22.11.2019  10:00

Sonda BepiColombo verso Mercurio. Storia di una costellazione politecnica

L’Alumnus Gianluca Aranci ci racconta questa sfida tecnologica, partita dal Poli con una startup sorta negli anni ’50

In questo momento la sonda BepiColombo si trova a 42,4 milioni di km dalla Terra e a 135,5 milioni di km dal Sole. In questa posizione, un comando inviato da Terra impiega 141 secondi a raggiungerla (quando arriverà a destinazione, questo tempo sarà molto più lungo). La sonda viaggia tranquillamente in configurazione da crociera; la strumentazione scientifica è spenta, la propulsione elettrica è attiva. Della sua lunghissima navigazione ha percorso una piccolissima parte: sorvolerà ancora la Terra, sorvolerà Venere e si prevede che il 5 dicembre del 2025 farà il suo arrivo ed ingresso in orbita attorno a Mercurio. A fine missione, nel 2028, avrà studiato a fondo diversi aspetti del pianeta.

L’Alumnus Gianluca Aranci, Head of Computer Products di Thales Alenia Space in Italia, azienda che ha concepito, progettato e realizzato i tre computer di bordo che guidano e gestiscono la sonda, spiega:

La missione sarà dedicata all'esplorazione completa del pianeta e del relativo ambiente. Sarà volta a comprendere come si sviluppa un corpo celeste nella parte più calda della nebulosa solare; si studierà inoltre la magnetosfera e verranno fatte le relative comparazioni con quella terrestre.

La sfida tecnologica è stata quella di realizzare un modulo spaziale ricco di apparati scientifici e dotato di scudi per resistere ai 430 gradi centigradi. «L’estrema vicinanza al Sole - continua Aranci - comporta la presenza di un campo gravitazionale di elevata intensità che permetterà di eseguire delle misure determinanti per la conferma della Teoria della Relatività Generale di Einstein. A questa misura contribuirà lo strumento ISA, alla cui realizzazione ha partecipato Thales Alenia Space, permettendo di discriminare, dalla misura delle accelerazioni, i contributi non gravitazionali».

Aranci e il suo team hanno iniziato a lavorarci nel 2008. «L’On Board Computer che abbiamo realizzato gestisce i dati della piattaforma, deve identificare in modo estremamente veloce gli eventuali guasti o errori che possono avvenire sul satellite, e a seconda della gerarchia del livello del problema deve intervenire in modo altrettanto veloce per risolverlo. Da terra è impossibile farlo, si pensi solo che quando la sonda orbiterà vicino a Mercurio le comunicazioni richiederanno 7 minuti per ricevere il segnale sulla terra e 7 minuti per inviare il comando. Inoltre ci sono lunghi periodi in cui non riusciamo a vedere il satellite, quindi il computer deve agire per conto nostro: dal riavviare il software a sostituire elettronicamente certe parti. Diciamo che è stata l'avventura più interessante della mia mezza età»

In tutto questo lavoro, oltre all’Alumnus Aranci, c’è anche un’altra e profonda origine Politecnica. Un’origine che prende il nome di Emilio Gatti, storico professore del Politecnico e pioniere della strumentazione elettronica per la fisica atomica e nucleare.

Emilio Gatti aveva una mentalità attenta al dettaglio, al trovare le radici delle cose e sapeva trasmetterla agli studenti. Ringrazio il mio passato politecnico per avermelo fatto incontrare, ebbi infatti l’onore di frequentare il suo corso di Elettronica Applicata nel 1986.

La storia ci dice che molti anni prima, nel 1958, in via Bassini, proprio al di là della strada del Politecnico, Gatti co-fondò la LABEN, una piccola azienda per produrre sofisticata strumentazione elettronica a supporto delle ricerche nucleari. «Oggi la definiremmo una startup. Fu uno dei primi tentativi di fondare un’azienda che provvedesse all’aspetto industriale delle necessità dei laboratori in cui, ai tempi, si studiava l’energia nucleare». Negli anni la LABEN cambia nome, proprietà, entra nel business spaziale e nel 2013 si trasferisce proprio dove incontriamo Aranci: a Gorgonzola, provincia di Milano, incorporata in Thales Alenia Space.

Ancora oggi questo è un luogo creativo per decine di ingegneri del Poli: elettronici, nucleari, spaziali e meccanici. Possiamo dire che è fatta da menti politecniche. Cerchiamo di andare al di là del semplice lavoro quotidiano, dando a ciò che facciamo un senso più ampio; è bello pensare di contribuire a un mondo migliore.

"Andare su Mercurio non è facile», avverte Aranci, «per ora solo gli Stati Uniti ci sono arrivati con il Mariner 10 negli anni ’70 e con Messenger nella prima decade degli anni 2000. L’Europa con BepiColombo dimostrerà di saper fare cose molto difficili, raggiungendo Mercurio tra l’altro utilizzando anche un propulsore elettrico".

In una vetrina è esposto il Computer di uno dei quattro satelliti Cluster, ritrovato in una palude della Guyana francese dopo il primo lancio del vettore Ariane 5 fallito nel 1996. Dai fallimenti nasce sempre altro. «La traiettoria percorsa da BepiColombo è di per sé un’opera fantastica», dice, «solo menti brillanti hanno potuto concepire e determinare il modo per arrivare a mettere un satellite artificiale in orbita attorno a Mercurio. Se guardiamo il percorso che compirà BepiColombo in giro per la regione interna del sistema solare non si può non restare affascinati. Sfruttando le attrazioni gravitazionali della Terra, di Venere e dello stesso Mercurio, combattendo l’enorme attrazione solare, pian piano la sonda arriverà “dolcemente” ad accarezzare il piccolo pianeta entrando nella sua orbita. Un viaggio di sette anni nell’oscurità e nel silenzio, con le stupende visioni del Sole e dei pianeti interni che ruotano attorno ad esso; un viaggio solitario, dato che le comunicazioni con le stazioni terrestri richiedono centinaia di secondi per trasferire un messaggio; un viaggio pericoloso dove in ogni momento imprevedibilmente qualcosa può andar male al punto che le nostre macchine devono essere capaci di risolvere autonomamente i problemi. Ma sono rischi che affrontiamo volentieri».

Penso spesso alle parole di Kennedy, quando spiegò il motivo del viaggio sulla luna dell’uomo. Disse “Facciamo queste cose non perché sono facili ma perché sono difficili”. Questo pensiero dovrebbe infonderci coraggio e forza, perché ci fa comprendere che l’uomo, applicandosi in modo rigoroso, può compiere imprese difficile e belle.

Image Credit: 
Spacecraft: © ESA/ATG medialab;
Mercury: © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington