GAIA pronta al via!

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Il logo della missione GAIA. Crediti ESA.

Il lancio di GAIA (Global Astrometric Interferometer for Astrophysics) è in programma per domani, 19 dicembre 2013, alle ore 09:12:19 UTC dal centro spaziale di Kourou, nella Guyana Francese.

Subito dopo il lancio vari team a terra dell’ESA stabiliranno il contatto radio iniziale con la sonda. Anche allora si potrà percepire la tensione tra i tecnici, ingegneri, e ricercatori astronomi che da anni lavorano su questo progetto.

Una missione di astrometria quella di GAIA che osserverà un miliardo di stelle, in media 70 volte, in un periodo di cinque anni. GAIA sarà in grado di tracciare con estrema precisione le loro posizioni, distanze e moti e si prevede di scoprire migliaia di nuovi oggetti celesti, come sistemi planetari extrasolari e nane brune. Sarà anche possibile osservare centinaia di migliaia di asteroidi all’interno del nostro Sistema Solare.

Il primo passo del suo viaggio tra le stelle GAIA dovrà compierlo oggi: posizionarsi nel punto lagrangiano L2. Questo processo sarà controllato dall’European Space Operations Centre (ESOC) dell’ESA a Darmstadt, Germania, dove gli ingegneri si sono preparati con intense esercitazioni e simulazioni.

Il team farà un monitoraggio del satellite 24 ore su 24 durante il cruciale Launch and Early Orbital Phase, lancio e prima fase orbitale, quello che viene indicato con la sigla LEOP, che durerà circa 4 giorni con una maggiore attenzione alla separazione di GAIA dallo stadio superiore della Soyuz, a 42 minuti dopo il lancio.

Prima della separazione GAIA “telefonerà a casa” inviando un primo messaggio radio alla stazione australiana a Perth, sempre parte dell’ESA, per informare i controllori del suo stato di salute. I segnali saranno successivamente raccolti da diverse altre stazioni a terra dell’ESA.

Dopo la separazione  GAIA dovrà comunque eseguire una sequenza automatizzata alquanto critica che include la pressurizzazione dei suoi propulsori di controllo e l’apertura del tettuccio, un passo estremamente delicato della missione. Durante questa sequenza GAIA sarà in free drift, il che significa che la sua altitudine nello spazio non sarà controllata, e potrebbe “ruotare” su se stessa. Tale evento comporterebbe il mancato invio a terra del suo stato di salute.

Ci si augura che questo non accada. Questa sequenza durerà in totale 17 minuti, durante la quale ci sarà la perdita di contatto radio ma se la sequenza di bordo sarà su OK, le comunicazione avra’ luogo alla fine di questo periodo, senza alcun problema.

Saranno 17 lunghi minuti nella sala di controllo. A nessun ingegnere e tecnico piace perdere i contatti col suo satellite…

PER LA DIRETTA STREAMING DEL LANCIO SU MEDIA.inaf: http://www.media.inaf.it/inaftv/streaming/ e http://www.youtube.com/user/inaftv/

Qui si ha lo streaming dell’ESA.

Materiale su GAIA:  http://www.gruppolocale.it/category/gaia/

VAI, GAIA!

Fonte ESA – Mission Control Ready for GAIA launch – http://www.esa.int/Our_Activities/Operations/Mission_control_ready_for_Gaia_launch

Sabrina

Gaia, tre giorni al lancio

Manca poco, pochissimo. Tre giorni al lancio. Certo è una cosa strana, in un certo senso. Quando lavori per anni sul progetto di una sonda, in qualche modo ti abitui. Ti abitui, intendo, alla percezione che il lancio sia una cosa estremamente remota, assolutamente distante nel tempo. Dici spesso quando Gaia volerà…” e non puoi non pensare ad un futuro lontano, qualcosa che rimane comunque distante.

Poi il tempo ha questa qualità particolare. Che continua a scorrere. Non so se ci avete fatto caso, probabilmente sì. Anzi, i meno giovani tra noi, anche con qualche apprensione… forse. O forse no. In fondo il tempo che passa ha una sua bellezza. Comunque, piaccia o no, siccome il tempo passa, ormai ci siamo.

