{"id":7009,"date":"2018-10-22T14:05:53","date_gmt":"2018-10-22T12:05:53","guid":{"rendered":"http:\/\/www.media.inaf.it\/2018\/10\/16\/speciale-bepicolombo-simbio-sys\/"},"modified":"2018-10-22T15:45:15","modified_gmt":"2018-10-22T13:45:15","slug":"simbio-sys-tre-occhi-su-mercurio-media-inaf","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=7009","title":{"rendered":"Simbio-Sys, tre occhi su Mercurio | MEDIA INAF"},"content":{"rendered":"

Le tre parti dello strumento a bordo di BepiColombo sono una camera ad alta risoluzione per lo studio dettagliato della geologia del pianeta, una stereocamera per la ricostruzione in 3D di tutta la superficie e una camera iperspettrale dedicata allo studio della composizione della superficie di Mercurio. Il primo pianeta del Sistema solare non avr\u00e0 pi\u00f9 segreti<\/strong><\/em><\/p>\n

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Lo strumento Symbio-Sis su BepiColombo. Elaborazione grafica a cura di Emanuele Simioni e Teo Mudric<\/p>\n<\/div>\n

Fra meno di una settimana avr\u00e0 il via la missione pi\u00f9 attesa dell\u2019anno,\u00a0 BepiColombo<\/strong><\/a>. L\u2019Europa e il Giappone potranno, dopo anni e anni di progettazione, arrivare su Mercurio per completare il lavoro iniziato dalla Nasa con\u00a0Mariner 10<\/a> <\/strong>e Messenger<\/a>.<\/strong> Le due missioni americane non hanno fatto che stuzzicare l\u2019appetito dei ricercatori di tutti il mondo.\u00a0Il primo pianeta del Sistema solare \u00e8 ricco di sorprese e le domande irrisolte si sono moltiplicate. L\u2019Italia \u00e8 fortemente coinvolta in questa missione, con l\u2019Agenzia spaziale italiana (Asi), l\u2019Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) e diverse universit\u00e0.\u00a0BepiColombo \u00e8 una missione composta di due sonde<\/a> <\/strong>(una dell\u2019Esa e l\u2019altra della Jaxa) cariche di strumenti che permetteranno di studiare Mercurio\u00a0come mai in precedenza. Tra i diversi esperimenti c\u2019\u00e8 quello che potremmo definire \u201cgli occhi di BepiColombo\u201d, ossia\u00a0Simbio-Sys<\/a>\u00a0<\/strong>(Spectrometers and Imagers for MPO BepiColombo Integrated Observatory SYStem) a bordo della sonda\u00a0Mercury Planetary Orbiter (Mpo).<\/p>\n

A guidare il team di esperti di questo spettrografo \u00e8 Gabriele Cremonese<\/strong>, ricercatore dell\u2019Inaf di Padova.\u00a0Cremonese ha avuto negli anni la responsabilit\u00e0 di diversi studi di camere per potenziali missioni, dell\u2019Esa e della Nasa.\u00a0Attualmente \u00e8 co-pi<\/em> di Cassis, la stereo camera a Bordo di ExoMars Tgo, ma \u00e8 anche deputy-pi<\/em> e project scientist<\/em> di Janus, la camera bordo di Juice. A lui, che lavora per la missione BepiColombo ormai dal 2000, abbiamo fatto qualche domanda sulla missione e sullo strumento che guida.<\/p>\n

Perch\u00e9 una missione espressamente dedicata al pianeta Mercurio?<\/strong><\/p>\n

\u00abMercurio fino a qualche anno fa rappresentava il pianeta meno noto, sebbene piuttosto vicino alla Terra, poi \u00e8 stata selezionata la missione della Nasa Messenger, ma ormai l\u2019Esa aveva gi\u00e0 deciso si lanciare BepiColombo insieme ai giapponesi.\u00a0Malgrado i dati raccolti dalla Nasa, ci sono ancora molte incognite su Mercurio. La sua struttura interna non \u00e8 stata svelata dagli ultimi dati, molte novit\u00e0 sono state scoperte sulla sua superficie come gli hollow<\/em><\/a>,<\/strong> ma \u00e8 impossibile capirne l\u2019origine e l\u2019evoluzione perch\u00e9 mancano dati per esempio sulla composizione. Essendo il pianeta pi\u00f9 vicino al Sole rappresenta un end-member<\/em> del Sistema solare e quindi \u00e8 molto importante conoscerlo meglio, anche perch\u00e9 l\u2019origine della Terra \u00e8 legata alla conoscenza di Mercurio. La sonda Messenger ci ha fatto capire che Mercurio non \u00e8 un pianeta morto come pensavamo, anzi c\u2019\u00e8 stata un\u2019intensa attivit\u00e0 vulcanica recente, che neanche immaginavamo, per\u00f2 non sappiamo come mai. Forse dobbiamo rivedere alcuni modelli sull\u2019origine ed evoluzione del Sistema Solare, soprattutto quello interno, ma i dati a nostra disposizione non sono ancora sufficienti\u00bb.<\/p>\n

