SPHEREx e PUNCH: le nuove frontiere dell’astrofisica e della fisica solare

La NASA ha recentemente lanciato due missioni complementari: SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer) e PUNCH (Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere). Questi progetti mirano, rispettivamente, a tracciare la storia dell’universo su scala cosmologica e a studiare le dinamiche della corona e del vento solare.
Il lancio, avvenuto l’11 marzo dallo Space Launch Complex 4 East della base spaziale di Vandenberg, in California, ha visto SPHEREx e i quattro satelliti che compongono la missione PUNCH decollare a bordo di un razzo Falcon 9 di SpaceX. L’orbita terrestre bassa, sincrona con il Sole, garantirà un’osservazione continua priva di interferenze luminose e termiche, elemento cruciale per il successo scientifico di entrambe le missioni.

SPHEREx è stato concepito per effettuare una mappatura dell’intero cielo a intervalli di sei mesi per un periodo di due anni. L’osservatorio utilizza la spettroscopia nel vicino infrarosso per determinare la distanza di circa 450 milioni di galassie, con lo scopo di indagare la distribuzione della materia su larga scala e testare i modelli dell’inflazione cosmica, un processo che si ritiene abbia avuto luogo nei primissimi istanti dopo il Big Bang.
Un aspetto di grande rilevanza di questa missione è l’analisi della composizione chimica di regioni della nostra galassia, con un’attenzione particolare alle riserve di ghiaccio d’acqua e anidride carbonica. La distribuzione di queste molecole nei dischi protoplanetari e nelle nubi molecolari offrirà informazioni preziose sulla potenziale abitabilità di esopianeti in formazione.
SPHEREx fornirà un contributo significativo all’astrofisica osservativa, integrando i dati ottenuti da strumenti come il James Webb Space Telescope e Hubble. I dati verranno elaborati da un consorzio internazionale, comprendente istituzioni scientifiche negli Stati Uniti, in Corea del Sud e Taiwan.

PUNCH è un progetto complementare che si concentra sull’interazione tra la corona solare e l’eliosfera. I suoi quattro satelliti formeranno un osservatorio distribuito, progettato per ottenere immagini tridimensionali del vento solare e delle espulsioni di massa coronale (CME), eventi fondamentali per la meteorologia spaziale.
Le espulsioni di massa coronale possono generare intense perturbazioni geomagnetiche, influenzando le infrastrutture terrestri come reti elettriche e satelliti di telecomunicazione. La capacità di PUNCH di monitorare in tempo reale questi eventi permetterà di affinare i modelli di previsione e mitigazione degli effetti delle tempeste solari.
Un altro obiettivo scientifico è comprendere le proprietà del plasma interplanetario e le dinamiche del campo magnetico solare. Questi studi aiuteranno a chiarire i meccanismi di accelerazione e propagazione delle particelle cariche nel sistema solare, con importanti implicazioni per la sicurezza delle future missioni spaziali con equipaggio umano.
Comune denominatore delle due missioni è l’orbita terrestre bassa sincronizzata con il Sole in prossimità della linea del terminatore, che separa la zona diurna da quella notturna del pianeta. Questa configurazione risulta essenziale per garantire che SPHEREx possa proteggere i propri strumenti dalla luce solare diretta e che PUNCH abbia una visione ottimale della corona e del vento solare.
L’amministratore associato del Science Mission Directorate della NASA, Nicky Fox, ha sottolineato il valore di questa doppia missione, evidenziando come la sinergia tra i due progetti consentirà di raccogliere dati fondamentali sia sulla struttura dell’universo su grande scala che sull’interazione tra il Sole e lo spazio circumterrestre.

I dati raccolti da SPHEREx avranno implicazioni significative nella cosmologia osservativa, migliorando la nostra comprensione dell’inflazione primordiale e della distribuzione delle galassie nel cosmo. Le analisi sulla presenza di molecole fondamentali nella nostra galassia potranno inoltre contribuire agli studi sull’origine della vita e sulla possibilità di abitabilità di altri sistemi planetari.
PUNCH, d’altra parte, fornirà strumenti avanzati per il monitoraggio della meteorologia spaziale, con potenziali applicazioni nella protezione delle infrastrutture tecnologiche e nella sicurezza delle missioni spaziali umane e robotiche.
Nei prossimi anni, le osservazioni di queste due missioni rivoluzioneranno il nostro approccio all’astrofisica e alla fisica solare, ponendo le basi per futuri studi di frontiera e nuove missioni scientifiche nello spazio profondo.

Maggiori informazioni su SPHEREx e PUNCH

La missione SPHEREx è gestita dal NASA JPL per la Divisione Astrofisica dell’agenzia all’interno del Science Mission Directorate presso la sede centrale della NASA. BAE Systems (ex Ball Aerospace) ha costruito il telescopio e il bus del veicolo spaziale. L’analisi scientifica dei dati di SPHEREx sarà condotta da un team di scienziati dislocati in dieci istituzioni negli Stati Uniti, due in Corea del Sud e una a Taiwan.
I dati saranno elaborati e archiviati presso l’IPAC del California Institute of Technology (Caltech), che gestisce il JPL per conto della NASA. Il ricercatore principale della missione si trova al Caltech con un incarico congiunto al JPL. I pacchetti di dati di SPHEREx saranno disponibili pubblicamente presso il NASA-IPAC Infrared Science Archive.

Il Southwest Research Institute (SwRI) guida la missione PUNCH e ha costruito i quattro veicoli spaziali e gli strumenti Wide Field Imager presso la sua sede di San Antonio, in Texas. Lo strumento Narrow Field Imager è stato realizzato dal Naval Research Laboratory di Washington. La missione è affidata agli uffici dello SwRI a Boulder, Colorado, ed è gestita dall‘Explorers Program Office del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, per conto del Science Mission Directorate della NASA a Washington.

Il Launch Services Program della NASA, con sede al Kennedy Space Center in Florida, ha fornito il servizio di lancio per SPHEREx e PUNCH.

Fonte: NASA