Osservando il sole il satellite Proba-2 dimostra una nuova tecnologia di punta italiana per sensori stellari

Sensore stellare del tipo A-STR della SELEX Galileo
1 Febbraio 2010

Pieno di nuove attrezzature e strumenti scientifici, il nuovo satellite dell’ESA Proba-2 dimostra delle tecnologie per le future missioni dell’ESA e fornisce al contempo nuove visioni del nostro Sole.

Nel corso di una conferenza stampa il 26 gennaio 2010 presso l'Osservatorio Reale del Belgio a Bruxelles, il team dietro il piccolo satellite si è dichiarato estremamente soddisfatto con i suoi primi tre mesi in orbita e ha presentato le prime osservazioni solari di Proba-2. Fin dal suo lancio, il 2 novembre, i numerosi sottosistemi di Proba-2 sono stati accesi uno per uno e le loro uscite controllate. Questo processo di messa in servizio è indispensabile prima che la vita lavorativa della missione possa iniziare.

Small satellite
Proba-2

Contributi alla missione sono venuti da tutta Europa, compresa l'Italia, con il Belgio come partecipante più importante, e dal Canada. Il satellite è stato costruito per l'ESA dalla ditta belga Verhaert Space, parte del gruppo QinetiQ, e la missione è gestita dalla stazione di terra dell'ESA a Redu in Belgio.

Proba-2 è il più recente progetto dell'ESA nella serie "Project for On-Board Autonomy" (progetto per autonomia a bordo) e la sua messa in funzione sta procedendo con un livello relativamente modesto del personale di terra impiegato. Il satellite è sufficientemente avanzato per controllare se stesso su base quotidiana.

Una tappa per il futuro

Proba-2 in the cleanroom at Verhaert Space shortly before shipme
Proba-2 nella camera pulita al Verhaert Space poco prima di essere spedito al sito di lancio

Il buon funzionamento di questo piccolo satellite - meno di un metro cubo - è una tappa per le missioni dell’ESA nel prossimo decennio.

Il satellite comanda se stesso utilizzando un computer di tecnologia avanzata della Verhaert Space basato sul microprocessore LEON2 FT progettato dall’ESA. Il computer di Proba-2 è il computer più potente per applicazioni spaziali sviluppato in Europa ed è già stato selezionato per una serie di nuove missioni dell’ESA. Un totale di 17 nuove tecnologie vengono dimostrate a bordo di Proba-2 prima di essere adottate su veicoli spaziali operativi di più grandi dimensioni.

"Adesso, la maggior parte dei dimostratori di tecnologia su Proba-2 sono stati attivati e io sono felice di vedere che i primi dati che riceviamo sono molto buoni," ha commentato Michel Courtois, Direttore dell'ESA della Gestione Tecnica e della Qualità. "Proba-2 ha dato la prova di poter dimostrare le tecnologie in orbita".

Le nuove tecnologie dimostrate su Proba-2 includono una telecamera grandangolare per ExoMars e potenzialmente anche per l'esploratore di asteroide Marco Polo, e di un sensore stellare per il veicolo spaziale BepiColombo Mercury.

Un sensore stellare di tecnologia di punta

Proba-2 results
Eclissi solare vista dallo strumento SWAP di Proba-2

Il sensore stellare (chiamato ‘star tracker’ nel gergo spaziale) miniaturizzato sviluppato specificamente per Proba-2 è basato sulla tecnologia di punta della serie di 'Autonomous Star Tracker’ fatta da SELEX Galileo di Campi Bisenzio (provincia di Firenze), che permette una determinazione molto accurata dell’assetto di un satellite in tutti i tre assi e che è già stata utilizzata con successo su veicoli spaziali dell'ESA precedenti, come Rosetta, Mars Express e Venus Express. I nuovi sensori stellari che SELEX Galileo ha attualmente in via di sviluppo hanno una maggiore capacità di resistere ad ambienti ostili, dove le condizioni e le radiazioni sono spesso estreme.

"Quando l’ESA ci ha offerto l'opportunità di essere presenti su Proba-2 con il nostro sensore, SELEX Galileo ha iniziato lo sviluppo di un Flight Configuration Model FCM) per la versione più recente di Autonomous Star Tracker, l'AA-STR, che si basa su una tecnologia di punta, chiamata APS, che è l'acronimo di Active Pixel Sensor, e che consentirà in futuro di ridurre notevolmente i costi, il volume e il peso dei sensori stellari ", ha spiegato Armando Buccheri, Senior Vice President of Space SELEX Galileo.

