La missione Henon, che l’Agenzia spaziale europea (ESA) sta finendo di preparare, è senza precedenti: un cubesat si avventurerà autonomamente nello spazio profondo, comunicherà con la Terra e raggiungerà la sua destinazione operativa senza dipendere da un altro veicolo spaziale. Orbiterà attorno al Sole osservandone le emissioni elettromagnetiche al fine di dimostrare le tecnologie atte a fornire allarmi preventivi sulle tempeste solari, anche ore prima che raggiungano la Terra.
Una missione di primati
Henon (Heliospheric Pioneer for Solar and Interplanetary Threats Defence), delle dimensioni di un bagaglio a mano, sarà inoltre il primo cubesat autonomo a eseguire delle vere e proprie manovre lungo il suo tragitto verso la sua destinazione finale; un’orbita a 24 milioni di chilometri dalla Terra.
Va specificato tuttavia, che se da un lato è vero che Henon non è il primo nanosatellite dell’ESA a operare così lontano dal nostro pianeta, in quanto fra poco più di un anno questo primato sarà appannaggio di Juventas e Milani della missione Hera, dall’altro Henon sarà un pioniere, volando completamente da solo, senza l’assistenza di un veicolo spaziale principale.
Infatti, per quanto riguarda le telecomunicazioni, Juventas e Milani comunicheranno con la sonda madre Hera tramite collegamenti radio inter-satellite, lasciando quindi a quest’ultima il compito di inviare i loro dati verso la Terra. Henon, diversamente, sarà in grado di comunicare in maniera indipendente con le stazioni terrestri tramite la rete ESTRACK dell’ESA, grazie a un apposito transponder miniaturizzato in banda X attualmente in fase di sviluppo.
Un altro primato di Henon riguarda il fatto che esso sarà in grado di eseguire autonomamente le manovre che lo posizioneranno nella sua orbita operativa, grazie al suo sistema propulsivo elettrico miniaturizzato progettato su misura.
Questo originale propulsore ionico in miniatura, alimentato dai pannelli fotovoltaici di Henon, impiegherà gas xenon ionizzato per spingere il satellite, permettendogli una capacità di manovra mai ottenuta su un veicolo spaziale di dimensioni così ridotte.
Naturalmente, una volta dimostrata questa tecnologia propulsiva, si potranno aprire ulteriori scenari per il suo impiego nelle future missioni low-cost verso la Luna, gli asteroidi e anche verso l’orbita marziana.
Progetto completato
Lo scorso mese di marzo, Argotec, il principale appaltatore del progetto Henon, ha dato il via alla fase finale di implementazione della missione. Inoltre, recentemente il cubesat ha superato anche la Critical Design Review, pertanto il progetto dettagliato del satellite è stato ufficialmente varato.
Dal punto di vista tecnologico, il fiore all’occhiello della missione è senza dubbio la Power Suite Curie, un’innovativa e futuristica tecnologia che Argotec ha sviluppato appositamente per questa missione e che è destinata a far evolvere le tecnologie spaziali per lo spazio profondo.
La Power Suite Curie è una Power Conditioning and Distribution Unit (PCDU) di nuova concezione che fungerà da vero e proprio cuore elettrico dei satelliti di dimensioni molto piccole, ideata per gestire la loro potenza elettrica per lunghi periodi in condizioni estreme.
Vista la conferma del progetto finalizzato e dettagliato, il team ingegneristico ora proseguirà con altri test. Usando un FlatSat, ovvero un prototipo di Henon con tutti i componenti elettronici collegati e disposti su un bancone, i tecnici verificheranno il funzionamento sia dell’hardware sia del software del satellite. Parallelamente, verrà costruito un modello specializzato della sonda il quale verrà sottoposto a rigorose verifiche tecniche per assicurare che la struttura di Henon possa resistere alle vibrazioni del lancio, al vuoto, alle radiazioni e alle temperature estreme dello spazio profondo.
