La missione BepiColombo dell'Agenzia spaziale europea (ESA) verso Mercurio affronta la sua manovra più critica: due sonde si separano dalla nave madre dirette verso uno degli ambienti più estremi del sistema solare.
Otto anni dopo aver lasciato la Terra, BepiColombo è ormai vicinissima all'ingresso in orbita attorno a Mercurio, una sfera calda e densa di metalli e silicati, dotata di un proprio campo magnetico e considerata uno dei pianeti più difficili da osservare, perché la gravità e le fortissime radiazioni del Sole sono estremamente intense.
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"Mercurio è una destinazione impegnativa. È molto difficile arrivarci, è molto difficile operare laggiù", ha dichiarato Santa Martinez, responsabile della missione dell'ESA.
"I due aspetti principali sono davvero le temperature estreme, che vanno da -180 a 450°C, e anche 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, affermano di essere pronti e preparati a ogni tipo di incidente e imprevisto il 3 settembre, quando la sonda spaziale si separerà in più parti e gli strumenti finora protetti saranno improvvisamente esposti a un ambiente estremamente ostile.
Paragonando l'intera esperienza di volo spaziale a "lavorare con un forno per pizza rovente proprio alle spalle", il direttore di volo dell'ESA Ignacio Tanco ha dichiarato a Euronews che è come "lavorare sul filo del rasoio".
La sua preoccupazione maggiore riguarda 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 li si ruota un poco troppo verso la nostra stella, rischiano di bruciarsi irrimediabilmente.
"C'è molto che giovedì sarà completamente nuovo e per cui i team devono prepararsi", ha detto, paragonando quel momento al lancio di una nuova sonda spaziale, che però si trova già in orbita attorno a un altro pianeta, con 11 minuti di ritardo radio in ogni direzione.
Cosa succede adesso
BepiColombo è la prima missione europea su Mercurio ed è una missione complessa.
Giovedì 3 settembre alle 14:00 CEST il veicolo spaziale sarà separato in due parti. Le due sonde, finora unite, partiranno per la fase scientifica, mentre il grande Mercury Transfer Module (MTM), che le ha accompagnate in un tortuoso viaggio di otto anni fino a questo punto, si allontanerà nella direzione opposta.
La nave madre MTM sarà poi affidata al destino, perché non ha 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 alcuna possibilità di governarlo, inizierà a ruotare senza controllo 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 iniziare il lavoro.
Letteralmente impilate una sopra l'altra sul 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 dalla Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), che si concentrerà sull'ambiente spaziale attorno al pianeta.
Martinez è stata molto franca sui rischi nei secondi, minuti, ore e giorni che seguiranno la separazione di questa settimana.
"Sappiamo che è probabile che non tutto andrà secondo il piano nominale", ha detto. "Ma siamo pronti, siamo flessibili e dobbiamo essere preparati all'inaspettato".
Volare verso 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 eguagliare quasi esattamente la velocità di Mercurio, un trasferimento molto più dispendioso in energia rispetto al raggiungere anche i pianeti più lontani e più grandi.
Ecco perché la missione ha impiegato otto anni e nove sorvoli planetari della Terra, di Venere e dello stesso Mercurio, riducendo 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 ricchi di momenti di forte stress per il team di missione.
Per le due sonde, la separazione dal MTM 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 unico veicolo spaziale composito, che volerà libero dal modulo di propulsione per la prima volta, con strumenti e telecamere finora bloccati dal MTM che avranno finalmente una visuale libera dello spazio.
Il prossimo traguardo importante arriverà tra fine novembre e inizio dicembre, quando i controllori di missione attiveranno una sequenza cruciale di accensioni dei propulsori chimici per abbassare l'orbita della sonda e portarla nella presa gravitazionale di Mercurio.
Una volta catturati in orbita, MPO e Mio si separeranno, diventando due veicoli spaziali pienamente indipendenti e operativi, ciascuno con un'orbita distinta attorno al pianeta, e con il proprio team dedicato sulla Terra.
Gli ingegneri trascorreranno i mesi successivi a mettere in servizio i sistemi e a ottimizzare entrambe le orbite, in un processo che si prolungherà fino a marzo 2027.
Solo al termine di questa fase inizierà la campagna scientifica dedicata della missione, nell'aprile 2027.
I misteri irrisolti di Mercurio
Mercurio è un vero rompicapo da studiare con i telescopi dalla Terra, a causa della presenza accecante del Sole sullo sfondo. Come ha spiegato a Euronews il responsabile scientifico del progetto BepiColombo, Geraint Jones, "per studiare il pianeta in dettaglio dobbiamo andarci con una sonda spaziale".
Di questo pianeta rovente sappiamo ancora molto poco. Tra le questioni aperte, la principale riguarda la densità di Mercurio: il pianeta è insolitamente pesante per le 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.
Studiarlo fornirà dati per spiegare come il nucleo genera il campo magnetico di Mercurio. Tra i pianeti rocciosi del sistema solare, solo Mercurio e la Terra hanno un campo magnetico, mentre Venere e Marte ne sono privi.
Tra gli altri aspetti curiosi di Mercurio c'è il fatto che il pianeta si sta letteralmente contraendo man mano che il nucleo interno si raffredda, e ruota sul proprio asse così lentamente che un giorno dura più di un anno.
Un ciclo completo di giorno e notte su Mercurio corrisponde a 176 giorni terrestri, mentre un'orbita attorno al Sole richiede 88 giorni terrestri.
Per Jones, personalmente, una delle caratteristiche più affascinanti del pianeta sono le strutture superficiali chiamate "hollows", individuate per la prima volta dalla missione MESSENGER della NASA su Mercurio.
Questi hollows sono zone in cui il suolo sembra essere eroso, man mano che materiali volatili evaporano nel caldo estremo. Vi sono inoltre forti indizi della presenza di ghiaccio d'acqua in alcuni crateri permanentemente in ombra ai poli di Mercurio, e gli scienziati vogliono capire esattamente quanta acqua c'è e perché.
Mercurio non ha atmosfera, 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 determinate aree della superficie emettono materiale e di vedere come tutto ciò cambia nel tempo", spiega.
Studiare questo mondo arido e rovente significa andare oltre Mercurio stesso. 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 piena campagna scientifica della missione non inizierà prima di aprile 2027, quando entrambi gli orbiter avranno raggiunto le loro orbite definitive. Per ora, tutti gli sguardi sono rivolti al 3 settembre, quando un'unica separazione trasformerà otto anni di percorso tortuoso attraverso il sistema solare interno in una discesa finale nella presa gravitazionale di Mercurio.