Yareah David

Mancano pochi giorni al lancio della sonda lunare che potrebbe proiettare Israele al ragguardevole quarto posto nella classifica delle nazioni che sono riuscite a far "allunare" un loro oggetto sul suolo del nostro satellite naturale. La sonda SpaceIL "Bereshit" (il titolo ebraico del libro della Genesi) partirà alle 02 e 45 del 22 febbraio da Cape Canaveral, a bordo di un vettore Falcon 9 messo a disposizione da SpaceX, la società aerospaziale del visionario Elon Musk. L'aspetto più straordinario è che non si tratta di una missione governativa sostenuta da capitali pubblici, ma di una iniziativa privata originariamente collegata al premio bandito da Google, Lunar XPrize, offerto ai privati che per primi fossero riusciti a inviare una sonda sulla luna, farle compiere un percorso di 500 metri rimandando a terra immagini ad alta definizione. Il premio prevedeva più fasi e SpaceIL era tra i cinque candidati finalisti, ma poiché nessuno alla fine centrò l'obiettivo del lancio entro il 2017, XPrize è stato revocato, e dovrebbe essere rimpiazzato da un riconoscimento senza alcun premio in denaro annesso. 

Si conoscono pochi dettagli tecnici di una missione che drovrebbe portare Bereshit in orbita lunare entro il 4 aprile. L'arrivo sulla luna è previsto per l'11 di quel mese. L'impresa israeliana ha lavorato per la parte di comunicazione e controllo con gli americani si Space Micro, che hanno in catalogo un modulo S-Band per la telemetria, il trasferimento di file e la ricezione dei commandi. A bordo ci sarà anche un magnetometro da utilizzare per lo studio delle anomalie magnetiche che sembrano caratterizzare l'area del touch-down.  

Sicuramente i radioamatori appassionati di ricezioni spaziali cercheranno di catturare i segnali del satellite. L'unico riferimento che ho trovato alle possibili frequenze utilizzate è sulla licenza temporanea che la FCC americana ha concesso alla stazione di terra delle Hawaii, una di un network di punti di monitoraggio che include la Svezia e la Germania. Nel documento si parla di una frequenza in uplink terra-spazio centrata sui 2099.5, il downlink spazio-terra, cioè la frequenza da ricevere sarà di 2280 MHz. Se le cose andranno per il verso giusto sarà un grande successo per un gruppo di scienziati e promotori che hanno costituito per l'occasione una società no-profit dedita allo sviluppo e alla divulgazione scientifici, che lo scopo di stimolare le imprenditoria high-tech e lo studio delle materie scientifiche tra i giovani.  

Giove 2030, la scienza italiana (e israeliana) a bordo della sonda JUICE

Ci vorranno ancora quindici anni per vederli in funzione, ma all'ESA si stanno ormai finalizzando i dettagli tecnici delle varie missioni scientifiche ospitate a bordo della sonda JUICE, che verrà lanciata nel 2022 e una volta giunta a destinazione, verso il 2030! andrà a studiare una quantità di aspetti fisici e morfologici di Giove e dei suoi principali satelliti. JUICE sarà dotato di undici tipologie di strumenti per altrettante sperimentazioni, dall'altimetria laser finalizzata a misurare le più piccole deformazioni gravitazionali del pianeta, fino a sofisticati rilevamenti magnetici. Il mio interesse riguarda due esperimenti di "radio science" ai due estremi spettrali delle ELF e della banda Ka delle microonde, che studieranno, rispettivamente, diversi aspetti delle caratteristiche magneto-plasmatiche del sistema gioviano e i suoi più intimi segreti geofisici, atmosferici e gravitazionali. 

In particolare questo secondo payload scientifico, il 3GM (Gravity and Geophysics of Jupiter and the Galilean Moons) è coordinato da un gruppo dell'Università romana La Sapienza e ha tra i suoi obiettivi lo studio degli oceani d'acqua che secondo i planetologi potrebbero nascondersi sotto la superficie del satellite Io. Per determinare la presenza dell'acqua JUICE deve misurare le eventuali maree provocate dalla spinta gravitazionale del pianeta gigante. Un metodo per studiare con precisione certe fluttuazioni si basa sull'effetto di "radiooccultamento" atmosferico sulle microonde che verranno inviate da terra e vi ritorneranno dopo essere rimbalzate dai ripetitori di JUICE attraversando l'atmosfera che avvolge i corpi planetari e satellitari.  

Lo strumento in mano agli scienziati del 3GM sarà un transponder satellitare unito a un oscillatore ad altissima precisione, messo a punto dall'israeliana AccuBeat (noto specialista di orologi atomici e frequenzimetri) e attualmente studiato e certificato da un gruppo dell'istituto Weizmann, di Tel Aviv. Di questo gruppo fa parte, come ricercatrice postdoc, una giovane ingegnere romana, Marzia Parisi, uno dei tre nomi citati da questo articolo appena pubblicato da Yeda Research and Development, la società che si occupa del trasferimento tecnologico delle invenzioni del Weizmann. Una bella soddisfazione per la ricerca italiana, sempre molto ben rappresentata a livello internazionale.

