Vigil, il meteorologo solare
La missione del satellite dell’Agenzia spaziale europea (ESA) Vigil, la cui partenza è prevista per il 2031, migliorerà in maniera determinante la qualità dei dati per le previsioni meteorologiche solari.
La meteorologia spaziale (space weather) è diventata in questi ultimi anni una delle scienze spaziali più studiate, soprattutto in relazione alla pianificazione delle missioni del futuro e agli effetti che i raggi cosmici possono avere sugli astronauti e sulle infrastrutture nel cosmo. Ciò non di meno, per noi abitanti del pianeta Terra, e per tutto quello che vi orbita attorno, la meteorologia del Sole assume un’importanza più marcata. Le tempeste solari infatti, teoricamente possono avere effetti anche catastrofici per la Terra e riuscire a prevenirle, oltre che studiarle, è fondamentale per limitare i danni mettendo in opera le procedure di salvaguardia dei satelliti, degli astronauti e delle infrastrutture terrestri.
I grandi eventi, come la tempesta solare del maggio 2024 che ha causato le stupefacenti aurore boreali visibili per buona parte dell’Europa, possono essere così violenti da interrompere le linee elettriche e le comunicazioni satellitari, causando anche ingenti danni.
Fra qualche anno, entrerà in gioco la missione dell’ESA Vigil: dal privilegiato punto di osservazione nel punto lagrangiano L5 invierà a Terra aggiornamenti sul meteo solare sfruttando la sua suite di strumenti specializzati, consentendo un miglioramento drastico delle nostre capacità di previsione.
Un punto di osservazione strategico
Vigil sarà in assoluto la prima missione al mondo dedicata al meteo spaziale in L5. Tuttavia, inviare dati con continuità alla Terra, dalla distanza di 150 milioni di chilometri, sarà difficile e costoso. Servirà infatti un’avanzata capacità di elaborazione di bordo, un collegamento costante a bassa latenza con le antenne terrestri per lo spazio profondo e la conversione dei dati grezzi di Vigil in informazioni utili per i servizi di meteorologia spaziale. Stiamo parlando di una sfida tecnica davvero ardua.
La potenza della strumentazione di Vigil, combinata con il suo privilegiato punto di osservazione, ovvero il quinto punto lagrangiano del sistema Sole-Terra, renderà tutto quanto possibile.
Sono tre i motivi principali per i quali le strumentazioni di Vigil beneficiano della posizione in L5:
1. Uno sguardo da dietro l’angolo
Mentre la nostra stella ruota sul suo asse approssimativamente ogni 28 giorni, le sue regioni di maggiore attività ruotano giocoforza nel campo visivo della Terra scagliando radiazioni verso il nostro pianeta con scarso preavviso. Come detto in precedenza, dalla posizione in L5 Vigil può osservare la superficie e l’atmosfera solare da un’angolazione ottimale, “spiando”, il Sole da “dietro l’angolo” rispetto alla posizione della Terra. Di conseguenza la sonda è capace di rilevare le regioni solari potenzialmente pericolose diversi giorni prima che i loro effetti raggiungano il nostro pianeta. Si ha così tempo per mettere in atto le opportune contromisure, al fine di salvaguardare le infrastrutture terrestri e spaziali sensibili all’attività solare.
Il Photospheric Magnetographic Imager di Vigil, fornito dal Max Planck Institute for Solar System Research di Gottinga in Germania, riprenderà i campi magnetici generati dalla superficie solare per aiutare a prevedere l’attività e le macchie solari, e i suoi dati verranno inseriti nei modelli informatici dell’eliosfera.
Contemporaneamente, il sensore d’immagine per l’estremo ultravioletto JEDI (fornito dal South West Research Institute in collaborazione con la NASA) raccoglierà immagini ad alta risoluzione dell’atmosfera solare per localizzare i siti dei brillamenti e delle eruzioni solari.
Lavorando in parallelo, questi strumenti agiranno come un vero e proprio team per le previsioni meteorologiche, scrutando le nubi tempestose in formazione appena sopra l’orizzonte, dando ai meteorologi modo per emettere preventivamente avvisi di pericolo. Con il passare del tempo, le costanti osservazioni saranno di aiuto nell’approfondire la nostra conoscenza su come queste regioni attive si formano, si evolvono ed eruttano.
2. Osservare di lato
Il secondo vantaggio del quinto punto lagrangiano è anche il più importante per riuscire a prevedere direttamente le tempeste solari: osservarle di lato.
Se immaginiamo di provare a valutare la velocità e le dimensioni di un’auto che ci sta venendo incontro frontalmente, sarà difficile riuscirci. Per contro, se immaginiamo di fissarla con attenzione da una posizione defilata, ci risulterà più semplice fare delle stime. Bene, è suppergiù la stessa cosa con le eruzioni solari, seppur con alcune diversità rispetto alle automobili visto che si manifestano in forme e dimensioni diverse, e ciò rende le osservazioni di profilo anche più importanti.