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Gabriele Cremonese dell\u2019Inaf di Padova. Per la missione BepiColombo \u00e8 principal investigator dello strumento Symbio-Sis. Nella foto Gabriele si trova di fronte alla sonda europea Mpo. Crediti: Gabriele Cremonese, Inaf<\/p>\n<\/div>\n

Parliamo di Simbio-Sys: che cos\u2019\u00e8? E come interagisce con gli altri strumenti?<\/strong><\/p>\n

\u00abSimbio-Sys \u00e8 un insieme di 3 strumenti ottici che fornir\u00e0 immagini, anche 3D, e spettri di tutta la superficie. Certamente ha reso e rende molto complessa la pianificazione delle osservazioni e delle varie fasi e le operazioni, ma i risultati saranno unici in quanto quasi tutto quello che c\u2019\u00e8 da sapere sulla superficie di Mercurio lo fornir\u00e0 Simbio-Sys. Il fatto che siano stati progettati e realizzati insieme, condividendo l\u2019elettronica principale, e che ci sia un unico team scientifico che lavora su tutti i dati sono dei vantaggi enormi. Non ci sono problemi di calibrazione e registrazione dei dati dei 3 strumenti, la pianificazione e interpretazione scientifica \u00e8 comune e condivisa da tutto il team. E il team \u00e8 abituato sin dall\u2019inizio a lavorare insieme ed \u00e8 pronto a lavorare sia sulle immagini che sugli spettri.<\/p>\n

L\u2019interazione sar\u00e0 praticamente con tutti gli strumenti a bordo, in quanto ci verranno richieste le immagini per conoscere il contesto delle misure di altri e la composizione fornita dallo spettrometro sar\u00e0 utile a tutti. Per esempio le misure della librazione, cio\u00e8 l\u2019oscillazione dell\u2019asse di rotazione del pianeta, importanti per conoscere la struttura interna mettendo insieme i dati di altri 3 strumenti hanno bisogno delle immagini ad alta risoluzione. Il laser altimetro Bela potr\u00e0 calibrare lo strumento solamente con le immagini 3D che gli forniremo noi con Stc e Hric. Inoltre lo stesso satellite ha chiesto i nostri dati in quanto le immagini ad alta risoluzione, ottenute in determinate circostanze, sono importanti per verificare il comportamento termico di tutto il sistema\u00bb.<\/p>\n

Le tre parti dello strumento sono una camera ad alta risoluzione per lo studio dettagliato della geologia del pianeta, una stereo-camera per la ricostruzione in 3D di tutta la superficie e una camera iperspettrale dedicata allo studio della composizione della superficie di Mercurio. Pu\u00f2 descriverci meglio questi tre canali?<\/strong><\/p>\n

\u00abPrima di tutto \u00e8 importante sottolineare che l\u2019ambiente in cui lavorer\u00e0 BepiColombo, e quindi tutti gli strumenti, \u00e8 molto difficile a causa dell\u2019elevata dose di radiazioni a cui sono sottoposti e per l\u2019elevata temperatura dovuta sia alla vicinanza del Sole che della superficie illuminata del pianeta che \u00e8 molto calda, non essendoci un\u2019atmosfera e avendo una rotazione molto lenta. Tutti e 3 gli strumenti sono stati progettati con limitate risorse, come massa e volume.<\/p>\n

La camera ad alta risoluzione (Hric) si basa su un classico schema ottico, il Ritchie-Chretien, con alcune modifiche, necessarie per l\u2019ambiente in cui lavorer\u00e0 e per essere il pi\u00f9 compatto possibile. La struttura meccanica e il baffle<\/em> esterno, tubo che limita la luce diffusa dall\u2019esterno e blocca parte del calore, sono stati disegnati proprio per HRIC e realizzati in Invar. Nell\u2019apertura del baffle<\/em> si \u00e8 inserito un filtro per riflettere la luce infrarossa e far passare solo il visibile, per limitare il riscaldamento dello strumento.<\/p>\n

La stereo camera (Stc) si basa su un disegno ottico originale che \u00e8 stato realizzato a Padova, ed \u00e8 costituita da due canali che osservano la superficie da due angoli di vista diversi, per poter poi generare il Dtm<\/strong>, posti a 40 gradi. Quindi la superficie verr\u00e0 osservata a pi\u00f9 e meno 20 gradi dalla perpendicolare alla superficie. Le altre novit\u00e0 di Stc sono l\u2019acquisizione stereo che sfrutta la tecnica push-fram<\/em>e invece del push-broom<\/em> comunemente adottato, cio\u00e8 si acquisiscono immagini e non solo singole linee di pixel, e i due canali focalizzano su un unico rivelatore, realizzato con tecnologia Cmos e uguale a quello di Hric.<\/p>\n

