3% dei suoi dati se questo problema non venisse affrontato. Tuttavia, ora che il problema è stato scoperto, i team sono in grado di identificare i pixel interessati e di scartarli in analisi successive; inoltre stanno lavorando a piani per ripetere le osservazioni e colmare eventualmente eventuali lacune nell’indagine cosmologica di Euclid.


Conclusioni

 È importante contestualizzare i problemi di cui sopra. Questo periodo di messa in servizio è il momento in cui i team si concentrano intensamente sulla scoperta di qualsiasi possibile problema che potrebbe influenzare la missione, grande o piccola che sia. Euclid scatterà immagini straordinarie del nostro Universo e aiuterà a ricostruire il modo in cui l’energia oscura e la materia oscura influenzano le parti del nostro mondo che possiamo vedere. L'eccellente guida di Euclid sembra prossima alla soluzione senza alcun ulteriore impatto sulla missione. La luce diffusa del Sole può essere mitigata con una riprogrammazione intelligente dell’indagine di Euclid e, anche se il problema dei raggi X avrà un effetto marginale, i team stanno lavorando duramente per minimizzarlo attraverso osservazioni ripetute ed elaborazione dei dati.