Attualmente tutti gli osservatori meteo spaziali permanenti sono posizionati al punto lagrangiano 1 (L1), posto all’1% della distanza Terra-Sole, in un’orbita a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra. Ciò significa che questi satelliti hanno una vista frontale delle eruzioni in arrivo verso di noi. La nuova prospettiva laterale di Vigil da L5, ci fornirà una comprensione più tempestiva e nitida delle espulsioni di massa coronale (in inglese Coronal Mass Ejection – CME) in movimento verso la Terra.
Siccome Vigil potrà osservare lateralmente lo spazio fra il Sole e la Terra, il satellite potrà logicamente vedere come le eruzioni solari si muovono dal momento in cui lasciano il Sole fino a quando si avvicinano alla Terra. Le tempistiche degli impatti delle CME verranno predette con una notevole accuratezza, ma non solo: queste stime verranno aggiornate in tempo reale mentre l’evento si sta propagando.
Il Compact Coronograph di Vigil (fornito dal Naval Research Laboratory – Stati Uniti), sarà in grado di oscurare il disco luminoso del Sole per poterne osservare l’atmosfera, milioni di volte meno luminosa, denominata corona, consentendo la rilevazione dei CME poco dopo la loro manifestazione.
Quindi entrerà in gioco l’Heliospheric Imager (fornito da Leonardo/Centre Spatial de Liège – Italia/Belgio), che catturerà le immagini di queste eruzioni in grandangolo mentre viaggiano nello lo spazio, verso la Terra. Questa operazione continua aiuterà a migliorare il tracciamento e la realizzazione di modelli in tempo reale legati alla meteorologia spaziale.
3. Misurare in anticipo il vento solare
Quando dobbiamo pianificare un’attività all’aria aperta da svolgere entro pochi giorni, non possiamo non esimerci da dare un’occhiata alle previsioni meteorologiche, consultando le app nei nostri smartphone o gli spazi dedicati nel palinsesto televisivo.
Similmente, il principale beneficio offerto dalla posizione in L5 di Vigil è la possibilità di monitorare le condizioni del vento solare, più o meno allo stesso modo in cui si farebbe sulla Terra, ma registrando la perturbazione a qualche giorno di distanza. Inoltre i flussi di vento solare si propagano nello spazio seguendo dei percorsi curvilinei, noti come spirali di Parker, e L5 è il luogo ideale per osservarli.
Il Plasma Analyser (realizzato dallo Mullard Space Science Laboratory – Regno Unito), misurerà le particelle del vento solare direttamente da L5, fornendo informazioni preziose su quello che a breve investirà la Terra.
Il Magnetometer (sviluppato dall’Imperial College London/IWF Graz – Regno Unito/Austria) rileverà i campi magnetici dalla sua posizione in cima ad un’asta lunga sette metri. Questa distanza aiuterà ad eliminare le interferenze provenienti dallo veicolo spaziale stesso, permettendo il preciso tracciamento dei disturbi magnetici in arrivo associati con gli eventi del meteo spaziale.
Le previsioni di Vigil nascono da una sinergia integrata
Lavorando all’unisono, la potente squadra di strumenti scientifici dell’osservatorio orbitante europeo, contribuirà a ridurre il rischio di perturbazioni causate da eventi meteorologici spaziali, monitorando in maniera continua il Sole e la linea Sole-Terra per diversi anni. Dalla sua posizione unica e stabile, Vigil sarà anche una fonte preziosa di dati scientifici in quanto le sue osservazioni andranno ad alimentare diversi servizi di meteorologia spaziale, incluso lo Space Weather Service Network dell’ESA.
«Quando i dati provenienti da Vigil grazie alla sua prospettiva unica, verranno combinati con quelli provenienti dalle altre missioni situate in L1, l’intero sistema diverrà più grande della somma delle sue singole parti», ha affermato Mattew West, scienziato della missione Vigil presso l’ESA.
Il satellite europeo terrà d’occhio costantemente il Sole, sulla stessa orbita della Terra a 60° dietro di essa, in modo tale da osservare la nostra stella di lato e avere contemporaneamente una linea di comunicazione con le antenne terrestri sempre libera. Da questa posizione strategica sarà possibile segnalare le situazioni di allarme con un anticipo fino a 4 o 5 giorni, per alcune tipologie di fenomeni. Grazie a questo peculiare tempo di risposta, Vigil potrà fare la differenza fra un piccolo inconveniente su scala ridotta e un blackout su scala nazionale.
La costruzione di Vigil è stata assegnata ad Airbus lo scorso anno, il lancio dovrebbe avvenire nel 2031 con un Ariane 62 dallo spazioporto europeo di Kourou nella Guyana Francese e sarà il primo veicolo spaziale dell’ESA ad essere posizionato in L5. Avrà una vita operativa nominale di 7 anni e mezzo.
In latino, vigilis exceptus significa “sentinella”, mentre vigilia è traducibile come “veglia”, ovvero “fare la guardia con estrema attenzione”, proprio come farà il satellite sulla Terra e sul Sole.
Fonte: ESA
Ove non diversamente indicato, questo articolo è © 2006-2025 Associazione ISAA - Leggi la licenza. La nostra licenza non si applica agli eventuali contenuti di terze parti presenti in questo articolo, che rimangono soggetti alle condizioni del rispettivo detentore dei diritti.