Israeli Instrument Bound for Jupiter
Weizmann Institute scientists are planning an experiment for a mission to the giant planet
Sometime in the year 2030, if all goes according to plan, some dozen groups around the world will begin receiving unique data streams sent from just above the planet Jupiter. Their instruments, which will include a device designed and constructed in Israel, will arrive there aboard the JUICE (JUpiter ICy satellite Explorer) spacecraft, a mission planned by the European Space Agency (ESA) to investigate the properties of the Solar System’s largest planet and several of its moons. Among other things, the research groups participating in JUICE hope to discover whether the conditions for life exist anywhere in the vicinity of the planet.
“This is the first time that an Israeli-built device will be carried beyond the Earth’s orbit,” says Dr. Yohai Kaspi of the Weizmann Institute’s Earth and Planetary Sciences Department, who is the principle investigator on this effort. The project, conducted in collaboration with an Italian team from the University of Rome, is called 3GM (Gravity & Geophysics of Jupiter and Galilean Moons).
The Israeli contribution to the project is an atomic clock that will measure tiny vacillations in a radio beam provided by the Italian team. This clock must be so accurate it would lose less than a second in 100,000 years, so Kaspi has turned to the Israeli firm AccuBeat, which manufactures clocks that are used in high-tech aircraft, among other things. Its engineers, together with Kaspi and his team, including Dr. Eli Galanti and Dr. Marzia Parisi, have spent the last two years in research and development to design a device that should not only meet the strict demands of the experiment but survive the eight-year trip and function in the conditions of space. Their design was recently approved for flight by the European Space Agency. Israel’s Ministry of Science and Technology will fund the research, building and assembly of the device.
For around two and a half years as JUICE orbits Jupiter, the 3GM team will investigate the planet’s atmosphere by intercepting radio waves traveling through the gas, timing them and measuring the angle at which the waves are deflected. This will enable them to decipher the atmosphere’s makeup.
During flybys of three of the planet’s moons – Europa, Ganymede and Callisto – the 3GM instruments will help search for tides. Researchers observing these moons have noted fluctuations in the gravity of these moons, suggesting the large mass of Jupiter is creating tides in liquid oceans beneath their hard, icy exteriors. By measuring the variations in gravity, the researchers hope to learn how large these oceans are, what they are made of, and even whether their conditions might harbor life. The JUICE teams are preparing for a launch in 2022. That gives them three years to get the various instruments ready and another three to assemble and test the craft. In the long wait – eight years – from launch to arrival, Kaspi intends to work on building theoretical models that can be tested against the data they will receive from their instruments. 

Per approfondire in senso scientifico gli obiettivi di 3GM e dell'altro esperimento, svedese, del Radio & Plasma Wave Instrument (RPWI, destinato tra l'altro a collaborare con il gruppo italiano), sul sito ESA trovate uno Yellow e un Red Book molto dettagliati.

NASA e SkyCorp siglano accordo, via libera al tentativo di risvegliare la sonda spaziale ISEE-3, in volo dal '78

Per la prima volta nella sua storia la NASA ha stipulato un accordo con un gruppo di "cittadini scienziati" dando via libera al progetto che mira a ricontattare una sonda spaziale lanciata dalla stessa NASA negli anni 70 per studiare il vento solare e successivamente riconvertita mentre era già in volo come "cacciatrice" di comete. La sonda ISEE-3 passerà vicino alla terra (come raccontavo qui giorni fa) il prossimo agosto, ma a causa del successivo ammodernamento dei sistemi di comunicazione radio è diventato praticamente impossibile ricontattarla. 

Skycorp con SpaceCollege e SpaceRef hanno lanciato l'iniziativa ISEE-3 Reboot ("riavviamo la ISEE-3) e hanno già raccolto attraverso il crowdfunding la somma necessaria per effettuare il tentativo. Con l'accordo appena siglato la NASA si impegna anche a fornire le informazioni tecniche necessarie.

