Proba-3: l’eclissi solare artificiale dell’ESA che colma un vuoto nell’osservazione del Sole
Introduzione
Chi ha avuto la fortuna di assistere a un’eclissi solare totale conosce lo spettacolo unico della corona solare, quell’alone luminoso che circonda il disco del Sole e diventa visibile solo quando la Luna blocca completamente la luce solare diretta. Si tratta dell’atmosfera esterna del Sole, estremamente tenue eppure più calda della superficie solare, il cui studio è fondamentale per comprendere l’attività della nostra stella. Tuttavia, al di fuori delle brevi e rare eclissi totali visibili da Terra, osservare la corona in continuità era finora impossibile: le sonde spaziali potevano inquadrare bene solo il disco solare e le regioni più esterne della corona, lasciando un “vuoto” di osservazione proprio nelle regioni interne di questa atmosfera solare. La nuova missione Proba-3 dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) nasce proprio per colmare questo vuoto, grazie a una soluzione tecnologica audace: creare eclissi solari artificiali nello spazio. In questo articolo esploreremo come Proba-3 realizza questo obiettivo, quali tecnologie innovative impiega (dal volo in formazione al cosiddetto “occultatore volante”) e quali scoperte scientifiche potrebbe regalarci riguardo al Sole.
Un vuoto nell’osservazione solare colmato da Proba-3
Per decenni gli scienziati hanno cercato di osservare la corona solare interna – la parte dell’atmosfera del Sole più vicina alla superficie – ma con strumenti tradizionali non era semplice. Da un lato, telescopi ed osservatori solari spaziali possono osservare bene solo il disco brillante del Sole e la corona più esterna; dall’altro, la corona interna è così fioca rispetto al bagliore del Sole che risulta visibile dalla Terra solo nei brevi istanti di totalità di un’eclissi naturale. Ciò ha lasciato un importante gap osservativo: le regioni della corona comprese tra il bordo del disco solare e le zone già coperte dai coronografi tradizionali sono rimaste poco esplorate, con osservazioni sporadiche e inconsistenti. Proba-3 è stata progettata per riempire proprio questo vuoto, offrendo agli scienziati la possibilità di studiare continuativamente la corona interna in condizioni simili a un’eclissi totale, ma su base regolare.
L’interesse per questa regione “nascosta” del Sole è enorme. È infatti nella corona interna che il vento solare inizia ad accelerare – quel flusso di particelle cariche emesse dal Sole che investe l’intero Sistema Solare – e dove prendono forma la maggior parte delle espulsioni di massa coronale (in inglese Coronal Mass Ejections, CME). I CME sono gigantesche bolle di plasma magnetizzato scagliate nello spazio dal Sole, talvolta in grado di raggiungere la Terra e disturbare i satelliti, le reti elettriche e le comunicazioni. Studiando da vicino l’origine e l’evoluzione di questi fenomeni, gli scienziati sperano di capire meglio come si innescano le CME e come il vento solare viene accelerato, migliorando anche la nostra capacità di previsione del meteo spaziale. Proba-3, con le sue osservazioni dettagliate, fornirà dati preziosi per avanzare questa comprensione. Damien Galano, responsabile del progetto Proba-3, ha sottolineato che grazie ai sofisticati sistemi di posizionamento a bordo i due satelliti sono in grado di creare un’eclissi artificiale in orbita, e la missione sta mantenendo la promessa di colmare il gap osservativo che finora limitava lo studio della corona solare.
