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Missione Ariel passa dal progetto alla realtà

Missione Ariel passa dal progetto alla realtà

Ariel, la missione di rilevamento a distanza di grandi pianeti extrasolari a infrarossi atmosferici, affronta uno dei temi chiave del programma Cosmic Vision dell’ESA : quali sono le condizioni per la formazione dei pianeti e l’emergere della vita? Ariel studierà di cosa sono fatti gli esopianeti, come si sono formati e come si evolvono, esaminando un campione diversificato di circa 1000 atmosfere planetarie simultaneamente nelle lunghezze d’onda visibile e infrarossa.

Dopo cinque anni di studi preliminari, entra ufficialmente in fase di realizzazione la missione Ariel dell’Agenzia spaziale europea (Esa) il cui lancio è previsto nel 2029 per studiare l’atmosfera di almeno mille pianeti esterni al Sistema solare grazie a un telescopio realizzato in Italia. Lo annuncia una nota congiunta dell’Agenzia Spaziale Italiana (Asi) e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), che sosterranno e coordineranno il contributo italiano alla missione. Della squadra faranno parte anche l’Università di Firenze, l’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del Cnr di Padova e l’Università Sapienza di Roma.

Nei prossimi mesi l’Esa inviterà le aziende del settore a presentare proposte per la realizzazione del veicolo spaziale, con l’assegnazione del contratto industriale attesa per la prossima estate.

sonda Ariel
Rappresentazione artistica della sonda Ariel (fonte: ASI)

La missione Ariel (Atmospheric Remote-Sensing Infrared Exoplanet Large-survey) è stata sviluppata da un consorzio di oltre 50 istituti di 17 nazioni europee, con il supporto esterno della Nasa. Osserverà un campione variegato di esopianeti (da giganti gassosi a pianeti di tipo nettuniano, super-Terre e pianeti terrestri) nelle frequenze della luce visibile e dell’infrarosso.

Sarà la prima missione spaziale a realizzare un ‘censimento’ della composizione chimica delle atmosfere dei pianeti esterni al Sistema Solare, fornendo indizi fondamentali per comprendere la formazione e l’evoluzione dei pianeti fuori dal Sistema solare, inquadrare il ruolo del nostro sistema planetario nel contesto cosmico e affrontare i complessi quesiti sull’origine della vita nell’Universo.

L”occhio’ di Ariel, un telescopio con uno specchio ellittico di un metro di diametro, sarà realizzato in Italia, così come l’elettronica di bordo. Scomponendo la luce in tutti i suoi ‘colori’ mediante gli spettrometri di bordo, sarà possibile identificare gli elementi chimici presenti nelle atmosfere degli esopianeti.

sonda ariel
Ariel sarà posizionato in orbita attorno al Lagrange Point 2 (L2), un punto di equilibrio gravitazionale a 1,5 milioni di chilometri oltre l’orbita terrestre attorno al Sole. Credito immagine: ESA / STFC RAL Space / UCL / Europlanet-Science Office
sonda ariel
Rappresentazione artistica di Ariel in viaggio verso Lagrange Point 2 (L2). Qui, la navicella è protetta dal sole e ha una visione chiara dell’intero cielo. Credito immagine: ESA / STFC RAL Space / UCL / Europlanet-Science Office

Missione della sonda Ariel

È la prima missione dedicata alla misurazione della composizione chimica e delle strutture termiche degli esopianeti, collegandoli all’ambiente della stella ospite. Ciò colmerà una lacuna significativa nella nostra conoscenza di come la chimica del pianeta è collegata all’ambiente in cui si è formato, o se il tipo di stella ospite guida la fisica e la chimica dell’evoluzione del pianeta.

Le osservazioni di questi mondi forniranno informazioni sulle prime fasi della formazione planetaria e atmosferica e sulla loro successiva evoluzione, aiutandoci anche a capire come il nostro Sistema Solare si inserisce nel quadro più ampio del cosmo complessivo.

Ariel è stata selezionata nel 2018 come quarta missione scientifica di classe media nel piano Cosmic Vision dell’ESA. È stato “adottato” dall’ESA durante la riunione del comitato del programma scientifico dell’Agenzia il 12 novembre, aprendo la strada alla costruzione.

“Ariel consentirà la scienza planetaria ben oltre i confini del nostro sistema solare”, afferma Günther Hasinger, direttore della scienza dell’ESA. “L’adozione di Ariel rafforza l’impegno dell’ESA nella ricerca sugli esopianeti e garantirà agli astronomi europei di essere in prima linea in questo campo rivoluzionario per il prossimo decennio e ben oltre”.