NASA has given a green light to a group of citizen scientists attempting to breathe new scientific life into a more than 35-year old agency spacecraft.
The agency has signed a Non-Reimbursable Space Act Agreement (NRSAA) with Skycorp, Inc., in Los Gatos, California, allowing the company to attempt to contact, and possibly command and control, NASA’s International Sun-Earth Explorer-3 (ISEE-3) spacecraft as part of the company’s ISEE-3 Reboot Project. This is the first time NASA has worked such an agreement for use of a spacecraft the agency is no longer using or ever planned to use again.
The NRSAA details the technical, safety, legal and proprietary issues that will be addressed before any attempts are made to communicate with or control the 1970’s-era spacecraft as it nears the Earth in August.
"The intrepid ISEE-3 spacecraft was sent away from its primary mission to study the physics of the solar wind extending its mission of discovery to study two comets." said John Grunsfeld, astronaut and associate administrator for the Science Mission Directorate at NASA headquarters in Washington. "We have a chance to engage a new generation of citizen scientists through this creative effort to recapture the ISEE-3 spacecraft as it zips by the Earth this summer."
Launched in 1978 to study the constant flow of solar wind streaming toward Earth, ISEE-3 successfully completed its prime mission in 1981. With remaining fuel and functioning instruments, it then was redirected to observe two comets. Following the completion of that mission, the spacecraft continued in orbit around the sun. It is now making its closest approach to Earth in more than 30 years.
The goal of the ISEE-3 Reboot Project is to put the spacecraft into an orbit at   a gravitationally stable point between Earth and the sun known as Lagrangian 1 (L1). Once safely back in orbit, the next step would be to return the spacecraft to operations and use its instruments as they were originally designed. ISEE-3's close approach in the coming weeks provides optimal conditions to attempt communication. If communications are unsuccessful, the spacecraft will swing by the moon and continue to orbit the sun.
NASA has shared technical data these citizen scientists to help them communicate with and return data from ISEE-3. The contributions of any citizen science provided by the spacecraft, if it is successfully recovered, depend on the current condition of its instruments. New data resulting from the project will be shared with the science community and the public, providing a unique tool for teaching students and the public about spacecraft operations and data gathering. The data also will provide valuable information about the effects of the space environment on the 36-year old spacecraft.
The ISEE-3 mission opened new pathways for scientific exploration, helping scientists better understand the sun-Earth system, which at its most turbulent can affect satellites around Earth and disrupt our technological infrastructure.
To learn more about the ISEE-3 Reboot Project, visit:
http://spacecollege.org/isee3
To learn more about ISEE-3, visit:
http://go.nasa.gov/1mSskQs

Archeologia spaziale e software defined radio: la corsa per tornare a comunicare con la sonda ISEE-3/ICE

È una corsa contro il tempo ma un gruppo di scienziati e appassionati ritengono che sia ancora possibile riprendere il controllo di una sonda spaziale lanciata dalla Terra 35 anni fa e utilizzare una parte dei suoi strumenti per una serie di sperimentazioni social, aperte a chiunque attraverso semplici strumenti software. Ci sono ancora due settimane, sul sito di crwodfunding Rockethub, per raccogliere altri 45 mila dollari e raggiungere la somma ritenuta sufficiente per "risvegliare" via radio la sonda ICE/ISEE-3, che attualmente può solo comunicare verso terra. La NASA l'aveva lanciata nel lontano 1978 per studiare il vento solare e altri fenomeni magnetici nello spazio. La sonda ebbe un tale successo che qualche anno dopo, nel 1983, l'agenzia spaziale americana decise di riutilizzarla per dare la caccia alle code delle comete. Nel 1986 l'International Sun Earth Explorer-3, ormai ribattezzata International Comet Explorer, stabilitì un contatto molto ravvicinato con la cometa Halley. 

Poi alle soglie del 2000 il veicolo venne abbandonato al suo destino a causa dei costi troppo elevati dell'equipaggiamento necessario per adeguare le potenti antenne della Deep Space Network, ormai modificate per assolvere alle nuove esigenze della comunicazione radio con lo spazio profondo. Negli anni 80, quando la ISEE-3 fu riconvertita per la prima volta, per comunicare verso la sonda gli scienziati avevano utilizzato speciali filtri a guida d'onda in grado di adattare le antenne trasmittenti della DSN (i filtri servivano a proteggere le strumentazioni X-Band delle antenne durante le trasmissioni S-Band ricevibili dalla sonda). Queste modifiche costerebbero un occhio e la NASA nel 2014 non potrebbe giustificare la spesa. In questo periodo la ISEE-3/ICE si sta riavvicinando al sistema terra-luna, il 10 agosto raggiungerà il punto più vicino alla terra e se si riuscisse a comunicare con lei forse sarebbe possibile imbrigliarla e continuare a usare la strumentazione di bordo. Negli ultimi contatti risalenti al 1999 il laboratorio di bordo disponeva di una dozzina di strumenti ancora funzionanti: l'idea è realizzare una app che tutti potrebbero usare per accedere alle informazioni raccolte da una sonda straordinariamente longeva. 

Dopo un primo interessamento da parte di una redattrice di Planetary.org, Emily Lakdawalla, che all'inizio dell'anno aveva pubblicato alcuni post sull'argomento, il caso della ISEE-3/ICE è arrivato all'attenzione di un pubblico abbastanza vasto, tra cui diversi radioamatori appassionati di software defined radio. Della cordata che punta a raccogliere 125 mila dollari su Rockethub fanno parte, oltre all'organizzazione no profit Space College Foundation,  il sito specializzato SpaceRef e la società Skycorp, che oltre a sviluppare nuove tecnologie spaziali si è occupata in passato di altre iniziative "archeotecnologiche", come il recupero delle immagini originali del Lunar Orbiter conservate su nastri magnetici in cui queste immagini (analogiche) erano state riversate dal veicolo che quasi mezzo secolo fa mappò per la prima volta la nostra luna. 