SELEX Galileo presenterà il nuovo sensore stellare autonomo AA-STR allo stand di Finmeccanica, la sua società madre, alla mostra Sat Expo 2010 presso la nuova Fiera di Roma dal 4 al 6 febbraio 2010, insieme con l’orologio atomico a maser passivo di idrogeno presente a bordo di ciascuno dei 30 satelliti che formano la costellazione Galileo e il radiometro a infrarossi SLSTR (Sea and Land Surface Temperature Radiometer), una componente fondamentale del carico utile di Sentinel-3, una delle ‘Sentinelle’ che sarà costruita nell'ambito del programma europeo per il monitoraggio globale per l'ambiente e la sicurezza GMES (Global Monitoring for Environment and Security).

Una stazione meteo nello spazio

LYRA
Eclissi solare rilevata da LYRA

Il satellite farà un doppio lavoro come banco di prova delle tecnologie e come piattaforma della scienza. In aggiunta al suo carico utile sperimentale, Proba-2 ospita un quartetto di nuovi strumenti focalizzando sul Sole e la meteorologia spaziale.

"In termini scientifici, Proba-2 è un osservatorio solare", ha detto David Southwood, Direttore dell'ESA della Scienza e dell’Esplorazione Robotizzata. "I suoi strumenti sono evoluti da quelli di SOHO, il grande cane da guardia dell'ESA e della NASA per le tempeste solari, e collaudano le tecnologie dei sensori e dei software necessarie per Solar Orbiter, previsto come la prossima grande missione solare dell’Europa."

L'Osservatorio Reale del Belgio ha la responsabilità scientifica dei due strumenti di monitoraggio solare di Proba-2. Lo strumento che cattura immagini del sole SWAP, il cui acronimo significa "Sun Watcher using APS detectors and image Processing" (osservatore del Sole utilizzando detettori con sensori a pixel attivi ed elaborazione delle immagini), è un esercizio di miniaturizzazione: è un telescopio spaziale completo delle dimensioni di una scatola di scarpe. Nonostante le sue dimensioni, SWAP è molto ambizioso, progettato come strumento di meteorologia spaziale per rilevare tutti gli eventi solari significativi, come i brillamenti solari o le espulsioni di massa coronale.

Aprire una finestra sulla ionosfera

DSLP
Risultati del test in volo del DSLP

Per aumentare il suo valore nello studio della meteorologia spaziale –che può fare male agli astronauti non protetti, danneggiare i satelliti e avere effetti sulle infrastrutture elettriche sulla Terra - il satellite Proba-2 unisce l'osservazione solare con il monitoraggio dei contenuti del plasma nello spazio circostante, rivelando così come l'attività del Sole può influenzare la ionosfera terrestre.

Proba-2 lo fa attraverso due strumenti sviluppati da un consorzio di istituzioni ceche guidata dall’Accademia delle Scienze della Repubblica Ceca con un sostegno notevole da parte del Centro Ceco di Ricerca Spaziale.

Proba-2 instruments
Lo strumento DSLP

Sia il DSLP (Dual Segmented Langmuir Probe - Sonda di onde di Langmuir in due segmenti) sia il TPMU (Thermal Plasma Measurement Unit - Unità di misura del plasma termico) sondano in modo dettagliato l'ambiente vicino al satellite. L'obiettivo degli scienziati è quello di individuare le irregolarità della ionosfera osservate con possibili connessioni solari-terrestri causate da eventi meteorologici spaziali improvvisi. I risultati preliminari sono molto promettenti.

L'estensione della serie Proba

Proba-1, lanciato nell'ottobre 2001, ha stabilito il principio di piccoli satelliti per le dimostrazioni di tecnologia. Includeva strumenti di monitoraggio della Terra che si sono rivelati di un tale successo che la missione, che è ancora operativa, è stata successivamente trasferita alla Direzione dell’Osservazione della Terra dell'ESA.

Fornendo frequenti opportunità di collaudo in volo a basso costo per l'industria europea nel quadro del programma dell'ESA di tecnologia generale di sostegno GSTP (General Support Technology Programme), la serie Proba è destinata a continuare: Proba-3 sarà un veicolo spaziale doppio per studiare la corona solare ed allo stesso tempo collaudare le tecniche di volo in formazione di precisione. Proba-V ospiterà una versione miniaturizzata del sensore di vegetazione attualmente in volo sul satellite operativo francese d’osservazione della Terra SPOT-5.

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