“Eseguire la coronagrafia tramite volo in formazione tra due satelliti è un modo molto diretto per dimostrare i vantaggi di questa nuova tecnologia”

Yann Scoarnec fornisce maggiori dettagli sulla missione in cui Sener è l’appaltatore principale e responsabile sia del segmento di volo che di quello di terra.

Proba-3 è la quarta missione Proba dell’ESA. 40 aziende provenienti da 14 paesi partecipano alla missione Proba-3, guidata da Spagna e Belgio. L’obiettivo è studiare la corona solare e la meteorologia spaziale, nonché testare nuove tecnologie. La missione consisterà in una formazione di satelliti coordinati: Coronograph e Occulter. Insieme possono funzionare come un gigantesco strumento di 144 metri e possono anche separarsi e funzionare come un’eclissi. Un’unità, l’Occultore, blocca il sole e l’altra, il Coronagrafo, acquisisce i dati.

Questa sarà la prima missione che raccoglierà dati dalla corona solare utilizzando questo metodo innovativo e decollerà, se tutto andrà bene, dall’India a settembre. Proba-3 è la prima missione di volo in formazione di precisione dell’ESA e al mondo. Sener è l’appaltatore principale della missione e responsabile sia del segmento di volo che di quello di terra.

NOTIZIE SUI VOLANTI.- In cosa consiste la missione Proba-3 e che ruolo gioca Sener in essa?

Yann Scoarnec.- Proba-3 è una missione con due obiettivi principali. Il più importante di questi è di tipo tecnologico e consiste nel dimostrare, per la prima volta, la fattibilità del volo in formazione ad alta precisione tra satelliti nello spazio. Questa pietra miliare ha un enorme potenziale per l’astronomia e l’ingegneria aerospaziale: quando volano in formazione, i satelliti possono agire come un unico strumento ottico, componendo una struttura virtuale nello spazio con elevate capacità di riconfigurazione. Il successo di Proba-3 dimostrerebbe che le missioni future potrebbero essere sviluppate su scala più ampia e a costi inferiori, utilizzando più piccoli moduli che si comportano in volo come un unico grande satellite. Questa tecnologia di volo in formazione aprirà nuove possibilità per le missioni spaziali, come nel campo dell’interferometria.

Allo stesso modo, la missione ha una componente scientifica, poiché, attraverso questo volo in formazione, i due satelliti che fanno parte del progetto (il Coronagraph e l’Occulter) agiranno come un unico strumento, imitando un’eclissi solare. Questo ci permetterà di studiare la corona solare. Sener guida il consorzio industriale as missione primaria. È presente fin dalle fasi di progettazione concettuale, quasi due decenni fa. Infine, Sener fornisce diversi sistemi integrati nei satelliti.

FN.- Vogliono creare “eclissi su richiesta” per studiare il Sole. Perché questo metodo? Che tipo di informazioni vengono ricercate con la missione?

YS.- Eseguire la coronagrafia volando in formazione tra due satelliti è un modo molto diretto per dimostrare i vantaggi di questa nuova tecnologia. Inoltre, questo metodo ci permette di studiare la corona solare in un modo senza precedenti. Essendo situato su un satellite, il coronografo Proba-3 non sarà influenzato dai disturbi nell’atmosfera terrestre. E, nel caso di Proba-3, la distanza tra il disco occultante e lo strumento è importante (circa 144 metri), che permette di ridurre notevolmente i fenomeni di diffrazione che colpiscono altri coronografi spaziali.

I satelliti devono essere perfettamente sincronizzati per 6 ore per eseguire la coronagrafia solare, e lo faranno numerose volte durante i due anni di vita della missione. Questo ci permetterà di osservare regolarmente la corona solare durante un periodo di grande attività per il nostro Sole e in una zona della corona che fino ad oggi non è stata osservata. Si prevede che si possano ottenere informazioni molto preziose per comprendere come si generano il vento solare e le espulsioni di massa coronale che possono disturbare i satelliti o le reti di comunicazione e distribuzione elettrica sulla Terra.

FN.- Come funzionano i due satelliti e raccolgono dati?

YS.- Il satellite Coronagraph ospiterà il coronografo della missione, uno strumento che punterà direttamente verso il Sole. Il secondo satellite, Occulter, eclisserà il Sole, ponendosi tra la stella e il Coronagraph. Per fare ciò utilizza un disco di circa 140 centimetri di diametro, che creerà un’ombra di 8 cm sull’altro satellite che dovrà essere posizionato davanti all’apertura del coronografo utilizzando la tecnologia del volo in formazione.

FN.- Quali dimostrazioni tecnologiche si intendono fare con questa missione?

YS.- Oltre ad essere utilizzato per la coronagrafia, l’esecuzione del volo in formazione sarà dimostrata attraverso una serie di manovre che verranno eseguite all’apogeo dell’orbita. In particolare, verrà dimostrato che è possibile modificare la distanza tra i due satelliti (“resizing”) o il puntamento della formazione (“retargeting”), mantenendo i due satelliti in formazione controllata. Verrà effettuato anche un esperimento di tipo “rendez-vous”, in cui solo uno dei due satelliti è attivo e controlla la propria posizione rispetto all’altro, mentre l’altro satellite agisce come un bersaglio totalmente passivo.

FN.- In che fase si trova attualmente la missione?

YS.- La missione è completare la fase “D”, ovvero produzione e test. Lo scorso anno sono stati effettuati test ambientali presso le strutture IABG in Germania, dove è stato dimostrato che le piattaforme possono resistere alle condizioni di lancio e di orbita. Adesso vengono effettuati gli ultimi test funzionali sui satelliti, con il software definitivo di bordo, mentre è completata la predisposizione delle procedure operative. È iniziata anche la tappa finale della fase “D”, la Qualification and Acceptance Review (QAR).

FN.- Quali altre aziende spagnole sono coinvolte nella missione e come?

YS.- Sener è l’appaltatore principale della missione e responsabile sia del segmento di volo che di quello di terra. Completano la partecipazione dell’industria spagnola, a livello di sistema, Airbus Defence and Space, che ha curato la progettazione e la realizzazione delle due piattaforme, e GMV, per lo sviluppo del sottosistema di volo in formazione, del Flight Dynamics System nel parte del segmento di terra e la relativa funzione GPS. Ma anche aziende spagnole partecipano alla fornitura di apparecchiature a bordo dei satelliti, ad esempio Thales Spain per il transponder in banda S, Airbus Crisa per le apparecchiature di interfaccia elettrica incaricate di controllare la propulsione e il sistema di controllo termico, o Deimos per le analisi di missione .

FN.- Qual è la sfida più grande della missione?

YS.- Si tratta di un progetto ambizioso, al quale hanno partecipato numerose aziende e organizzazioni in diversi ambiti, alcune delle quali molto specifiche e specializzate, quindi è una domanda che può variare a seconda di chi risponde. Nel nostro caso, abbiamo avuto il privilegio e la responsabilità di guidare un grande consorzio, il che rappresenta una sfida notevole, oltre a fornire sistemi critici di complessità tecnica.

Le sfide tecniche sono state molteplici e mutevoli nel corso del progetto. Una delle sfide più recenti è stata la necessità di garantire autonomia alla coppia di satelliti, poiché devono essere in grado di comunicare tra loro, sincronizzarsi e cooperare non solo in condizioni nominali, ma anche se qualcosa va storto. In tal caso, le operazioni vengono interrotte e la navicella spaziale viene messa in una configurazione speciale per dare al controllo di terra abbastanza tempo per indagare sul problema. Questo livello di autonomia ha comportato complessità nella progettazione del software di bordo e nella sua validazione sui satelliti, il che ha rappresentato una sfida significativa per le attività dell’ultimo anno.

 
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