I promotori dell'ISEE-3 Reboot Project (qui intervistati da NPR), vogliono utilizzare la parabola della Morehead State University del Kentucky per riprendere contatto con la sonda e ridirigerla verso nuove missioni, ma la manovra deve avvenire entro giugno per dare un risultato utile. Per farlo il gruppo si avvarrà della collaborazione di AMSAT-DL http://www.amsat-dl.org/ il club dei radioamatori tedeschi specializzati in comunicazioni satellitari. Agire subito è fondamentale, perché la finestra di opportunità sta per chiudersi. Le donazioni partono da soli 10 dollari. 

NASA: l'intero pianeta dirà "ciao" via radio alla sonda Juno. In codice Morse.

Manca poco più di un mese per dire ciao, anzi "HI", via radio, sulle onde corte, alla sonda Juno, prima che questa riceva dalla terra il colpo di frusta necessario per raggiungere nel 2016 il pianeta giove e studiare, tra le altre cose, la sua magnetosfera e i fenomeni aurorali a essa correlati. La NASA sta organizzando in grande stile questa inedita forma di saluto (di solito sono i radioamatori ad ascoltare le sonde spaziali, questa volta avviene il contrario), invitando i radioamatori (per non incorrere in possibili sanzioni bisogna essere in possesso di regolare licenza) di tutto il mondo a predisporre tutto il necessario per sintonizzare i loro ricetrasmettitori nella banda dei 10 metri, i 28 MHz. Arrivato il grande momento di massima vicinanza di Juno alla terra (il perielio è a circa 50 mila chilometri di distanza), il comitato di saluto dovrà formare le due lettere H e I del codice Morse seguendo un rituale particolare. La portante della radio dovrà restare accesa per 30 secondi in corrispondenza di ogni "puntino" dei sei (•••• ••) che compongono la parola "HI", ogni vuoto tra i puntini all'interno di ciascuna lettera vale altri 30 secondi di portante spenta, con tre vuoti di 90 secondi complessivi a separare le due lettere. Tempo complessivo di trasmissione/vuoto. A ciascun partecipante viene assegnata una delle 26 frequenze fissate tra 28 e 28,5 MHz e per conoscere quale frequenza utilizzare nello specifico la NASA ha predisposto una tabella che assegna una determinata frequenza alle lettere dell'alfabeto. Chi vuole partecipare deve scegliere quella che corrisponde all'ultima lettera della sua sigla radioamatoriale.

Riempiendo l'etere dei segnali in radiofrequenza in telegrafia lenta prodotta da numerosi trasmettitori sparsi per tutto il pianeta, lungo ripetuti intervalli di tempo di 30 secondi, la NASA spera di poter creare sufficiente energia per "bucare" lo strato ionosferico dell'atmosfera terrestre (eventualmente anche nel caso che l'attività solare lo rendesse impermeabile a frequenze così elevate). A bordo di Juno, vista la natura radio e magnetica dei suoi esperimenti gioviani,  opportunamente denominati WAVES, è montato un ricevitore HF in grado di sintonizzarsi fino a 40 MHz (questo documento contiene una dettagliata spiegazione dei sistemi di ricezione di Juno). L'idea è riuscire a farsi sentire da questo ricevitore generando un segnale a banda sufficientemente ampia (0,5 MHz) con tantissime antenne puntate verso la stessa zona di cielo. Una specie di "flash mob" radiofonico rivolto a un oggetto "made on Earth" che sta affrontando un viaggio di oltre 9 Unità Astronomiche. Ogni UA vale 150 milioni di chilometri.
Una spiegazione meno concisa di come si svolgerà questo happening si trova sul sito di Say HI to Juno! La pagina ufficiale della missione Juno si trova qui.

HAARP accusata anche del fallimento della sonda Phobos

[pubblicato in origine il 29 novembre 2011] Sul Corriere di oggi si è mobilitato Giovanni Caprara in persona per riprendere l'ipotesi, rilanciata da un generale russo in pensione, Nikolay Rodionov, di una sorta di azione di radioguerriglia spaziale sferrata dalla ionosonda americana HAARP per stroncare sul nascere la missione russa verso il satellite marziano di Phobos, la sonda Phobos-Grunt, qui raffigurata in una infografica Novosti. Non è certo la prima volta che HAARP finisce al centro di una teoria cospirazionista, ma in questa occasione l'origine della teoria è un po' più autorevole: addirittura un militare russo un tempo incaricato del controllo dei sistemi di difesa missilistica.