 

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Il poster preparato per il lancio di Gaia… (Crediti: ESA)

Di Gaia abbiamo parlato diverse volte, se volete saperne di più sulla sonda che rivoluzionerà la nostra conoscenza della Via Lattea (e di tante altre cose del cielo, dai quasar ai corpi minori del Sistema Solare)  vi consigliamo un’occhiata ai nostri articoli passati. Per avere invece le ultime novità – direi quasi, ora per ora – dei febbrili preparativi al lancio, la tappa obbligata è il blog ufficiale, purtroppo disponibile solo nel linguaggio anglofono (per il resto, facciamo noi quel che possiamo).

Così dal blog possiamo apprendere come Gaia sia stata posizionata sul lanciatore (post del 12 dicembre) e finalmente tutti i pezzi siano stati messi a posto per il lancio, accoppiando la sonda al lanciatore Fregat (post di oggi). Come si può evincere anche dall’esame sommario dei post, le operazioni sono state tutt’altro che semplici, implicando lavoro accurato e dedizione da parte del team. Oggi più che mai, il lancio di una sonda del genere è il concretizzarsi della vittoria di una collaborazione internazionale a più livelli, dagli ingegneri del lancio a chi scrive il software di gestione, fino a chi (come noi) si occupa di parti del software scientifico, quello che ha il compito di digerire i dati che Gaia invierà a terra: di questo magari ne parleremo nei prossimi post, andando un pochino nel dettaglio. 

Il lancio dunque è previsto per giovedì 19 dicembre ore 9:12:19 UTC (corrispondenti alle 10:12:19 orario italiano). Solo, non mi chiedete perché la data di lancio possa essere precisa al secondo, perché non vi saprei rispondere… 😉

GAIA, due settimane al lancio

E’ così che dopo anni di preparativi, possiamo finalmente esclamare “ci siamo quasi!”. La distanza dalla data  di lancio della sonda GAIA (acronimo che sta per Global Astrometric Interferometer for Astrophysics), è ormai di appena due settimane: GAIA verrà infatti lanciata da un centro spaziale in Kourou, nella Guyana Francese, la mattina del 19 dicembre. In pratica, proprio prima di Natale.

Di GAIA abbiamo parlato diverse volte in questo blog, GAIA risulta in effetti già tra i primissimi articoli del sito, con un articolo che scrissi nel 2002, cioè ben prima di sapere che il progetto mi avrebbe toccato ben più da vicino di quanto immaginavo (attualmente sono parte del team di scienziati che scrive il software scientifico della sonda). Se possiamo dunque rimandare agli articoli già scritti le persone interessate al dettaglio del lavoro che aspetta la sonda, in questa sede diciamo solo che disporre di un catalogo di un miliardo di stelle renderà possibile l’apertura di una nuova era nello studio della nostra Galassia e delle popolazioni stellari ivi contenute, gettando una nuova luce sui processi stessi di formazione – utilissimi anche per comprendere i meccanismi in atto anche nelle altre galassie. Né vanno trascurate le ricadute importanti in altri ambiti, che vanno dai pianeti e gli asteroidi fino ai più lontani quasar. Basterà ricorda che GAIA è stata concepita sul successo della missione Hipparcos, missione che pur con obiettivi decisamente ridotti rispetto a quelli promessi dall’attuale sonda, ha avuto un impatto davvero profondo sulla nostra conoscenza della Galassia e sull’astronomia in generale.

