Stefania Soldini alla guida di Hayabusa2

Stefania Soldini, ricercatrice italiana che lavora per Jaxa alla missione Hayabusa2

La sonda “falco pellegrino”, meglio conosciuta con il nome giapponese Hayabusa2, gode di ottima salute e l’approdo sull’asteroide 162173 Ryugu (oggetto della fascia principale di tipo C, di forma quasi sferica e dimensioni di circa 900 metri) si fa sempre più vicino. L’obiettivo, tra i tanti, è quello di prelevare dei campioni della superficie da trasportare sulla Terra. A cavallo di Capodanno, la seconda versione della missione giapponese Jaxa (nel 2005 la sonda Hayabusa arrivò sull’asteroide 25143 Itokawa) ha superato con successo una delicata fase della missione: quella della congiunzione solare, cioè il passaggio dietro al Sole, che per diversi giorni non ha permesso di comunicare con la sonda.

A guidare Hayabusa2 all’ombra della nostra stella è stata una scienziata originaria di Milano, in Giappone ormai dal 2016, che ha la fortuna di lavorare per una delle missioni più cool del momento. Parliamo di Stefania Soldini, esperta di astrodinamica e meccanica celeste nonché responsabile proprio del disegno delle traiettorie e della dinamica attorno ai corpi piccoli come Ryugu. A lei abbiamo chiesto aggiornamenti dell’ultima ora.

Congiunzione solare superata. In questa fase cosa è accaduto alla sonda?

«Tra novembre e dicembre del 2018, il Sole è transitato lungo la congiungente Terra-Ryugu: un fenomeno molto comune nel Sistema solare chiamato congiunzione solare superiore. Sebbene la congiunzione solare sia un fenomeno comune alle missioni nello spazio profondo, è la prima volta che una sonda si trova in questa condizione durante la fase esplorativa. La precedente missione Hayabusa verso l’asteroide Itokawa si è trovata in congiunzione solare durante la fase di trasferimento eliocentrico verso Itokawa. La sonda richiede comandi di controllo da Terra ogni uno o due giorni per garantire il controllo in Box-A. Durante la congiunzione solare non è stato possibile inviare comandi da Terra alla sonda per 25 giorni. Per questo motivo, è stato necessario immettere il veicolo spaziale in una traiettoria di trasferimento con lo scopo di alzare l’altitudine di Hayabusa2 da 20 chilometri a un massimo di 109 chilometri. Il motivo principale di questa operazione, iniziata il 23 novembre del 2018 e terminata il 29 dicembre del 2018, è che la presenza della corona solare disturba il segnale inviato da Terra, rendendo difficile una corretta comunicazione con la sonda. Inoltre, la gravità di Ryugu è molto piccola, nell’ordine della radiazione di pressione solare. Piccole variazioni nelle accelerazioni ambientali di Ryugu, non corrette da Terra, alla distanza di 20 chilometri possono causare dinamiche indesiderate come un potenziale impatto sull’asteroide o eventualmente fuga dalla sua sfera di influenza. Per questo motivo la traiettoria di congiunzione è stata sviluppata specificatamente per Hayabusa2. Con grande sollievo, il giorno di Natale siamo stati in grado di ristabilire le comunicazioni con la sonda e a verificarne il corretto posizionamento lungo la traiettoria di progetto».

Parliamo di lei: il suo ruolo nella missione?

«Sono ricercatrice associata al progetto Hayabusa2. Lavoro in stretto contatto con il team di ingegneria di Hayabusa2. Mi occupo principalmente del disegno di traiettorie e della dinamica attorno ai corpi piccoli come Ryugu. Sono responsabile – principal investigator – del disegno di traiettoria e del piano delle operazioni di Hayabusa2 durante la fase di congiunzione solare che si è appena conclusa con successo. Inoltre, mi occupo di modelli avanzati gravitazionali dei corpi piccoli e della dinamica naturale del materiale espulso dopo l’esperimento di impatto su Ryugu. Faccio anche parte del team scientifico di Hayabusa2 (Hjst) come esperta in astrodinamica (astrodynamic co-investgator)».

Il team di Hayabusa2 festeggia la fine delle operazioni di congiunzione solare. Crediti Jaxa

Qual è stato il suo percorso di studi?  

«Sono originaria di Milano, dove mi sono laureata in ingegneria aerospaziale alla triennale e spaziale alla magistrale (2011) al Politecnico. Nel 2012, mi sono trasferita per tre anni all’università di Southampton, in Inghilterra, dove ho conseguito il titolo di dottorato nel 2016 in ingegneria astronautica. Nella mia tesi di dottorato mi sono occupata delle dinamiche e disegni di traiettorie delle vele solari. Le vele solari sono delle sonde spaziali che fanno uso della radiazione di pressione solare come fonte propulsiva. Immaginate l’effetto del vento su una barca a vela, similmente si può ottenere lo stesso effetto nello spazio se al posto di una vela si usa un leggerissimo “specchio” e al posto del vento si usa la radiazione di pressione solare».

Com’è arrivata nel team Jaxa di Hayabusa?

«L’agenzia spaziale giapponese Jaxa è stata la prima al mondo a dimostrare la futuristica tecnologia delle vele solari con la missione Ikaros (2010). Da qui è nato il mio interesse per il Giappone e l’attività spaziale giapponese, che è piuttosto pionieristica. Ho vinto una prestigiosa borsa di post dottorato dall’ente giapponese Jsps nel 2016, che mi ha consentito di lavorare all’istituto di astronautica in Jaxa/Isas con il professor Yuichi Tsuda, project manager di Hayabusa2. Dopo questo anno da post doc, nel 2017 mi è stata offerta una posizione da parte in Jaxa per lavorare a tempo pieno su Hayabusa2 come esperta di astrodinamica e meccanica celeste, con una posizione da ricercatrice associata di progetto. È un’immensa soddisfazione poter lavorare con un team così giovane e appassionato all’esplorazione dello spazio. Ho la fortuna di lavorare con uno dei team più prestigiosi al mondo e di vivere in un paese molto affascinante come il Giappone».

Come sta andando la missione?

«La sonda Hayabusa2 si trova a 20 chilometri di distanza dall’asteroide Ryugu, in perfetto funzionamento. A differenza della missione della Nasa Osiris-Rex, Hayabusa2 non orbita l’asteroide ma lo studia eseguendo manovre verticali lungo la congiungente Terra-Ryugu. In questo senso, la zona equatoriale di Ryugu (+/- 30 gradi) è la sola zona accessibile alla sonda per il suo campionamento. Ogni operazione di missione di Hayabusa2 parte da 20 chilometri (posizione chiamata “Home Position”) e ritorna a 20 chilometri in quella che il team chiama il “controllo in Box-A”, dove la sonda si trova oggi (aggiornamento al 4 gennaio 2019, ndr) in attesa della prossima operazione di missione».

Un bilancio dell’anno appena passato?

«Il 2018 ha segnato la scoperta di Ryugu da parte del Giappone con il successo del dispiegamento di ben due rover giapponesi, Minerva II, e Mascot, un lander sviluppato dall’agenzia spaziale tedesca Dlr e da quella francese Cnes. Durante la fine del 2018, la sonda giapponese è entrata, appunto, in una fase di “ibernazione” delle comunicazioni a Terra dovuta alla presenza del Sole tra Ryugu e la Terra. Il 2019 segna invece l’inizio della seconda fase esplorativa dell’asteroide Ryugu, con in programma ben due campionamenti, un esperimento da impatto per la formazione di un cratere artificiale e il dispiegamento dell’ultimo rover presente ancora sulla sonda (Minerva I)».  

Quando tenterete l’approdo?

«Consiglio a tutti i sostenitori di Hayabusa2 di tenere monitorato il sito ufficiale di Hayabusa2 o il nostro account twitter per le ultime notizie della missione. Tra fine gennaio e febbraio del 2019 è previsto il primo campionamento dell’asteroide. Il 25 ottobre del 2018, è stata eseguita con successo l’esercitazione al campionamento (touch down 1 – rehearsal 3). Hayabusa2 ha dimostrato la navigazione autonoma attraverso l’uso del target marker scendendo ad una distanza di 20 metri dalla superficie. Senza autonomia della sonda sarebbe impensabile effettuare il campionamento a causa dei 40 minuti di ritardo delle comunicazioni tra Terra e Ryugu. Nei primi due mesi del 2018 c’è in programma di effettuare il campionamento nella zona dove è stato effettuato il TD1-R3. Un’operazione estremamente complicata se si pensa alla conformazione di Ryugu».

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Fonte: Stefania Soldini alla guida di Hayabusa2