PROBA-3: la prima missione di “volo in formazione di precisione”

La missione PROBA-3 dell'ESA, decollata sul razzo PSLV-XL dell'ISRO il 5 dicembre 2024, è una formazione di due satelliti "per l'eclissi solare" di occultatore e coronografo. Consentirà l'osservazione della corona solare da parte di un coronografo per 6 ore in ogni orbita di 19 ore e 36 minuti tramite la creazione su richiesta di un'eclissi solare totale da parte del veicolo spaziale occultatore della formazione. Come dimostrazione delle tecnologie di volo in formazione, la missione PROBA-3 apre la strada alla futura missione LISA basata sull'interferometria (che sarà una formazione di tre veicoli spaziali nello spazio) per il rilevamento di onde gravitazionali (GW) a bassa frequenza.

La missione Laser Interferometer Space Antenna (LISA), che ha ricevuto il via libera dell'ESA all'inizio di quest'anno e il cui lancio è previsto per il 2035, sarà il primo osservatorio spaziale di onde gravitazionali dedicato al rilevamento e allo studio di onde gravitazionali (GW) a bassa frequenza con frequenza compresa tra 0.1 mHz e 1 Hz (o increspature di millihertz) causate da distorsioni nel tessuto dello spazio-tempo nell'universo. Sarà una costellazione di tre veicoli spaziali in una precisa formazione di triangolo equilatero nello spazio. Ogni lato del triangolo sarà lungo 2.5 milioni di km. La formazione dei tre veicoli spaziali orbiterà attorno al Sole in un'orbita eliocentrica che segue la Terra tra 50 e 65 milioni di km dalla Terra, mantenendo una distanza media di separazione tra veicoli spaziali di 2.5 milioni di km.

La missione LISA si baserà su due capacità chiave: "rilevamento di onde gravitazionali a bassa frequenza nello spazio" e "volo di formazione di precisione nello spazio". Mentre la tecnologia necessaria per il "rilevamento di onde gravitazionali a bassa frequenza nello spazio" è stata testata in volo e dimostrata dalla missione LISA Pathfinder nel periodo 2015-2017, la tecnologia per il "volo di formazione di precisione nello spazio" è stata recentemente dimostrata il 5 dicembre 2024 con la "formazione di due satelliti che ha causato un'eclissi solare totale della missione PROBA-3" che è entrata in orbita altamente ellittica. Era decollato sul razzo PSLV-XL dell'ISRO.

La missione PROBA (Project for On-Board Autonomy) -3 dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha due obiettivi principali: la dimostrazione delle tecnologie di volo in formazione e lo studio della corona solare interna.

PROBA-3 è la prima missione di "volo in formazione di precisione". È una formazione di due veicoli spaziali: occultatore e coronografo. Il primo (ovvero, il veicolo spaziale Occulter) proietta un'ombra controllata con precisione sul veicolo spaziale Coronagrafo per produrre eclissi solari totali su richiesta per sei ore alla volta, consentendo l'osservazione di una corona solare molto più debole. I due veicoli spaziali nella formazione sono separati da una distanza di 150 metri con una precisione di un paio di millimetri. Il volo in formazione altamente accurato di unità autonome nello spazio è un progresso significativo nella tecnologia spaziale che apre la possibilità di nuove missioni come la missione LISA basata sull'interferometria per il rilevamento di onde gravitazionali (GW) a bassa frequenza nello spazio che non possono essere rilevate utilizzando rilevatori terrestri come LIGO, VIRGO, ecc. o Pulsar Timing Array (PTA).

Mentre la formazione di tre sonde spaziali nella missione LISA consentirà la misurazione (tramite interferometria laser) di cambiamenti estremamente piccoli nelle distanze tra le masse di prova nelle sonde spaziali causati da increspature gravitazionali, la formazione di due sonde spaziali nella missione PROBA-3 è progettata per consentire l'osservazione della corona solare da parte di una sonda coronografica per 6 ore in ogni orbita di 19 ore e 36 minuti attraverso la creazione su richiesta di un'eclissi solare totale da parte della sonda occultatrice della formazione.

Gli eventi di eclissi solare totale naturale non offrono sufficienti opportunità per osservare l'atmosfera esterna del sole, pertanto l'opportunità offerta su richiesta da PROBA-3 sarà molto utile nello studio della corona solare e dei fenomeni associati per una migliore previsione del meteo spaziale e delle tempeste solari che notoriamente interrompono i satelliti, le infrastrutture di comunicazione e le reti elettriche sulla Terra.

Riferimenti: