Il nostro pianeta è costantemente attraversato da un flusso di particelle cariche provenienti dal Sole, noto come vento solare. Questo fenomeno influenza non solo l’atmosfera terrestre, ma anche satelliti, astronauti e infrastrutture tecnologiche sulla superficie. La missione Punch (Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere) della Nasa rappresenta un passo avanti nella comprensione del Sole e della sua interazione con la Terra, poiché sarà la prima a osservare simultaneamente la corona solare e il vento solare, fornendo una visione integrata dell’intero sistema.
Un lancio cruciale per la scienza spaziale
Il decollo della missione Punch avverrà a bordo di un razzo Falcon 9 di SpaceX dalla base spaziale di Vandenberg, in California. Gli strumenti di bordo raccoglieranno dati fondamentali sulla formazione e sull’evoluzione di eventi solari potenzialmente pericolosi, migliorando la capacità di prevedere con maggiore precisione le tempeste geomagnetiche che possono colpire la Terra. La missione è progettata per operare per almeno due anni, dopo una fase iniziale di test della durata di 90 giorni.
Quattro satelliti per una visione globale del Sole
La costellazione di Punch è composta da quattro satelliti, ognuno delle dimensioni di una valigia. Il loro campo visivo combinato permetterà di coprire un’area di cielo più ampia rispetto a qualsiasi missione precedente dedicata allo studio del Sole e del vento solare. Posizionati in orbita terrestre bassa, questi satelliti osserveranno senza interruzioni il passaggio del vento solare dalla corona fino alle profondità del Sistema solare.
Grazie alla loro sincronizzazione con il Sole, saranno in grado di monitorare il nostro astro 24 ore su 24, 7 giorni su 7, con minime interruzioni dovute all’ombra della Terra. In particolare, seguiranno con estrema precisione fenomeni come le espulsioni di massa coronale (CME), gigantesche eruzioni di plasma e campi magnetici che possono avere impatti significativi sul nostro pianeta.
Immagini tridimensionali grazie alla polarizzazione della luce
Le telecamere tradizionali catturano immagini bidimensionali, che comprimono la profondità dello spazio in una singola prospettiva. Punch, invece, sfrutterà la polarizzazione della luce solare per ricostruire immagini in tre dimensioni. Quando la luce interagisce con la materia della corona solare e del vento solare, si polarizza, e ogni satellite di Punch sarà equipaggiato con un polarimetro in grado di catturare queste variazioni grazie a tre diversi filtri polarizzatori. Questo sistema permetterà di ottenere dettagli cruciali sulla direzione e sulla velocità delle particelle cariche.
«Questa nuova prospettiva permetterà agli scienziati di individuare l’esatta traiettoria e velocità delle espulsioni di massa coronale mentre attraversano il Sistema solare interno», spiega Craig DeForest, principal investigator della missione presso il Southwest Research Institute di Boulder, in Colorado. «Le immagini tridimensionali miglioreranno la nostra capacità di tracciare le CME dirette verso la Terra e, grazie all’ampio campo di vista, potremo seguirle lungo l’intero tragitto dal Sole al nostro pianeta».
Punch: un’unica strumentazione distribuita nello spazio
I quattro satelliti della missione Punch opereranno in perfetta sincronizzazione, formando un unico strumento virtuale in grado di osservare il Sole in modi mai visti prima. Ogni satellite sarà dotato di specifiche apparecchiature ottiche:
- Il Narrow Field Imager (NFI) fungerà da coronografo, bloccando la luce diretta del Sole per osservare meglio i dettagli della corona solare, in modo simile a quanto accade durante un’eclissi totale.
- I tre Wide Field Imagers (WFI) si concentreranno invece sulla porzione più esterna della corona solare, monitorando direttamente il vento solare mentre si espande nello spazio interplanetario.
Quando il vento solare interagisce con il campo magnetico terrestre, può influenzare le cinture di radiazioni che circondano il nostro pianeta, generando tempeste geomagnetiche che possono avere effetti sui sistemi di navigazione, sulle reti elettriche e sulle comunicazioni satellitari.
Un progetto costruito sulla ricerca di decenni
«La missione Punch si basa sulle fondamenta poste da decenni di esplorazioni eliofisiche», sottolinea Madhulika Guhathakurta, scienziato della Nasa. «Le precedenti missioni ci hanno offerto frammenti della corona solare e del vento solare, ma Punch fornirà una visione continua e senza precedenti dell’intero fenomeno».
I dati raccolti da Punch saranno integrati con quelli della Parker Solar Probe, che sta volando attraverso la corona solare, permettendo agli scienziati di combinare osservazioni ravvicinate e su larga scala. La combinazione di queste informazioni coprirà un campo visivo che spazia da meno di un chilometro fino a oltre 260 milioni di chilometri.
Mercoledì 22 gennaio 2025, presso la Astrotech Space Operations nella base spaziale di Vandenberg, sono stati eseguiti ulteriori test sul sistema di dispiegamento solare dei satelliti Punch, un passo cruciale prima del lancio ufficiale.
Collaborazioni con altre missioni spaziali
Punch lavorerà in sinergia con altre missioni della Nasa. I suoi dati saranno combinati con quelli di Codex (Coronal Diagnostic Experiment), che dalla Stazione spaziale internazionale studia la corona solare con un punto di vista privilegiato. Inoltre, contribuirà alle ricerche della missione Ezie (Electrojet Zeeman Imaging Explorer), il cui lancio è previsto per marzo 2025, dedicata allo studio delle variazioni del campo magnetico terrestre in relazione alle aurore polari.
Quando il vento solare osservato da Punch si allontanerà dal Sole e dalla Terra, sarà monitorato dalla missione Imap (Interstellar Mapping and Acceleration Probe), anch’essa programmata per il 2025.
«Punch sarà il collegamento tra queste missioni, fornendo una visione ininterrotta del passaggio del vento solare dalla sua origine nella corona solare fino alla sua diffusione nello spazio interplanetario», conclude Guhathakurta.
