Un nuovo veicolo spaziale interstellare per studiare l’eliosfera

Quando le navi spaziali Voyager 1 e Voyager 2 vecchie di quattro decenni sono entrate nello spazio interstellare rispettivamente nel 2012 e nel 2018, gli scienziati hanno festeggiato. Quelle coraggiose astronavi avevano già percorso 120 volte la distanza dalla Terra al Sole per raggiungere il confine dell’eliosfera, la bolla che racchiude il nostro sistema solare che è influenzato dal vento solare.

Le Voyager hanno raggiunto il bordo della bolla, ma hanno lasciato agli scienziati molte domande su come il nostro Sole interagisce con il mezzo interstellare locale. Gli strumenti dei gemelli Voyager forniscono dati limitati, lasciando lacune critiche nella nostra comprensione di questa regione.

La NASA ed i suoi partner stanno ora pianificando che il prossimo veicolo spaziale interstellare, attualmente chiamato Interstellar Probe, viaggi molto più in profondità nello spazio interstellare, a 1.000 unità astronomiche (UA) dal sole, con la speranza di saperne di più su come si è formata la nostra eliosfera domestica e come si evolve.

“La sonda interstellare andrà nello spazio interstellare locale sconosciuto, dove l’umanità non è mai giunta prima“, afferma Elena Provornikova, responsabile dell’eliofisica della sonda interstellare del Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) nel Maryland. “Per la prima volta, faremo una foto della nostra vasta eliosfera dall’esterno per vedere come appare il nostro sistema solare”.

Provornikova ei suoi colleghi discuteranno delle opportunità della scienza eliofisica per la missione all’Assemblea generale dell’Unione europea di geoscienze (EGU) 2021.

Il team guidato dall’APL, che coinvolge circa 500 scienziati, ingegneri e appassionati – sia formali che informali – da tutto il mondo, ha studiato i tipi di indagini che la missione dovrebbe pianificare. “Ci sono opportunità scientifiche davvero eccezionali che abbracciano eliofisica, scienza planetaria e astrofisica“, afferma Provornikova.

Cosa potremmo imparare sull’eliosfera

Alcuni misteri che il team spera di risolvere con la missione includono: come il plasma del Sole interagisce con il gas interstellare per creare la nostra eliosfera; cosa si trova oltre la nostra eliosfera; come appare la nostra eliosfera.

La missione prevede di acquisire “immagini” della nostra eliosfera utilizzando atomi energetici neutri e forse anche “osservare la luce di fondo extragalattica dai primi tempi della nostra formazione galattica – qualcosa che non può essere visto dalla Terra“, dice Provornikova.

Gli scienziati sperano anche di saperne di più su come il nostro sole interagisce con la galassia locale, cosa che potrebbe offrire indizi su come altre stelle nella galassia interagiscono con i loro quartieri interstellari.

L’eliosfera è importante anche perché protegge il nostro sistema solare dai raggi cosmici galattici ad alta energia. Il Sole sta viaggiando nella nostra galassia, attraversando diverse regioni nello spazio interstellare.

Il Sole si trova attualmente in quella che viene chiamata la nube interstellare locale, ma recenti ricerche suggeriscono che il Sole potrebbe spostarsi verso il bordo della nuvola, dopodiché entrerebbe nella prossima regione dello spazio interstellare – di cui non sappiamo nulla. Un tale cambiamento può far aumentare o diminuire la nostra eliosfera o modificare la quantità di raggi cosmici galattici che entrano e contribuiscono al livello di radiazione di fondo sulla Terra.

Questo è l’ultimo anno di uno “studio di concetto pragmatico” di quattro anni, in cui il team ha indagato sulla scienza che potrebbe essere realizzata con questa missione. Alla fine dell’anno, il team consegnerà un rapporto alla NASA in cui verrà delineata la scienza potenziale, esempi di carichi utili di strumenti, veicoli spaziali di esempio e progetti di traiettoria per la missione. “Il nostro approccio è definire il menu di ciò che può essere fatto in una tale missione spaziale“, afferma Provornikova.

La missione potrebbe essere lanciata all’inizio degli anni 2030 e impiegherebbero circa 15 anni per raggiungere il confine dell’eliosfera, molto più velocemente delle Voyager, che impiegarono 35 anni per arrivarci. L’attuale progetto della missione dovrebbe durare 50 anni o più.

Riferimento: “Unique heliophysics science opportunities along the Interstellar Probe journey up to 1000 AU from the Sun” by Elena Provornikova, Pontus C. Brandt, Ralph L. McNutt, Jr., Robert DeMajistre, Edmond C. Roelof, Parisa Mostafavi, Drew Turner, Matthew E. Hill, Jeffrey L. Linsky, Seth Redfield, Andre Galli, Carey Lisse, Kathleen Mandt, Abigail Rymer and Kirby Runyon, 26 April 2021, EGU General Assembly 2021.
DOI: 10.5194/egusphere-egu21-10504