A otto anni dal lancio del 20 ottobre 2018, la missione ESA – JAXA si prepara a studiare Mercurio con due orbiter scientifici
Composizione, struttura interna e interazione con il Sole aiuteranno a ricostruire l’evoluzione del pianeta e a confrontarla con quella degli altri mondi rocciosi
Mercurio conserva informazioni importanti sulla storia del Sistema solare. La sua superficie, il grande nucleo metallico e il campo magnetico pongono domande che riguardano la formazione e l’evoluzione dei pianeti rocciosi. Per affrontarle occorre mettere insieme osservazioni diverse: immagini, composizione dei materiali, misure gravitazionali e rilevazioni dell’ambiente spaziale.
È questo il programma scientifico di BepiColombo, la missione dell’Agenzia spaziale europea e dell’Agenzia spaziale giapponese, lanciata il 20 ottobre 2018. L’ottavo anniversario della partenza arriva mentre la missione affronta le operazioni di avvicinamento alla fase orbitale, dalla quale dipenderà la possibilità di osservare Mercurio in modo sistematico attraverso due piattaforme complementari.
Dall’anniversario del lancio alla fase scientifica
Secondo l’aggiornamento ESA del 6 ottobre, la fase di arrivo è iniziata con la separazione del Mercury Transfer Module, avvenuta il 3 settembre 2026. L’ingresso in orbita del complesso dei due orbiter è previsto per il 21 novembre, mentre la loro separazione è programmata tra il 9 e il 10 dicembre. L’avvio della fase scientifica è previsto nell’aprile 2027. Si tratta di passaggi distinti, necessari per portare ciascun veicolo nella configurazione e nell’orbita adatte alle osservazioni.
Lo stesso aggiornamento riferisce i primi controlli degli strumenti europei dopo il distacco del modulo di trasferimento. I test comprendono quelli dell’altimetro laser BELA e dello spettrometro termico MERTIS: verifiche importanti per valutare le prestazioni degli apparati dopo il lungo viaggio e preparare le misure future.
Due orbiter per collegare il pianeta al suo ambiente
Il Mercury Planetary Orbiter, realizzato dall’ESA, studierà la superficie, la composizione e le proprietà geofisiche di Mercurio. Mio, l’orbiter della JAXA, sarà dedicato soprattutto all’ambiente magnetico e alle sue interazioni con il vento solare. La missione collega così lo studio del corpo planetario a quello dello spazio che lo circonda.
Disporre di due punti di osservazione è particolarmente utile perché l’ambiente di Mercurio cambia sia nello spazio sia nel tempo. Una variazione registrata da un solo strumento può dipendere dal passaggio attraverso una regione differente oppure da un cambiamento dell’ambiente durante la misura.
Le osservazioni coordinate consentiranno di affrontare meglio questa ambiguità. Confrontando rilevazioni simultanee, i ricercatori potranno vincolare le interpretazioni dei fenomeni e studiare le connessioni tra campo magnetico, particelle, esosfera e superficie. Il valore scientifico nasce quindi anche dalla relazione tra le misure, oltre che dalla precisione di ciascun apparato.
Leggere la composizione attraverso la radiazione
Una delle domande centrali riguarda i materiali che compongono la superficie. Le immagini mostrano forme e strutture, ma per identificare le proprietà dei terreni servono osservazioni a diverse lunghezze d’onda, capaci di fornire informazioni complementari.
MERTIS è progettato per studiare la composizione mineralogica, la temperatura superficiale e l’inerzia termica, cioè il modo in cui i materiali rispondono al riscaldamento e al raffreddamento. Questi dati aiuteranno a caratterizzare terreni che, nelle sole immagini visibili, potrebbero apparire simili.
Il passaggio dal segnale alla conoscenza richiede calibrazioni e modelli. Lo strumento registra radiazione; i ricercatori ne analizzano le caratteristiche e verificano quali materiali e condizioni possano spiegarle. Una conclusione diventa più solida quando trova riscontro in osservazioni indipendenti, per esempio nelle caratteristiche geologiche della stessa area.
Ricostruire una storia dalla superficie
Crateri, pianure e strutture tettoniche rappresentano tracce di processi avvenuti in epoche diverse. Studiare la loro distribuzione e le relazioni tra le forme del terreno permette di ricostruire sequenze di eventi, individuando gli effetti di impatti, attività vulcanica e deformazioni della crosta.
Tra gli obiettivi del sistema SIMBIO-SYS figurano proprio la geologia superficiale, il vulcanismo, la tettonica, la composizione e lo studio delle popolazioni di crateri. L’integrazione di immagini e informazioni spettrali contribuirà a collegare le forme osservate ai materiali e ai processi che le hanno prodotte.
Questa ricostruzione mantiene un margine di incertezza. Una superficie conserva alcune tracce e ne cancella altre; processi successivi possono modificare strutture più antiche. Per questo le interpretazioni devono essere confrontate con l’insieme dei dati disponibili, esplicitando quali passaggi risultano ben sostenuti e quali restano ipotesi da verificare.
Indagare l’interno senza raggiungerlo
La struttura interna di Mercurio sarà studiata attraverso gli effetti che produce su grandezze osservabili. L’esperimento di radioscienza MORE contribuirà a determinare il campo gravitazionale e a porre vincoli sulla struttura del pianeta, comprese le dimensioni e lo stato fisico del nucleo.
È un esempio significativo di conoscenza indiretta. L’interno del pianeta non viene fotografato: se ne ricostruiscono le proprietà confrontando misure e modelli fisici. La qualità del risultato dipende dalla precisione delle osservazioni e dalla capacità di distinguere tra spiegazioni differenti compatibili con i segnali raccolti.
Anche l’origine del campo magnetico rientra tra le domande fondamentali della missione. Collegare le informazioni sull’interno alle misure magnetiche permetterà di approfondire il rapporto tra struttura ed evoluzione di Mercurio.
Mercurio come termine di confronto
Studiare Mercurio aiuta a comprendere come possano svilupparsi pianeti rocciosi con caratteristiche molto diverse. Il confronto con Venere, Terra e Marte permette di mettere alla prova le ricostruzioni della formazione e dell’evoluzione del Sistema solare interno.
BepiColombo contribuirà a questo lavoro attraverso una rete di osservazioni, ciascuna legata a domande precise. Una mappa mineralogica, una variazione del campo magnetico o una misura gravitazionale acquistano significato quando vengono interpretate insieme, tenendo conto delle rispettive incertezze.
A otto anni dal lancio, l’interesse della missione riguarda dunque sia Mercurio sia il metodo con cui lo rendiamo conoscibile. Esplorare un pianeta significa trasformare segnali in misure, confrontare spiegazioni e costruire una storia verificabile attraverso indizi che provengono dalla superficie, dall’interno e dall’ambiente solare.
Immagine : Mercurio fotografato da BepiColombo durante il sorvolo del 19 giugno 2023. Crediti: ESA / BepiColombo/MTM — Licenza CC BY-SA 3.0 IGO.
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