Un’orbita particolare
Henon partirà per la sua missione alla fine del 2026, sfruttando un passaggio da un lanciatore di un’altra missione, il quale lo porterà al punto lagrangiano L2 tra Sole e Terra, a circa 1,5 milioni di km in direzione opposta al Sole, dietro la Terra. Una volta raggiunta questa posizione, il cubesat utilizzerà il suo sistema propulsivo elettrico per immettersi in un’orbita retrograda distante (Distant Retrograde Orbit – DRO) attorno alla nostra stella. Si tratta di un’orbita simile a quella del nostro pianeta, ma più ellittica, ideata dall’astronomo francese Michel Hénon nel 1969.
La missione, che appunto prende il nome dello scienziato d’oltralpe, sarà la prima in assoluto a volare in questo tipo di orbita, la quale porterà il cubesat a 12 milioni di chilometri dalla Terra nel suo punto più vicino a noi e a 24 milioni di km nel suo punto più lontano. Mentre Henon e la Terra orbiteranno il Sole, sembrerà che il satellite orbiti la Terra con un percorso a forme di ellisse.
Siccome sia la Terra sia Henon orbiteranno attorno al Sole, le loro orbite relative creeranno una situazione interessante: Henon sembrerà orbitare attorno alla Terra con un percorso di forma ellittica. Credit: Argotec/ESA
Previsione avanzate di tempeste solari
La missione Henon viene finanziata da fondi del General Support Technology Programme (GSTP) dell’ESA, il quale permette all’Agenzia spaziale europea di promuovere le nuove tecnologie tramite il lancio di missioni orbitali dimostrative.
Come nella maggior parte delle missioni tecnologiche dimostrative dell’ESA, lo scopo di Henon sarà duplice: ampliare i confini delle tecnologie spaziali, e garantire allo stesso tempo utilità nella vita reale.
Roger Walker, responsabile CubeSat per ESA Technology, ha chiarito che:
La missione sfrutterà la sua vicinanza al Sole, sul tratto rivolto alla nostra stella della sua orbita DRO per dimostrare le tecnologie dei suoi strumenti miniaturizzati, che saranno in grado di confermare l’arrivo di tempeste solari, molto prima che esse possano raggiungere la Terra, fornendo quindi l’allarme con 3-6 ore di anticipo. Ciò rappresenta un miglioramento considerevole, se comparato all’attuale tempo di risposta di circa 15-60 minuti dei satelliti situati sul punto lagrangiano L1 del sistema Sole-Terra.
Juha-Pekka Luntama, capo dell’ufficio per la meteorologia spaziale dell’ESA, ha così concluso:
Dimostrare questa capacità di allarme con Henon, servirà a sviluppare una futura costellazione di veicoli spaziali in grado di operare sull’orbita DRO e di tenere sott’occhio le tempeste solari. Questa costellazione fornirà un servizio di allarme continuo per gli operatori di infrastrutture critiche, come le reti elettriche, dandoci dieci volte più tempo per implementare misure di mitigazione per prevenire i danni.
Il progetto Henon è formato da un consorzio di operatori istituzionali e privati con a capo Argotec (ITA), INAF (ITA), Uni. Calabria (ITA), Uni. Firenze (ITA), SpaceDys (ITA), IMT (ITA), Mars Space (GBR), Imperial College London (GBR), ASRO/Uni. Turku (FIN).
Il cubesat è dotato di una suite di strumenti scientifici miniaturizzati allo stato dell’arte, ideati per il monitoraggio degli eventi eliosferici che possono condizionare il cosiddetto meteo spaziale (Space Weather), che è lo studio degli effetti dell’attività solare sul nostro pianeta.
Essi comprendono:
- MAGIC (Magnetometer from Imperial College), sviluppato dall’ Imperial College London (GBR), per il programma ESA GSTP dell’ESA.
- REPE (Relativistic Electron and Proton Experiment), ideato da ASRO/University of Turku (FIN), per il programma GSTP dell’ESA.
- FCA (Faraday Cup Analyser), sviluppato dalla Charles University (CZE), nell’ambito del programma dell’ESA PRODEX.
Questi strumenti permetteranno di effettuare studi sulle particelle solari energetiche, sul plasma eliosferico e sul campo magnetico interplanetario.
La fase di trasferimento di Henon verso la sua orbita DRO durerà circa 14 mesi, mentre la sua missione nominale ha una durata prevista di 12 mesi.
Fonte: ESA