Cronologia della missione degli esopianeti
Cronologia della missione degli esopianeti

Ariel sarà la terza missione di esopianeti dedicata dell’ESA che verrà lanciata entro un periodo di dieci anni, con ogni missione che affronterà un aspetto unico della scienza degli esopianeti. Cheops , il satellite caratterizzante ExOPlanet, lanciato a dicembre 2019, sta già producendo scienza di livello mondiale.

Platone, la missione PLAnetary Transits and Oscillations of stars, sarà lanciata nel 2026 per trovare e studiare sistemi planetari extrasolari, con un’enfasi speciale sui pianeti rocciosi attorno a stelle simili al Sole nella zona abitabile – la distanza da una stella dove l’acqua liquida può esistere sulla superficie di un pianeta. Ariel, previsto per il lancio nel 2029, si concentrerà su pianeti caldi e caldi, che vanno dalle super-Terre ai giganti gassosi in orbita vicino alle loro stelle madri, sfruttando le loro atmosfere ben miscelate per decifrare la loro composizione di massa.

Nei prossimi mesi, all’industria verrà chiesto di fare offerte per la fornitura di hardware per veicoli spaziali per Ariel. Intorno all’estate del prossimo anno, il principale appaltatore industriale sarà selezionato per costruirlo.

Il modulo di carico utile della missione, che include un telescopio criogenico di classe un metro e strumenti scientifici associati, è fornito dall’Ariel Mission Consortium . Il consorzio comprende più di 50 istituti di 17 paesi europei. Anche la NASA contribuisce al carico utile.

“Dopo un intenso periodo di lavoro sui concetti di progettazione preliminari e sul consolidamento delle tecnologie necessarie per dimostrare la fattibilità della missione, siamo pronti a far avanzare Ariel alla fase di implementazione”, afferma Ludovic Puig, responsabile dello studio di Ariel dell’ESA.

sonda Ariel
Rilevamento di esopianeti con il metodo di transito Accedi al video

Gli spettrometri del telescopio misureranno le impronte chimiche di un pianeta mentre attraversa di fronte – “transita” – la sua stella ospite, o passa dietro di essa – una “occultazione”. Le misurazioni consentiranno inoltre agli astronomi di osservare l’oscuramento della stella ospite da parte del pianeta con una precisione di 10-100 parti per milione rispetto alla stella.

Ariel sarà in grado di rilevare i segni di ingredienti ben noti nell’atmosfera dei pianeti come vapore acqueo, anidride carbonica e metano. Rileverà anche composti metallici più esotici per decifrare l’ambiente chimico complessivo del lontano sistema solare. Per un numero selezionato di pianeti, Ariel eseguirà anche un’indagine approfondita dei loro sistemi nuvolosi e studierà le variazioni atmosferiche stagionali e giornaliere.

Esopianeta caldo
Esopianeta caldo

“Con Ariel porteremo la caratterizzazione degli esopianeti al livello successivo studiando questi mondi lontani sia come individui che, cosa importante, come popolazioni, in modo molto più dettagliato che mai”, afferma Göran Pilbratt, scienziato dell’ESA Ariel.

“Il nostro censimento chimico di centinaia di sistemi solari ci aiuterà a comprendere ogni pianeta nel contesto dell’ambiente chimico e della composizione della stella ospite, aiutandoci a sua volta a comprendere meglio il nostro vicinato cosmico”, aggiunge Theresa Lueftinger, scienziata del progetto Ariel dell’ESA.

“Siamo lieti di entrare nella fase di implementazione della missione Ariel”, afferma Jean-Christophe Salvignol, responsabile del progetto Ariel dell’ESA. “Ci stiamo muovendo verso il design ottimale del veicolo spaziale per rispondere alle domande fondamentali sul nostro posto nel cosmo”.

Il lancio di Ariel è previsto sul nuovo razzo Ariane 6 dell’ESA   dallo spazioporto europeo di Kourou, nella Guyana francese. Opererà da un’orbita attorno al secondo punto di Lagrange Sole-Terra, L2, a 1,5 milioni di chilometri direttamente “dietro” la Terra visto dal Sole, in una missione iniziale di quattro anni. La missione Comet Interceptor guidata dall’ESA condividerà il viaggio nello spazio.

 

Riferimenti e approfondimenti

  1. Sito della missione Ariel
  2. Nota stampa ESA
  3. Twitter ARIEL Telescope
  4. Video missione ARIEL
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