Due satelliti in formazione per un’eclissi a comando
I due satelliti della missione Proba-3 volano in stretta formazione a circa 144 metri di distanza l’uno dall’altro, perfettamente allineati con il Sole. Uno dei due – chiamato Occultatore – è dotato di un ampio disco di circa 1,4 metri di diametro che funge da “parasole” artificiale, bloccando il bagliore accecante del disco solare, mentre l’altro – il Coronografo – si trova poco dietro, immerso nell’ombra proiettata dal primo. In questo modo, insieme i due satelliti costituiscono un unico strumento gigante: un coronografo esterno nello spazio, in cui l’occultatore volante (il satellite con il disco) fa le veci della Luna durante un’eclissi. Questa configurazione innovativa permette di ottenere “eclissi totali a comando”, creando una zona di buio artificiale in cui gli strumenti a bordo del satellite Coronografo possono finalmente osservare la corona solare interna con continuità e in dettaglio. Si tratta di un risultato tecnologico senza precedenti: Proba-3 è la prima missione al mondo a volo in formazione di precisione, con due veicoli che mantengono autonomamente la posizione reciproca con precisione millimetrica.
Il “volo in formazione” di Proba-3 è un capolavoro di ingegneria. Dopo il lancio con un razzo PSLV avvenuto il 5 dicembre 2024, i due satelliti sono entrati in un’orbita fortemente ellittica intorno alla Terra (perigeo a circa 600 km e apogeo oltre i 60.000 km). Sei settimane dopo il lancio i due veicoli si sono separati e, a partire da marzo 2025, hanno eseguito i primi ricongiungimenti e manovre autonome di formazione in orbita. Durante ogni orbita (che dura circa 19 ore e 40 minuti), i satelliti si riavvicinano e allineano con cura solo in prossimità dell’apogeo – dove si trovano in condizioni di microgravità e possono mantenere l’assetto con un minimo consumo di carburante – per poi disporsi a circa 144 m di distanza e restare “incatenati” in formazione per circa 6 ore. È in questa finestra di tempo che il Coronografo viene tenuto costantemente nell’ombra dell’Occultatore, dando luogo a un’eclissi artificiale duratura. Terminato l’apogeo e le relative osservazioni, la formazione viene sciolta e i satelliti manovrano per allontanarsi a distanza di sicurezza durante il successivo passaggio al perigeo, per poi ripetere il ciclo ad ogni orbita successiva.
Realizzare e mantenere una tale formazione è estremamente complesso: Proba-3 dispone di sensori di posizione e orientamento avanzati, inclusi sistemi ottici laser e a videocamere che permettono a ciascun satellite di “vedere” l’altro e misurare ogni scostamento, oltre a sensori d’ombra che rilevano l’allineamento preciso del cono d’ombra del disco occultante sul telescopio. Un software di controllo di volo dedicato elabora continuamente questi dati per attivare minuscoli propulsori e correggere la posizione di entrambi i satelliti, mantenendo l’allineamento entro pochi millimetri. Questa straordinaria capacità è stata dimostrata già nei primi mesi di missione: nell’aprile 2025 Proba-3 è riuscita per la prima volta a mantenere due satelliti in orbita allineati con precisione sub-millimetrica per diverse ore senza intervento da Terra, gettando le basi per le osservazioni scientifiche previste
Osservazioni senza precedenti e prospettive scientifiche
Con la formazione in volo stabilizzata, Proba-3 ha iniziato a svolgere il suo compito principale: osservare la corona solare interna in modo sistematico. In meno di un anno di operazioni, questo innovativo duo orbitante ha già realizzato oltre 50 eclissi solari artificiali nello spazio, producendo una mole di dati mai ottenuta prima. Basti pensare che nei suoi primi mesi la missione ha totalizzato circa 250 ore di osservazione diretta della corona – equivalenti, per quantità di dati raccolti, a quelle che si otterrebbero sommando ben 6000 spedizioni a caccia di eclissi totali sulla Terra! Grazie a queste osservazioni prolungate, gli scienziati possono finalmente seguire in tempo reale e con continuità l’evoluzione di eventi solari cruciali. Ad esempio, Proba-3 ha già catturato sequenze dettagliate di espulsioni di massa coronale che si formano sulla superficie del Sole e si propagano verso l’esterno attraverso la corona. In un filmato combinato diffuso dall’ESA, si può vedere una CME partire dal bordo del disco solare (ripreso da un telescopio ultravioletti su Proba-2), attraversare la regione di corona interna verde visibile grazie a Proba-3, e infine espandersi nella corona esterna ripresa dal coronografo LASCO a bordo della sonda SOHO.
