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Ulysses (astronautica)

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Descrizione generale

Sonda interplanetaria di progettazione europea (ESA) posta in orbita dalla NASA il 6 ottobre 1990 mediante la navetta Shuttle Discovery, con lo scopo di studiare la fisica degli spazi interplanetari al di fuori del piano dell'orbita terrestre e, in particolare, le regioni sovrastanti le calotte polari del Sole, tradizionalmente assai mal conosciute a tale riguardo. Per uscire dal piano dell'eclittica, la sonda ha utilizzato la spinta gravitazionale esercitata dal pianeta Giove (al quale la sonda si è avvicinata nel febbraio 1992) onde acquistare lo slancio e il direzionamento per l'inserimento nella traiettoria prevista. Nel periodo giugno-novembre 1994, si è trovata a transitare nelle regioni australi, raggiungendo gli 80° di latitudine eliografica a 344 milioni di chilometri dal Sole. Dopo aver attraversato l'eclittica a metà marzo 1995, la sonda, fra il giugno e l'ottobre 1995, ha sorvolato – in perfetta simmetria – la regione antipodica boreale, che poi ha gradualmente abbandonato per inoltrarsi di nuovo alla volta di Giove. A causa dell'orbita molto allungata, è ritornata per la seconda volta sopra il polo sud del Sole solo nel 2000. avrebbe dovuto essere disattivata nel dicembre del 2001, ma l'ESA ha finanziato l'ampliamento della missione sino al dicembre del 2002 per poi estenderla ulteriormente prima al 30 settembre 2004 e poi a tutto il marzo 2008. La sonda potrà così effettuare un terzo sorvolo delle regioni polari del Sole nel 2007-2008, dopo i sorvoli del 1994-1995 e del 2000-2001. osserverà il Sole nel minimo di attività, come nel 1994-1995, ma quando il Sole avrà i poli magnetici invertiti. La missione continuerà a essere coordinata con le osservazioni di SOHO, Cluster, ACE e Cassini.

Caratteristiche e programmi di ricerca

misura 3×3×2 m e ha una massa di 370 kg, di cui 55 di strumenti e, al lancio, 37 di idrazina, il propellente per mantenere l'assetto e fare piccole correzioni di traiettoria. I campielettrici e magnetici sono rilevati da due antenne di 7 e 7,5 m e due magnetometri su un braccio di 5,5 m. La sonda è stabilizzata per rotazione e trasmette i dati con un'antenna parabolica di 165 cm di diametro a una velocità di 60 milioni di bit (informazioni elementari) ogni giorno. I programmi di ricerca coinvolgono 47 laboratori in Europa e in America Settentrionale. Tra gli esperimenti a bordo, infatti, due sono di ricercatori italiani. Il primo è quello sulle onde gravitazionali ideato da B. Bertotti dell'università di Pavia. Il secondo esperimento, sulla composizione ionica e sulla perdita di massa del vento solare, è ideato da G. Noci dell'Osservatorio astrofisico di Arcetri. Gli altri programmi consistono nell'indagine sui raggi cosmici e sulle particelle d'origine solare; sullo spettro energetico del gas interstellare; sul flusso del vento solare in relazione all'attività cromosferica e coronale del Sole; sulla componente X della radiazione solare e dei raggi cosmici; sul radiorilevamento delle modulazioni di flusso indotte nel vento; sulla composizione e natura delle polveri interstellari; sull'intensità, polarità, orientamento dei campi magnetici locali; sulla rivelazione di ioni ed elettroni di bassa energia. Tra le industrie italiane coinvolte nell'impresa, l'Alenia ha provveduto al “cervello” della sonda, introducendovi, in tre dispositivi, il sistema di gestione dei dati raccolti, il controllo e l'intervento automatico sui problemi di rotta, un dispositivo di riserva destinato a intervenire nelle emergenze. Gli apparati di bordo sono gestiti da un computer costruito dalla Laben; altri apparati sono stati forniti dalla Fiar (alimentazione elettrica) e dalla Galileo (sensori solari per il controllo di assetto). Alla NASA è invece dovuta la centrale elettrica a radioisotopi.

Esperimenti e risultati scientifici

In occasione del fly-by su Giove, ha attraversato il piano equatoriale del pianeta all'interno dell'orbita del satellite Io, sorvolando il globo gioviano da 40° N a 37° S, ben addentro la sua magnetosfera, tanto da riconoscerne il disco di plasma, ricco di ioni di zolfo e di ossigeno, che è ritenuto alimentato dalle eruzioni vulcaniche del satellite. Inoltre, la sonda ha confermato ed eseguito misure sulla scia di gas caldo e ionizzato che Io disperde lungo la propria orbita (il cosiddetto “toro” di Io). Il 10 maggio 2001 la sonda è stata investita da una eiezione di massa coronale (Coronal Mass Ejection, CME), che aveva lasciato il Sole tre giorni prima dirigendosi verso la posizione nello spazio da essa attraversata. L'incontro di con la CME è avvenuto proprio quando la sonda stava accingendosi ad attraversare il piano dell'eclittica e si trovava nella parte più veloce della sua orbita di 6,2 anni, che la porta dal Polo Sud al Polo Nord solari in appena 320 giorni.