Plato una stanza tutta per sé

Si inaugura oggi presso la sede della OHB System AG di Oberpfaffenhofen, in Germania, una struttura interamente dedicata alla missione spaziale europea Plato, (exoPLAnet Transits and Oscillation of stars); l’evento segnerà l’inizio della fase di integrazione delle 26 telecamere sul banco ottico del satellite.

Alla cerimonia partecipa la delegazione italiana composta da Isabella Pagano, co-PI di Plato, Roberto Ragazzoni, Telescope Scientist, Gianalfredo Nicolini, Camera Project Manager e Elisabetta Tommasi, responsabile dell’accordo tra ASI e INAF per le attività del team scientifico italiano per Plato.

Plato è la terza missione di classe Media del programma Cosmic Vision 2015-2025 dell’ESA. Il satellite Plato sarà lanciato a bordo di un Ariane 6 dallo spazioporto europeo di Kourou alla fine del 2026 verso il punto Lagrangiano L2, distante 1,5 milioni di chilometri dalla Terra. Selezionata nell’ambito del Programma Scientifico dell’ESA nel 2014 e definitivamente approvata nel 2017, la missione è entrata nella fase di implementazione a pieno regime dopo la Mission and Payload Critical Milestone, superata con successo nel 2021.

L’obiettivo di Plato è rilevare e caratterizzare mondi rocciosi in orbita all’interno delle zone di abitabilità di stelle di tipo solare attraverso misurazioni molto accurate dei transiti e delle oscillazioni delle stelle. Le misurazioni dei transiti producono informazioni sulla dimensione dei pianeti, mentre le “oscillazioni stellari” ci danno la massa e l’età delle stelle, che sono fondamentali per valutare massa ed età dei pianeti ospitati. La qualità di tutte queste misurazioni è garantita da 26 telecamere con campo visivo ultra ampio che costituiscono gli occhi della missione Plato.

L’intera catena di produzione, integrazione e test delle telecamere è coordinata dal 2020 da ingegneri e scienziati dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF, presso le sedi di Torino, Catania, Padova, Brera, Bologna, e IAPS Roma) e dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), con il supporto dei colleghi del Consorzio della Missione Plato.

“Il progetto ottico dei telescopi di Plato è nato in INAF, tra Padova, Catania e Brera” ricorda Isabella Pagano, direttrice dell’Osservatorio astrofisico di Catania e co-principal investigator della missione. “Durante gli anni di sviluppo e realizzazione il team INAF ha lavorato fianco a fianco con gli ingegneri di Leonardo del sito di Campi Bisenzio (Firenze) in collaborazione con Thales Alenia Space (Torino) e le pmi Media Lario, Hst S.r.l. e Gestione Silo – e con il team che gestisce il progetto per l’Agenzia Spaziale Italiana”.

È la prima volta che un satellite dedito allo studio dell’Universo adotta una batteria di telescopi invece di uno solo, per ottenere allo stesso tempo la precisione e l’ampio campo visivo necessari per la scienza alla base di Plato, che richiede osservazioni altamente precise di un gran numero di stelle luminose per intervalli di tempo lunghi e continui – da diversi mesi ad anni. Una singola telecamera del satellite Plato osserva un campo visivo equivalente a circa 5.200 volte l’area coperta dalla Luna piena.

Questa prestazione è stata ottenuta grazie a un progetto ottico innovativo: ogni telescopio è infatti un rifrattore con 6 lenti, ciascuna con dimensioni che vanno da 12 a 18 cm di diametro, realizzate con 5 diversi tipi di vetri scelti per ottenere la migliore resa ottica, il minimo rischio di invecchiamento nello spazio, la necessaria resistenza alle sollecitazioni meccaniche e acustiche dell’ambiente di lancio. I telescopi lasciano l’Italia dopo essere stati sottoposti a prove che ne garantiscono la resistenza alle sollecitazioni termiche e meccaniche che il satellite incontrerà al lancio e nell’ambiente in cui sarà operativo, e dopo aver misurato le prestazioni ottiche.

“Ogni telescopio, prodotto e testato in Italia da Leonardo, deve essere assemblato con i rivelatori e con l’elettronica di lettura, realizzati in altri Paesi: l’insieme costituisce una delle 26 telecamere di Plato”, spiega Elisabetta Tommasi che segue per ASI il notevole sforzo di coordinamento di queste attività, in carico a INAF. “L’Italia è intervenuta in un momento di crisi del progetto, proponendosi per assumere la responsabilità di questa delicata attività che conduce in collaborazione con ESA”, aggiunge.

Gli istituti di ricerca e le industrie sparse in Italia, Germania, Francia, Portogallo, Spagna, Svizzera e Regno Unito, hanno iniziato a consegnare i modelli di volo dei sottosistemi delle telecamere fin dalla fine del 2022. I sottosistemi vengono assemblati in Belgio dove ogni telecamera è allineata e testata rispetto alle sollecitazioni meccaniche attese durante il lancio.

Dopo l’integrazione, ogni telecamera si sposta in una delle tre strutture di test situate rispettivamente in Francia, Paesi Bassi e Spagna, dove vengono verificate le prestazioni ottiche in condizioni termiche simili a quelle che il satellite troverà nell’ambiente operativo.
Ad oggi, 10 dei 26 modelli di volo delle telecamere sono stati consegnati dall’INAF all’ESA e poi alla OHB System AG, il Prime Contractor per il satellite Plato.

Due delle telecamere, dette “veloci”, sono ottimizzate per osservare stelle molto luminose e servono anche per la guida precisa del satellite. Esse osservano con una cadenza di 2,5 s. Le altre 24 telecamere, dette “normali”, osservano con una cadenza di 25 s e utilizzano 4 CCD da 4510×4510 pixel ciascuno.

Le telecamere “normali” sono raggruppate in gruppi di sei e ciascun gruppo punta in una direzione del cielo distante 9 gradi dalla verticale al banco ottico, in quattro direzioni tra loro opposte. In questo modo, i campi osservati da ciascun set di telecamere sono parzialmente sovrapposti e il campo visivo totale osservato copre un’area di cielo equivalente a 10.500 volte la dimensione della Luna piena.

Entro la fine del 2024 tutti i modelli di volo delle telecamere saranno pronti per l’integrazione sul satellite. Restate sintonizzati per scoprire insieme a noi i nomi degli altri scienziati che voleranno con Plato alla ricerca di nuovi pianeti terrestri orbitanti attorno a stelle di tipo solare, on the road per cercare la vita oltre il nostro Sistema Solare.
Ognuna delle 26 fotocamere è stata nominata in onore di astronomi/scienziati che sono stati pionieri della scienza correlata a Plato.