Per la prima volta si osserva con continuità un fenomeno del genere attraverso tutte le fasi, senza interruzioni: un risultato che il Principal Investigator di Proba-3, Andrei Zhukov, ha definito “incredibile” per la ricchezza di dettagli ottenuti.
Le immagini e i dati di Proba-3 permetteranno alla comunità scientifica di analizzare la corona solare come mai prima d’ora. Oltre a chiarire i meccanismi di accelerazione del vento solare e di innesco delle CME, la missione fornirà informazioni su molte altre questioni aperte: ad esempio, aiuterà a misurare le variazioni nella luminosità della corona in diverse bande spettrali e a determinare con più precisione l’energia trasportata dai brillamenti e dalle eruzioni solari. Proba-3 misurerà anche l’irradiazione solare totale, cioè la quantità di energia emessa dal Sole, monitorando eventuali cambiamenti nel tempo che potrebbero influenzare il clima della Terra. Tutti questi dati contribuiranno a modelli migliori dell’attività solare e delle sue influenze sul nostro pianeta.
Va sottolineato che Proba-3 è una missione pionieristica anche dal punto di vista tecnologico. Il successo nel mantenere due satelliti in formazione stabile apre la strada a future missioni composte da più veicoli coordinati. L’ESA stessa potrà applicare le tecnologie di volo in formazione autonomo dimostrate da Proba-3 in progetti futuri – si pensi, per esempio, a telescopi spaziali multipli che operano in concerto (come l’idea di uno “starshade” per osservare pianeti extrasolari bloccando la luce delle stelle, concetto simile all’occultatore di Proba-3). Insomma, le lezioni apprese da Proba-3 avranno ricadute che vanno oltre lo studio del Sole, mostrando nuove possibilità per l’ingegneria
Conclusioni
In conclusione, Proba-3 rappresenta un traguardo notevole sia per la scienza solare che per la tecnologia spaziale europea. Con i suoi due satelliti che danzano all’unisono per eclissare il Sole a comando, la missione sta finalmente illuminando (paradossalmente, grazie all’ombra) i segreti della corona solare interna, colmando un vuoto che ha a lungo limitato la nostra comprensione della stella madre. Nei prossimi mesi e anni, ci si attendono scoperte importanti sui processi che avvengono nel cuore dell’atmosfera solare – scoperte che potrebbero migliorare la nostra capacità di prevedere l’attività del Sole e proteggere le infrastrutture terrestri dalle sue intemperanze cosmiche.
Proba-3 è anche la dimostrazione di come l’innovazione tecnologica possa potenziare la ricerca scientifica: senza i progressi nei sistemi di navigazione autonoma, sensori e controllo di posizione, un’impresa del genere non sarebbe stata possibile. È proprio su questo connubio tra tecnologia d’avanguardia e avanzamento scientifico che si fonda il progresso nell’esplorazione spaziale. Progetti come Proba-3 hanno inoltre un forte valore ispirazionale: mostrano al pubblico quanto ingegno e creatività servano per svelare i misteri dell’Universo. ASTEC – l’Aerospace Technology Education Center, dedicato alla divulgazione e formazione nel campo aerospaziale – evidenzia l’importanza di far conoscere missioni come Proba-3: esempi affascinanti di tecnologia spaziale applicata alla scienza, capaci di stimolare l’interesse delle nuove generazioni verso lo spazio e la tecnologia. Proba-3, con la sua eclissi artificiale infinita, ci ricorda che l’esplorazione scientifica è spesso questione di trovare soluzioni creative a sfide apparentemente insormontabili – e che lo spirito pionieristico dell’umanità continuerà a spingersi sempre oltre, illuminando l’ignoto, un’eclissi artificiale alla volta.
Credits Images :ESA
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