Non avevo ancora affrontato l'argomento ma in realtà stavo seguendo la malinconica vicenda di Phobos-Grunt attraverso la mobile app RIA Novosti che avevo scaricato sull'iPhone. Che cosa è successo? Il 9 novembre i russi hanno lanciato da Baikonur una missione che avrebbe dovuto prelevare campioni di suolo dal satellite naturale del pianeta marte e rilasciare intorno allo stesso pianeta un satellite artificiale cinese. Fatto sta che al momento della separazione della sonda dal vettore di lancio qualcosa è andato storto e Phobos-Grunt si è ritrovata in una orbita di parcheggio terrestre con davanti a sé solo due settimane per ripetere un tentativo di partenza per il suo viaggio verso marte. Purtroppo la finestra si è chiusa senza che questo tentativo andasse in porto e anche le comunicazioni radio con la sonda si sono rivelate molto difficoltose. Tra il 22 e il 23 novembre - poche ore prima del lancio del Mars Science Lab con il suo rover marziano da parte della NASA, avvenuta il 26 - l'ESA annuncia di essere riuscita a inviare a Phobos-Grunt il comando per il dump dei dati telemetrici di bordo attraverso le sue parabole di Perth, nell'America del Sud e sulle Canarie. Ma secondo Novosti la telemetria, codificata, sulle prime non era interpretabile e quando l'operazione di decodifica è andatata a buon fine, almeno parzialmente, non è stato comunque possibile determinare le ragioni della mancata partenza.

Mentre Novosti sottolineava la positiva collaborazione tra l'ESA, l'ente spaziale russo ROSKOSMOS e il laboratorio della Lavochkin Research and Production Association, i toni del canale televisivo internazionale RT erano invece molto diversi. La decodifica della telemetria, secondo questa fonte, sarebbe stata compromessa dalle "incompatibilità tra le frequenze di comunicazione dei sistemi russi e occidentali": una cretinata colossale. Per buona misura RT (la stessa che ha mandato in onda un servizio sulla misteriosa stazione probabilmente spionistica "soviet buzzer" cita Interfax, l'agenzia che ha parlato con Rodyonov, menzionando esplicitamente una possibile interferenza tra il vettore di Phobos-Grunt e la stazione sperimentale americana in Alaska.

Per la verità nel dispaccio Interfax le dichiarazioni di Rodyonov sembrano piuttosto riferirsi al fatto che i russi dovrebbero essere preoccupati per la presenza delle installazioni americane in Alaska e Norvegia e che i sistemi missilistici russi farebbero bene a evitare l'uso di componentistica occidentale. «Dobbiamo essere consci della possibilità che qualcuno invii un segnale verso un chip nascosto, disabilitando i nostri missili, anche quelli militari,» ha fatto capire Rodyonv. Detta così la cosa appare un po' meno complottistica, ma resta pur sempre forzata. Una cosa infatti è non riuscire a decifrare una trasmissione protetta, tutt'altra cosa è estrarre da un segnale radio il bit-stream orginale delle informazioni. E' impensabile che all'ESA non sappiano come farlo, le informazioni sulla telemetria spaziale russa sono parzialmente di dominio pubblico, su questa pagina Web trovate per esempio una storia piuttosto dettagliata.

Questi scenari da space war non sembrano compatibili con il livello di cooperazione internazionale che le missioni spaziali con obiettivi civili impongono per una banale questione di tracciabilità delle sonde dalle varie stazioni di terra coinvolte nelle operazioni di radiocontrollo. La causa più probabile per l'ormai sicuro fallimento della sonda russa rimane un malfunzionamento, e non sarebbe neppure il primo considerando che secondo la NASA i russi hanno fallito tutti i 17 tentativi di raggiungere marte dal 1960 a oggi.

L'ennesimo smacco deve bruciare parecchio sapendo che i "concorrenti" americani della NASA sono riusciti a lanciare la sonda Curiosity tre giorni fa. Puntualmente, i radioamatori spaziali si sono messi all'opera e già sabato sera è arrivato il comunicato del gruppo tedesco AMSAT-DL che utilizzando il radiotelescopio di Bochum ha catturato la telemetria di Curiosity, ricevuta su una frequenza di 8401.4283127 GHz in banda X con una modulazione indotta dallo spin del velivolo pari a ± 3 Hz in un periodo di circa 1 minuto. La distanza di Curiosity in quel momento doveva essere nel range dei 112 mila chilometri. La notizia, ripresa da AMSAT-UK è addirittura finita sul sito generalista The Register. Capisco la solita voglia di sensazionalismo, ma mi pare più interessante mettere in risalto imprese (ottenute grazie a informazioni di pubblico dominio) come quella del gruppo di AMSAT-DL piuttosto che ai vaneggiamenti di un ex ufficiale.

Una efficace confutazione delle ipotesi formulate da Rodyonov è apparsa in questi giorni sul sito di Scientific American:

[...] Phobos–Grunt's orbit has been between 200 and 400 kilometers. It turns out that the beam is indeed diffuse at that height. The maximum energy that Phobos–Grunt could have felt from HAARP would have equaled a power density of 1.03 milliwatts per square centimeter, according to Selcher. That is like shining a 60-watt lightbulb on the craft from 21 meters, he says. The sun, on the other hand, blasts the top of the atmosphere with an average of 135,100 milliwatts per square centimeter.[...]

