La missione BepiColombo dell'Agenzia spaziale europea (ESA) verso il pianeta Mercurio affronta la manovra finora più delicata, mentre due sonde si separano dalla nave madre dirette verso uno dei luoghi più estremi del sistema solare.
Otto anni dopo la partenza dalla Terra, BepiColombo è ormai vicinissimo a entrare in orbita attorno a Mercurio, una sfera calda e densa di metalli e silicati con un proprio campo magnetico. È considerato uno dei pianeti più difficili da osservare, perché l'attrazione gravitazionale e l'intensa radiazione del Sole sono estreme.
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"Mercurio è una destinazione impegnativa. È molto difficile arrivarci ed è molto difficile operare laggiù", ha dichiarato Santa Martinez, responsabile di missione dell'Esa.
"I due aspetti principali sono le temperature estreme, che vanno da -180 a 450 °C, e la radiazione solare, che può essere fino a dieci volte quella che abbiamo sulla Terra".
Gli ingegneri di volo spaziale del centro di controllo Esoc dell'Esa a Darmstadt, in Germania, assicurano di essere pronti a qualsiasi tipo di problema o incidente il 3 settembre, quando la sonda si separerà e gli strumenti finora protetti saranno improvvisamente esposti a un ambiente estremamente ostile.
Paragonando l'intera esperienza di volo spaziale a "operare con un forno per pizza rovente proprio sulla schiena", il direttore di volo dell'Esa Ignacio Tanco ha raccontato a Euronews che è come "lavorare sul filo del rasoio".
La sua preoccupazione principale sono i pannelli solari, inclinati con grande precisione. Se li si orienta anche solo di una frazione di grado troppo lontano dal Sole si rischia di perdere potenza; se invece li si gira appena un po' troppo verso la nostra stella, rischiano di essere bruciati irrimediabilmente.
"Giovedì ci saranno molte novità per cui i team devono prepararsi", ha spiegato, paragonando il momento al lancio di una nuova sonda che però è già in orbita attorno a un altro pianeta, con undici minuti di ritardo radio in entrambe le direzioni.
Cosa succede adesso
BepiColombo è la prima missione europea verso Mercurio, ed è estremamente complessa.
Giovedì 3 settembre, alle 14:00 CEST, la sonda verrà divisa in due. Le due sonde accoppiate partiranno per la missione scientifica, mentre il grande Mercury Transfer Module (MTM), che le ha accompagnate in un viaggio tortuoso di otto anni fino a questo punto, si allontanerà nell'altra direzione.
La nave madre MTM sarà poi abbandonata al suo destino, perché non ha più controllo d'assetto e non è più necessaria.
"È un modulo completamente passivo, quindi non puoi controllarlo, non puoi manovrarlo", spiega il responsabile della dinamica di volo dell'Esa Frank Budnik.
Senza alcun modo di governarlo, inizierà a ruotare su se stesso e la sua traiettoria lo porterà a passare oltre Mercurio invece di entrare in orbita. Trascorrerà il resto dei suoi giorni nello spazio interplanetario.
Nel frattempo, per le due sonde è il momento di svegliarsi e mettersi al lavoro.
Letteralmente impilate una sull'altra sull'MTM, sono il Mercury Planetary Orbiter (MPO) dell'Esa, che studierà da vicino la superficie e l'interno del pianeta, e il Mercury Magnetospheric Orbiter (Mio), costruito dall'Agenzia di esplorazione aerospaziale giapponese (Jaxa), che si concentrerà sull'ambiente spaziale che lo circonda.
Martinez è stata molto franca sui rischi nei secondi, minuti, ore e giorni successivi alla separazione di questa settimana.
"Sappiamo che è probabile che non tutto vada secondo il piano nominale", ha detto. "Ma siamo pronti, siamo flessibili e dobbiamo essere preparati all'imprevisto".
Raggiungere Mercurio è molto più impegnativo che volare verso Marte. Una sonda che cade verso il Sole non rallenta: accelera, trascinata dalla gravità solare.
Per essere catturata in orbita, BepiColombo deve uguagliare quasi esattamente la velocità di Mercurio, un trasferimento che richiede molta più energia rispetto a quello necessario per raggiungere anche i pianeti più lontani e più grandi.