Insomma, tutto questo per spiegare che se, siamo un po’ emozionati per il fatto che si avvicina la data di lancio di GAIA, il motivo c’è… 😉

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Il logo della campagna di lancio di GAIA (Crediti: ESA)

A proposito della partenza… Il logo che è stato ideato per la campagna di lancio, e che già sventola allegramente su uno stendardo nella sede del centro spaziale di Kourou, secondo me è davvero delizioso. E’ delizioso perché riesce bene ad esprimere la meraviglia per l’indagine che GAIA promette di rendere possibile: una declinazione della meraviglia che dovrebbe sempre accompagnare l’esplorazione del cosmo, se ci pensiamo bene. La bambina che guarda le stelle e che molto significativamente, vorrebbe quasi raggiungerle, quasi acchiapparle, esprime molto bene la curiosità e la sete di conoscenza che ha sempre contraddistinto l’uomo, fin da quando ha alzato la testa verso il cielo e l’ha trovato così meravigliosamente pieno di stelle…

Così GAIA si appresta ad aprire gli occhi su una galassia, la nostra Via Lattea, pienissima di stelle. Noi siamo qui che già da tempo ci prepariamo a tutte le cose che GAIA vorrà raccontarci. Ormai, non vediamo l’ora 😉

Una stella nana per GAIA

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Rappresentazione artistica di un pianeta gigante, simile a Giove. Crediti NASA.

E’ uscito lunedì scorso, 14 ottobre 2013, il mio primo articolo pubblicato su MEDIA INAF relativo alle potenzialità del satellite GAIA dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA). L’articolo è stato possibile grazie all’aiuto di Caterina Boccato dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, dove lavoro.

Alessandro Sozzetti dell’INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino ha rilasciato un’intervista relativa ai dati raccolti e pubblicati nell’articolo “Astrometric Detection of Giant Planets Around Nearby M Dwarfs: The Gaia Potential” scritto assieme al suo team formato da P. Giacobbe, M. G. Lattanzi, G. Micela, R. Morbidelli e G. Tinetti.

di Caterina Boccato e Sabrina Masiero – INAF- Osservatorio Astronomico di Padova

A pochi giorni dalla partenza della missione dell’ESA (ancora rinviata a data da destinarsi), GAIA sono molti gli studi sulle potenzialità di questo promettente satellite. Tra i risultati emergono anche le possibili sinergie con i progetti da Terra per la ricerca dei pianeti extrasolari.

Nel tentativo di dare una risposta a una delle domande fondamentali del genere umano “Siamo soli nell’universo?” le stelle a noi più vicine, entro un centinaio di anni luce dal Sole, rappresentano il campione più ovvio e immediato da analizzare. Il campo interdisciplinare dei pianeti extrasolari, sempre più in rapida espansione, ha registrato recentemente un aumento di interesse nello studio riguardante le stelle di piccola massa, chiamate comunemente stelle nane M, oltre alla ricerca di stelle simili al Sole. Le stelle nane M sono stelle di sequenza principale. Sono cioè oggetti che si trovano nella fase evolutiva più lunga e stabile bruciando tranquillamente l’idrogeno nelle loro regioni centrali, con temperature superficiali inferiori a quelle del Sole.

La ricerca di pianeti attorno a tali stelle “fredde” è estremamente interessante in quanto sono le più comuni nella nostra Galassia e sono anche le più frequenti nei dintorni del Sole. Determinare accuratamente le frequenze di pianeti attorno a queste stelle ha profonde implicazioni per le teorie di formazione ed evoluzione dei sistemi planetari.

E’ stato in questi giorni accettato dal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society – MNRAS per la pubblicazione, un articolo che vede coinvolti diversi ricercatori INAF sui risultati ottenuti con un dettagliato esperimento numerico atto a stimare le potenzialità della missione Gaia, in partenza il 20 novembre prossimo, nel rilevare e caratterizzare pianeti giganti attorno a stelle nane M che si trovano entro 100 anni luce dal Sole. Gaia, missione spaziale di punta dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), effettuerà misure di posizione (astrometriche) di elevatissima precisione (100 volte meglio di quelle ottenute dal satellite Hipparcos). Grazie a queste misure sarà possibile rivelare piccole deviazioni periodiche nel moto stellare dovute alla perturbazione gravitazionale indotta dalla presenza di pianeti attorno alla stella madre.

Le estrapolazioni compiute sui conteggi stellari di nane M entro 300 anni luce dal Sole permettono di fare l’ipotesi che Gaia potrà rilevare oltre 2 000 nuovi pianeti giganti attorno a stelle di piccola massa; ottenere valori accurati della massa e dei parametri dell’orbita per circa 500 sistemi planetari con periodo orbitale tra 0,2 e 6 anni. La dimensione del campione permetterà di porre dei limiti molto stringenti sulle frequenze planetarie attorno a stelle nane M.