Solar Orbiter, nel 2017 mai così vicino al sole

Il Solar Terrestrial Center of Excellence belga, una delle mie fonti informative sull'attività solare misurata da osservatori europei, ha portato a termine un restyling della sua periodica newsletter a periodicità circa settimanale. Oggi la pubblicazione si presenta come una piccola rivista con articoli e fotografie. La neswletter è accessibile dal sito dove è possibile anche consultare l'archivio e si può visualizzare nel browser o in formato PDF. Uno dei primi articoli riguarda la missione Solar Orbiter, scelta recentemente dall'ESA insieme a Euclid (la missione che studierà la materia oscura) per caratterizzare i piani esplorativi dell'Ente spaziale europeo nel decennio 2015-2025. Il Solar Orbiter dovrebbe essere lanciato da un vettore Atlas della NASA nel 2017 con l'obiettivo di inserire in una orbita solare mai tanto ravvicinata (0,22 UA al perielio) una sonda in grado di visualizzare i poli del nostro astro e soprattutto di studiarne l'atmosfera e le emissioni di vento solare. Un piano molto ambizioso che utilizzerà strumenti di assoluta avanguardia come l'Extreme Ultraviolet Imager, una suite di tre telescopi EUV trasportati a bordo della sonda, insieme a tanti altri laboratori di misura. Sempre a proposito di dati solari, un'altra risorsa europea è il portale continentale di meteorologia spaziale.

Caccia alla frequenze spaziali

Un documento appena desecretato della National Security Agency e reso noto dal sito Governmentattic racconta brevemente (con alcuni dettagli ancora oggi coperti dagli omissis) la ventennale caccia alle frequenze radio utilizzate dalle sonde spaziali sovietiche per mandare a terra immagini planetarie di venere e marte. Una caccia partita nei primi anni Sessanta e durata fino al 1983, quando il controspionaggio americano reclutò una squadra di tecnici del progetto SETI, quello per la ricerca di segnali radio intelligenti extraterrestri, che avevano messo a punto un furgoncino attrezzato per il monitoraggio. Nell'ottobre del 1983 le sonde Venera giunsero in orbita intorno a Venere per effettuare una mappatura radar della sua superficie e finalmente gli americani riuscirono a determinare la frequenza giusta, che si sapeva essere situata nei dintorni dei 6 GHz, in uno spettro comunque molto ampio da esplorare con i mezzi di allora. Nel documento, che dovrebbe risalire alla metà degli anni 80, si ammette candidamente che ormai quel dato non serviva a granché: restava solo la soddisfazione delle persone coinvolte nell'inutile missione di ascolto dello spazio profondo.

NASA, NASA - Stardust, over and out

C'è qualcosa di profondamente romantico nell'ultima missione compiuta il 24 marzo dalla sonda Stardust. Un finale malinconico, che ricorda lo spegnimento di HAL9000 in Odissea nello spazio. Il cacciatore di comete lanciato dalla NASA nel 1999 era andato incontro alla Wild 2 nel 2004, aveva raccolto dei campioni di materiale in prossimità del nucleo cometario e li aveva custoditi in una capsula che era poi stata paracadutata a terra. In seguito dentro quei campioni gli scienziati hanno individuato l'amminoacido glicina. Richiamato in servizio una seconda volta nel 2007, Stardust è stato dirottato per uno spettacolare rendez vous con la cometa Tempel 1, avvenuto lo scorso febbraio.

La settimana scorsa, ancora carica di gloria, la sonda è stata "sacrificata" in un ultimo esperimento che ha bruciato fino all'ultima briciola le sue ultime scorte di carburante solido. Arrivata quasi a fine vita la sonda Stardust era comunque destinata a proseguire una corsa infinita nello spazio profondo. I suoi manovratori hanno così deciso di misurare esattamente il volume di carburante ancora rimasto, in modo da verificare meglio i loro modelli sui consumi. Un dato importante per il controllo delle future missioni, perché con quel carburante le sonde spaziali possono cambiare rotta e mantenere i loro pannelli solari puntati verso l'astro. Con Stardust erano state formulate delle stime, alla NASA sapevano che la spinta generata dai motori sarebbe durata per un tempo compreso tra due e dieci minuti. Al mission control avevano fatto addirittura delle scommesse. Hanno vinto quelli dell'estremo inferiore di quell'intervallo, il carburante residuo di Stardust è durato per poco più di due minuti.

Fino all'ultimo le antenne di Deep Space Network, il sistema di radiomonitoraggio del Jet Propulsion Lab, hanno ascoltato i dati che Startdust inviava a terra su una frequenza di 8427,222221 MHz. Quando i motori si sono spenti, da terra sull'uplink di 7175,027006 MHz è partito il segnale di switchoff del sistema di ricetrasmissione. La radio di Stardust è stata spenta per evitare che una sua improvvisa riaccensione potesse interferire con le trasmissioni di altre sonde. Dallo Strategic Spectrum Plan 2007, straordinario documento che pianifica le frequenze usate dalle sonde spaziali NASA per una trentina d'anni, apprendo che queste stesse frequenze sono utilizzate dalla Cassini). Stardust prosegue il viaggio, ma senza l'allineamento dei pannelli presto non avrà più energia: un relitto spaziale in pieno silenzio radio, a 312 milioni di chilometri da noi. Seguendo questo link http://go.usa.gov/2ry potete osservare i dettagli delle missioni Stardust grazie ai modelli 3D di Eyes on the Solar System, spettacolare viewer messo a punto dalla NASA.