Ecco perché la missione ha impiegato otto anni e nove sorvoli ravvicinati di Terra, Venere e dello stesso Mercurio per ridurre gradualmente la velocità grazie a un motore a ioni, invece di seguire una rotta più diretta, ed è anche il motivo per cui i prossimi mesi si annunciano ad alta tensione per il team di missione.
Per le due sonde, la separazione dall'MTM di giovedì è solo il primo passo di una lunga sequenza di arrivo.
Nelle settimane successive, i due orbiter scientifici MPO e Mio resteranno agganciati insieme formando un'unica sonda composita, che volerà per la prima volta libera dal modulo di propulsione, con strumenti e telecamere finora occultati dall'MTM che potranno finalmente avere una chiara visuale dello spazio.
Il prossimo traguardo importante arriverà tra fine novembre e inizio dicembre, quando i controllori di missione attiveranno una cruciale sequenza di accensioni dei motori chimici per abbassare l'orbita della sonda e farla entrare nella presa gravitazionale di Mercurio.
Una volta catturati in orbita, MPO e Mio si separeranno, diventando due sonde completamente indipendenti e pienamente operative, ciascuna sulla propria orbita distinta attorno al pianeta, e con propri team dedicati sulla Terra.
Gli ingegneri trascorreranno i mesi successivi a mettere in servizio i sistemi e a perfezionare entrambe le orbite, un processo che durerà fino a marzo 2027.
Solo al termine di questa fase inizierà la fase scientifica vera e propria della missione, ad aprile 2027.
I misteri irrisolti di Mercurio
Studiare Mercurio con i telescopi dalla Terra è estremamente complicato, a causa della presenza abbagliante del Sole sullo sfondo. Per questo, come ha spiegato a Euronews il project scientist di BepiColombo Geraint Jones, "per studiare il pianeta in dettaglio dobbiamo andarci con una sonda".
Di questo pianeta rovente sappiamo ancora molto poco. Il principale interrogativo riguarda la sua densità: Mercurio è insolitamente pesante rispetto alle sue dimensioni, probabilmente a causa di un nucleo di ferro sovradimensionato che rappresenta il 60% del suo volume, ma gli scienziati non sanno ancora perché.
Studiare questo nucleo fornirà dati per capire come si genera il campo magnetico di Mercurio. Tra i pianeti rocciosi del Sistema solare, solo Mercurio e la Terra possiedono un campo magnetico, mentre Venere e Marte ne sono privi.
Altri aspetti curiosi di Mercurio includono il fatto che il pianeta si sta letteralmente contraendo man mano che il nucleo interno si raffredda, e che ruota così lentamente su se stesso che un giorno dura più di un anno.
Un ciclo completo di giorno e notte su Mercurio corrisponde a 176 giorni terrestri, mentre un giro attorno al Sole ne richiede 88.
Per Jones, uno degli elementi più affascinanti del pianeta sono le strutture di superficie chiamate "hollows", individuate per la prima volta dalla missione Messenger della Nasa su Mercurio.
Si tratta di zone in cui il terreno sembra essere eroso, mentre i materiali volatili evaporano sotto il calore estremo. Ci sono inoltre prove solide della presenza di ghiaccio d'acqua in alcuni crateri ai poli di Mercurio, permanentemente in ombra, e gli scienziati vogliono capire esattamente quanta acqua c'è e perché.
Mercurio non ha un'atmosfera vera e propria, ma dal pianeta fuoriescono gas che Jones è ansioso di studiare.
"Entrambe le sonde assaggeranno i gas che circondano Mercurio, permettendoci di capire quali gas sono presenti, se alcune aree della superficie emettono materiale e come tutto questo cambia nel tempo", spiega.
Studiare questo mondo arido e bruciato va oltre il solo Mercurio. Capire come si forma e sopravvive un pianeta roccioso così vicino alla propria stella aiuta gli scienziati a comprendere le origini della Terra e di molti degli strani e insoliti esopianeti scoperti negli ultimi decenni in orbita attorno ad altre stelle della nostra galassia.
Come sempre per questa missione, ottenere risposte richiede pazienza.
La campagna scientifica completa non inizierà prima di aprile 2027, quando entrambi gli orbiter avranno raggiunto le loro orbite definitive. Per il momento, però, tutti gli sguardi sono rivolti al 3 settembre, quando un'unica separazione trasformerà otto anni di volo tortuoso nel Sistema solare interno in una discesa finale verso la presa gravitazionale di Mercurio.