Abbiamo chiesto ad Alessandro Sozzetti dell’INAF Osservatorio Astrofisico di Torino, primo autore dell’ articolo, già impegnato in altri progetti riguardanti la caratterizzazione dei sistemi planetari, quale sarà il valore aggiunto di Gaia in questo campo:

“I risultati astrometrici ricavati da Gaia saranno complementari a quelli ottenuti con lo spettrografo HARPS-N installato sul Telescopio Nazionale Galileo (TNG) alle Isole Canarie, dato che si tratta di osservazioni sullo stesso campione di stelle. Nell’ambito, per esempio, del progetto INAF GAPS (Global Architecture of Planetary Systems) le osservazioni di HARPS-N@TNG saranno un elemento di fondamentale sinergia con i dati prossimi futuri di Gaia per una comprensione globale dell’architettura di questi sistemi planetari”.

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Sinergia GAIA-GAPS. Infografica realizzata da Caterina Boccato, INAF-Osservatorio di Padova. Disponibile su: Media INAF: http://www.media.inaf.it/2013/10/14/una-stella-nana-per-gaia/infografica_gaia_gaps/

Sozzetti aggiunge che Gaia osserverà per cinque anni le regioni esterne dei sistemi planetari alla ricerca di pianeti giganti (300 masse terrestri) con orbite entro le 5 UA (ovvero fino a 10 anni di periodo), quindi oggetti lontani dalla stella madre, con periodi orbitali fino al doppio della durata della missione. Il programma GAPS con HARPS-N produrrà invece informazioni sui pianeti di piccola massa (Nettuni e Super-terre con 10-20 masse terrestri) entro 1 AU (ovvero periodi orbitali inferiori a 1 anno).

“La tecnica delle velocità radiali con HARPS-N@TNG e quella astrometrica con Gaia sono estremamente complementari”, continua Sozzetti. “Sotto questo punto di vista il campione di nane M in comune tra i due programmi sarà dunque caratterizzato con un’accuratezza senza precedenti: Gaia individuerà tutti i pianeti gioviani su orbite di lungo periodo (dove è massima la sua sensibilità), mentre HARPS-N troverà pianeti di piccola massa nelle regioni interne (dove è massima la sua sensibilità). In tal modo si potranno identificare sistemi con l’architettura analoga a quella del nostro Sistema Solare”.

Insomma, grandi speranze per questa missione e comunque sempre tanto lavoro da fare per gli astronomi impegnati in questo giovane e affascinante ramo dell’Astrofisica. Troveremo altre terre? Il nostro Sistema Solare è una regola o un’eccezione?

Articolo:
A. Sozzetti, P. Giacobbe, M.G. Lattanzi, G. Micela, R. Morbidelli, G. Tinetti, Astrometric Detection of Giant Planets Around Nearby M Dwarfs: The Gaia Potential, disponibile su arXiV: http://arxiv.org/abs/1310.1405 

Fonte Media INAF: Una stella nana per GAIA – http://www.media.inaf.it/2013/10/14/una-stella-nana-per-gaia/

Altre informazioni: Fundacion Galileo Galilei (TNG): http://www.tng.iac.es/

HARPS-N (TNG): http://www.tng.iac.es/instruments/harps/

GAPS su EXO-IT Exoplanetary in Italy: http://www.oact.inaf.it/exoit/EXO-IT/Projects/Entries/2010/12/27_GAPS.html

Sabrina e Caterina

Il contributo dell’Italia alla sonda GAIA

Mancano ormai pochi mesi (la data di lancio è ora fissata per ottobre), ma il team è al lavoro ormai da anni ed anni. E in realtà chiamarlo team in questo caso è davvero riduttivo. Nei tempi moderni è normale, è la regola. Un satellite scientifico è innanzitutto una impresa tecnologica, che passa attraverso varie fasi e muove una organizzazione decisamente complessa e articolata. Il satellite GAIA di ESA non fa eccezione. Ne abbiamo parlato in varie occasioni su GruppoLocale, ma ci piace tornarci ora che si è appena concluso il mini-workshop “L’Italia in GAIA” presso gli HeadQuarters dell’INAF, ovvero la sede di Monte Mario dell’Osservatorio Astronomico di Roma .

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Una immagine “artistica” della sonda GAIA (crediti: ESA)

Forse la cosa che colpisce di più, ad uno scienziato magari non introdotto a GAIA ma presente al workshop, è l’ampissimo spettro di temi e di ricerche nei quali la sonda promette (con buona ragione) di portare avanzamenti significativi. Siamo abituati a pensare a GAIA come alla sonda che rivoluzionerà la conoscenza delle popolazioni stellari nella Galassia, ma non è soltanto questo. Come il workshop ha efficacemente dimostrato, le potenzialità di GAIA sono molto maggiori. E lo spettro di aree dove i dati di GAIA avranno un impatto significativo è sorprendentemente esteso. Si va dai pianeti del sistema solare ai quasar, agli esperimenti di realatività generale.

Eh già, perché la comunità scientifica è al lavoro da molto tempo, per capire che tipo di dati invierà a terra GAIA, e come utilizzarli al meglio per estrarne ogni informazione scientifica possibile.

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Dall’osservatorio si gode anche una meravigliosa vista della città eterna (Crediti: INAF) …

Pesco un po’ a caso dai miei appunti, tanto per dare un’idea (sommaria ed imprecisa e parziale quanto si voglia, ovviamente)… dunque, avremo dati per mezzo milione di nuovi quasar (non male per una missione ‘stellare’ eh?), avremo inoltre la possibilità di esplorare tematiche di fisica fondamentale. Ben di più: GAIA (e questo lo ignoravo anche io, in buona parte) si presenta come il più grande esperimento di relatività generale mai realizzato, segnando (come è stato detto al congresso) il primo vero accesso dell’astronomia relativistica nella fisica fondamentale.

Potremmo poi parlare (o prima) di tutta la parte tecnologica che è dietro il progetto GAIA. Sotto questo punto di vista – come tutte le più moderne imprese spaziali – GAIA è una conquista ed insieme una sfida. Certo, perché comunque la realizzazione pratica di quanto ideato in astratto è una conquista. Si potrebbe parlare delle collaborazioni con l’industria, come con Oracle che si occupa di una parte importante del progetto, come i database. Potremmo accennare a questo punto alla ingente quantità di dati che dovremo gestire, quando la sonda sarà in opera. A tutte le sfide che si stanno affrontando anche nel campo del software.

Chi scrive è nel team di persone che devono elaborare degli algoritmi per separare i profili di stelle parzialmente sovrapposti. Non proprio uno scherzetto, se considerate che per minimizzare il flusso di dati trasmesso dalla sonda le stelle meno luminose, prima di essere inviate a Terra, vengono artificialmente “schiacciate” in una dimensione soltanto… pertanto è necessario “riespandere” il segnale in 2D, poi finalmente usare delle tecniche matematiche relativamente complesse (come la “Analisi delle componenti principali”) per separare i profili delle due stelle.

La missione (ben vista e concretamente sostenuta anche dai vertici dell’INAF, come ha esplicitamente dichiarato il nostro presidente Bignami in apertura di congresso) è uno sforzo tecnologico e scientifico tutto europeo, essendo un progetto di ESA.

In questo sforzo europeo – come è stato rilevato giovedì scorso a Monte Mario – l’Italia è in prima linea come uno dei contributori più decisi, sia in termini di risorse stanziate che di uomini. E questo non può che farci piacere. E anche – perché no – ci permette ancora una volta di essere orgogliosi dell’appartenenza a questo nostro Bel Paese.

Senza eccessiva retorica si può ben dire che se tutto andrà bene, si dovrà all’Europa e al contributo finanziario e scientifico di tutti i suoi cittadini – Italia inclusa, a pieno titolo – se la conoscenza della Via Lattea e del cosmo in generale, avrà fatto, nei prossimi anni, un grande e forse decisivo passo in avanti.