Voyager 1: il vento (solare) non soffia più

Si trova a oltre 17 miliardi di chilometri di distanza da noi ma continua a stupirci con le sue misurazioni. Voyager 1, lanciata nel 1977, sta per raggiungere lo spazio interstellare ma continua a rilevare con la strumentazione LECP (low energy charged particles) le particelle del vento solare. Solo che questo vento ha ormai raggiunto una velocità pari a zero, dopo una decelerazione iniziata tre anni fa, quando la "brezza" soffiava a circa 200 mila chilometri all'ora. La sonda è entrata da allora nella Eliopausa, il guscio più esterno del volume di influenza del nostro astro. Ora quel guscio sta per finire, ma Voyager incredibilmente trasmette ancora, come la sua compagna Voyager 2, un po' più lenta e dunque leggermente più vicina a noi. La telemetria di Voyager 1 si riceve su 8,415 GHz, nel gennaio scorso ha fatto scalpore il caso dell'astrofisico spagnolo che era riuscito a riceverla con una parabola radioastronomica da 40 metri e un setup costituito da un ricevitore SDR Perseus (la sottile linea sghemba della foto). I dati strumentali viaggiano a un rate compreso tra 10 bit al secondo e i 115,2 ma il valore efficace è di soli 3,2 kbps. Potete ascoltare la voce del Voyager sul sito Sounds of Space, di Matthias Bopp DD1US.

NASA Probe Sees Solar Wind Decline En Route To Interstellar Space

PASADENA, Calif. -- The 33-year odyssey of NASA's Voyager 1 spacecraft has reached a distant point at the edge of our solar system where there is no outward motion of solar wind.

Now hurtling toward interstellar space some 10.8 billion miles from the sun, Voyager 1 has crossed into an area where the velocity of the hot ionized gas, or plasma, emanating directly outward from the sun has slowed to zero. Scientists suspect the solar wind has been turned sideways by the pressure from the interstellar wind in the region between stars.

The event is a major milestone in Voyager 1's passage through the heliosheath, the turbulent outer shell of the sun's sphere of influence, and the spacecraft's upcoming departure from our solar system.

"The solar wind has turned the corner," said Ed Stone, Voyager project scientist based at the California Institute of Technology in Pasadena, Calif. "Voyager 1 is getting close to interstellar space."

Our sun gives off a stream of charged particles that form a bubble known as the heliosphere around our solar system. The solar wind travels at supersonic speed until it crosses a shockwave called the termination shock. At this point, the solar wind dramatically slows down and heats up in the heliosheath.

Launched on Sept. 5, 1977, Voyager 1 crossed the termination shock in December 2004 into the heliosheath. Scientists have used data from Voyager 1's Low-Energy Charged Particle Instrument to deduce the solar wind's velocity.

When the speed of the charged particles hitting the outward face of Voyager 1 matched the spacecraft's speed, researchers knew that the net outward speed of the solar wind was zero. This occurred in June, when Voyager 1 was about 10.6 billion miles from the sun.

Because the velocities can fluctuate, scientists watched four more monthly readings before they were convinced the solar wind's outward speed actually had slowed to zero. Analysis of the data shows the velocity of the solar wind has steadily slowed at a rate of about 45,000 mph each year since August 2007, when the solar wind was speeding outward at about 130,000 mph. The outward speed has remained at zero since June.

The results were presented at the American Geophysical Union meeting in San Francisco. "When I realized that we were getting solid zeroes, I was amazed," said Rob Decker, a Voyager Low-Energy Charged Particle Instrument co-investigator and senior staff scientist at the Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Md. "Here was Voyager, a spacecraft that has been a workhorse for 33 years, showing us something completely new again."

Scientists believe Voyager 1 has not crossed the heliosheath into interstellar space. Crossing into interstellar space would mean a sudden drop in the density of hot particles and an increase in the density of cold particles. Scientists are putting the data into their models of the heliosphere's structure and should be able to better estimate when Voyager 1 will reach interstellar space. Researchers currently estimate

Voyager 1 will cross that frontier in about four years.

"In science, there is nothing like a reality check to shake things up, and Voyager 1 provided that with hard facts," said Tom Krimigis, principal investigator on the Low-Energy Charged Particle Instrument, who is based at the Applied Physics Laboratory and the Academy of Athens, Greece. "Once again, we face the predicament of redoing our models."

A sister spacecraft, Voyager 2, was launched in Aug. 20, 1977 and has reached a position 8.8 billion miles from the sun. Both spacecraft have been traveling along different trajectories and at different speeds. Voyager 1 is traveling faster, at a speed of about 38,000 mph, compared to Voyager 2's velocity of 35,000 mph. In the next few years, scientists expect Voyager 2 to encounter the same kind of phenomenon as Voyager 1.

