Parker Solar Probe, la sfida dell’astrofisico Marco Velli, ex allievo della Normale

Pisa, 29 gennaio 2019. A Novembre ha compiuto il primo perielio (minima distanza) intorno al Sole, a una distanza di 35.7 raggi, Parker Solar Probe, la sonda della NASA decollata lo scorso 12 agosto da Cape Canaveral, in Florida, per una delle missioni aereospaziali scientificamente più affascinanti e tecnologicamente più impegnative: comprendere come si origina il vento solare e arrivare vicina come nessuna strumentazione umana abbia mai fatto al Sole, ad “appena” sei milioni di chilometri dalla superficie.

Uno dei protagonisti di questa sfida è il fisico Marco Velli, allievo dal 1980 al 1984 della Scuola Normale Superiore di Pisa (quando a dirigere la  classe di Scienze era il Prof. Luigi Radicati). Astrofisico del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA, Velli è il principal investigator dello strumento Heliospheric Origins a bordo della sonda, oltre che professore di Fisica spaziale al Department of Earth, Planetary and Space Sciences e all’Institute of Geophysics and Planetary Physics (Space Science Center) dell’Università di Los Angeles.

Il prof. Velli ci ha parlato dello stato dell’arte della missione della sonda Parker, chiamata così in onore dell’astrofisico che per primo sviluppò, negli anni ’50, la teoria sul vento solare,.

“La sonda – spiega il prof. Velli – ha appena passato (19 gennaio) l’afelio (dist max dal sole) all’orbita di Venere, 0.723 UA o 155 raggi solari dal centro del sole, per avere il secondo perielio il 4 Aprile, sempre a una distanza di 35.7 raggi solari dal centro del sole. La sonda Parker Solar poi effettuerà altri 6 incontri con Venere per avvicinarsi sempre di più al sole, fino a un minimo di 9.86 raggi dal centro nel 2025”.

Quali sono le sfide dal punto di vista tecnologico per questa missione?
“Le sfide principali sono state l’ottimizzazione dell’orbita (incontri con Venere), lo sviluppo dello scudo termico che protegge la maggior parte della strumentazione, e lo sviluppo di antenne EM che potessero funzionare raggiungendo temperature superiori ai 1.000 centigradi e un analizzatore di plasma (coppa di Faraday) che potesse anche lui rimanere al sole, superando i 1000 gradi centigradi, per misurare le particelle con una velocità così ampia che non possono essere viste grazie all’aberrazione dovuta al moto della sonda”.

Quali sono le incertezze scientifiche che la missione spera di risolvere?
“Scopo principale della sonda è capire come nasce il vento solare, un flusso supersonico di particelle cariche (principalmente protoni, elettroni e particelle alfa ovvero nuclei di elio) che creano una bolla nello spazio interstellare, la eliosfera, all’interno della quale ci sono i pianeti e anche la Terra. Il vento nasce dal riscaldamento della corona solare, che può raggiungere i 2-3 milioni di gradi, tramite un processo di conversione di energia magnetica che la sonda dovrebbe chiarire. Inoltre, l’attività magnetica del sole causa gigantesche eruzioni e brillamenti con conseguenti sciami di raggi cosmici solari. La sonda attraverserà la regione di accelerazione di tali raggi, e speriamo di capirne i meccanismi. La sonda quindi ci porterà a capire aspetti fondamentali della interazione tra plasmi e campi magnetici, fornendoci una stela di rosetta per la comprensione di fenomeni di alta energia nell’universo intero”.

A cosa si deve il suo coinvolgimento nel progetto? L’Italia ne fa in qualche modo parte?
“Ho iniziato a lavorare a questo progetto come teorico responsabile degli obiettivi scientifici nel lontano 2003, mentre ero ancora Professor Associato di Astronomia all’Università di Firenze. Nel 2010 la NASA ha selezionato la mia proposta di ricerca per essere Principal Investigator teorico col ruolo di Parker Solar Probe Observatory Scientist. Come tutti gli esperimenti scientifici NASA degli ultimi anni, i dati della sonda diventeranno pubblici pochi mesi dopo la ricezione a terra, una volta calibrati correttamente, e quindi l’analisi di tali dati coinvolgerà l’intera comunità scientifica inclusa l’Italia. Sperimentalmente, l’Italia è coinvolta in un progetto solare che accompagna Solar Probe, Solar Orbiter, con lancio previsto nel 2020. Orbiter porterà entro l’orbita di mercurio telescopi ottici, uv, ed x, oltre a strumenti per la misura in-situ del vento solare, ed un coronografo di fabbricazione italiana, METIS”.

Andrea Pantani