Lo spettrometro Vihi si basa sul disegno di un telescopio Schmidt accoppiato a uno spettrometro a reticolo Littrow. Questo strumento deriva da una lunga esperienza di spettrometri realizzati per diverse altre missioni, ma in questo caso si ha un solo canale e un solo rivelatore, realizzato proprio per noi in Mercurio-Cadmio in grado di coprire un intervallo spettrale molto ampio da 400 nm a 2200 nm, cio\u00e8 dal visibile al vicino infrarosso.<\/p>\n

Tutti e i rivelatori sono stati realizzati specificatamente per Simbio-Sys dall\u2019azienda americana Raytheon, la pi\u00f9 grande industria americana per la costruzioni di armi da guerra con una piccola divisione spaziale\u00bb.<\/p>\n

Di cosa si occuperanno le tre camere?<\/strong><\/p>\n

\u00abGli obiettivi scientifici sono veramente tanti in quanto tutto quello che si vuole conoscere in dettaglio della superficie di Mercurio dovr\u00e0 utilizzare i nostri dati. Le immagini ad alta risoluzione e in 3D, che in termini tecnici chiamiamo Digital Terrain Model (Dtm), verranno utilizzati per studiare i processi tettonici, l\u2019attivit\u00e0 vulcanica, i crateri d\u2019impatto, ecc. Chiaramente l\u2019interpretazione delle immagini \u00e8 completa se possiamo avere le informazioni sulla composizione, che purtroppo Messenger non \u00e8 riuscita a fornire con sufficiente dettaglio in quanto lo spettrometro non ha funzionato bene, e che fornir\u00e0 Vihi\u00bb.<\/p>\n

Rispetto ad altri strumenti ottici a bordo di sonde planetarie del passato, o anche attualmente al lavoro, cosa ha di particolare Simbio-Sys?<\/strong><\/p>\n

\u00abA mia conoscenza \u00e8 la prima volta che in una missione spaziale si hanno 3 strumenti di remote sensing<\/em> insieme. In genere nelle altre missioni ci sono team diversi per diversi strumenti e spesso non si parlano tra loro, a parte qualche sporadica collaborazione, che in genere avviene verso la fine della missione. Non esiste una pianificazione comune e una conoscenza delle performance condivisa\u00bb.<\/p>\n

Il gran giorno \u00e8 quasi arrivato e nei prossimi anni ci sar\u00e0 tanto da fare. Cosa si aspetta?<\/strong><\/p>\n

\u00abNon \u00e8 facile esprimere le emozioni che si provano in questi momenti. Ho iniziato a pensare a BepiColombo nel 2000 quando ho chiesto il primo finanziamento all\u2019Asi per lo studio di una camera, prima ancora di sapere se la missione veniva selezionata. L\u2019 Asi attese l\u2019ottobre del 2000 quando Esa selezion\u00f2 BepiColombo e mi concesse il finanziamento. Pochi mesi dopo, all\u2019inizio del 2001, entrai a far parte del comitato dell\u2019Esa per la definizione degli strumenti a bordo. Questo importante inizio, grazie ad Asi ed Esa, mi hanno consentito di entrare nel vivo della missione da subito.\u00a0Sono quindi passati 18 anni e dopo fasi alterne siamo arrivati a consegnare e provare, negli ultimi anni, uno strumento che funziona bene in accordo con i requisiti. Non riesco ancora a pensare che tra pochi giorni Simbio-Sys, insieme a tutti gli altri strumenti, lascer\u00e0 la Terra alla volta di Mercurio, forse lo realizzer\u00f2 un po\u2019 di giorni dopo il lancio\u00bb.<\/p>\n

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Il team di Simbio-Sys:\u00a0<\/strong>Gabriele Cremonese \u00e8 affiancato dai 3 responsabili delle camere: Pasquale Palumbo dell\u2019Universit\u00e0 Parthenope di Napoli, per la camera ad alta risoluzione Hric; Maria Teresa Capria, di Inaf-Iaps, per la stereo camera Stc; Fabrizio Capaccioni, di Inaf-Iaps, per la camera iperspettrale Vihi<\/p>\n

Le interviste dello speciale di Media Inaf<\/em> dedicato agli strumenti di BepiColombo:<\/strong><\/p>\n

Guarda su MediaInaf Tv<\/em> l\u2019intervista a Valentina Galluzzi su Simbio-Sys:<\/strong><\/p>\n