EPOXI sfiora Hartley a 23 milioni di km dalla terra

Mancano meno di due giorni all'incontro ravvicinato che avrà luogo il 4 novembre tra la sonda spaziale Deep Impact e la cometa Hartley2, il culmine della missione NASA ribattezza EPOXI. Deep Space era partita nel 2005 per una missione difficilissima: sparare una sonda-proiettile sulla massa della cometa Tempel e studiare gli effetti dell'impatto. Visto il successo di quel primo fantastico obiettivo, la NASA ha dirottato la sua missione verso altri bersagli.

Dopo un primo tentativo nel 2007 con una cometa, Boethin, che si rivelò troppo debole per poter calcolare una traiettoria è stata scelta la cometa Hartley, che avrebbe però richiesto un paio d'anni di viaggio in più. L'itinerario, nel corso del quale la sonda ha condotto una serie di osservazioni dei pianeti esterni, è giunto alla sua conclusione e Deep Impact andrà incontro ad Hartley sfiorandola a soli 700 km di distanza.

Saranno le 13.50 UTC del 4 novembre, quando Deep Space sarà a 23 milioni di chilometri dalla terra. Lo si potrà seguire in diretta su NASA TV e sul canale UStream del Jet Propulsion Lab.

In quel momento l'antenna ad alto guadagno della sonda non sarà rivolta verso la rete di tre antenne del Deep Space Network dislocato tra California, Spagna e Australia, Deep Impact dovrà fare da sola. Questa antenna trasmette su una frequenza di circa 8,4 GHz (X band) e per quanto possa sembrare incredibile è stata ricevuta in questi anni anche dai radioamatori. Originariamente Deep Impact era dotata anche di una antenna per la S-Band intorno ai 2 GHz, utilizzata per le comunicazioni tra la sonda e Impactor, il "proiettile" scagliato verso Tempel. Oggi questo link non è più necessario: Deep si limiterà a osservare Hartley con i suoi strumenti. I canali di comunicazione X-band da e verso terra hanno funzionato a velocità comprese tra i 2 e i 200 kbps. Tutte le comunicazioni tra DSN e Deep Impact sono descritte in questo volume del Deep Space Communications and Navigation Systems Center of Excellence del JPL.

Nel corso della missione sono stati condotti altri esperimenti interessanti, uno di trasmissione in uplink con array di antenne (per ottenere un rendimento superiore a parita di potenze complessive impegnate, documento uno e due) e un altro, molto avanzato, che prevede opportune tecniche e algoritmi di correzione per un tipo di comunicazione "delay/disruption tolerant" cioè in grado di funzionare anche con le lunghe latenze che si riscontrano quando i nodi di una rete di telecomunicazione si trovano a qualche decina di milione di chilometri di distanza. Potete seguire tutte le tappe della missione seguendo questo link. Il sito divulgativo Space Place realizzato dalla NASA propone ai più piccoli (ma scommetto che si divertiranno anche i grandi) un videogame che aiuta a spiegare i fondamentali della comunicazione spaziale. Il concorrente deve orientare le sue antenne paraboliche per scambiare con le sonde spaziali una certa quantità di dati nel corso di successivi passaggi di temporanea visibilità delle sonde stesse.

Missione THEMIS, ecco come funziona lo "spaziomoto"

I satelliti della missione THEMIS aiutano gli scienziati a spiegare i meccanismi di un nuovo tipo di evento "magneto-sismico" all'interfaccia tra plasma solare e campo magnetico terrestre. L'analogia con i terremoti induce i geofisici a parlare di spaziomoto, con onde di shock che si propagano dalla coda della magnetosfera rimbalzano tra linee di campo, come una palla o la crosta terrestre in caso di terremoti. Il fenomeno secondo gli scienziati potrebbe scatenare aurore boreali e tempeste di ionizzazione che a loro volta andrebbero a interferire con le comunicazioni e sistemi GPS.

Spacequakes Rumble Near Earth

Rumbles without sound

Auroras rain down

Magnetic fields shake

Beware the spacequake

July 27, 2010: Researchers using NASA's fleet of five THEMIS spacecraft have discovered a form of space weather that packs the punch of an earthquake and plays a key role in sparking bright Northern Lights. They call it "the spacequake."

A spacequake in action. Click to launch a computer-simulated movie created by Walt Feimer of Goddard's Scientific Visualization Lab.

A spacequake is a temblor in Earth's magnetic field. It is felt most strongly in Earth orbit, but is not exclusive to space. The effects can reach all the way down to the surface of Earth itself.

"Magnetic reverberations have been detected at ground stations all around the globe, much like seismic detectors measure a large earthquake," says THEMIS principal investigator Vassilis Angelopoulos of UCLA.

It's an apt analogy because "the total energy in a spacequake can rival that of a magnitude 5 or 6 earthquake," according to Evgeny Panov of the Space Research Institute in Austria. Panov is first author of a paper reporting the results in the April 2010 issue of Geophysical Research Letters (GRL).

In 2007, THEMIS discovered the precursors of spacequakes. The action begins in Earth's magnetic tail, which is stretched out like a windsock by the million mph solar wind. Sometimes the tail can become so stretched and tension-filled, it snaps back like an over-torqued rubber band. Solar wind plasma trapped in the tail hurtles toward Earth. On more than one occasion, the five THEMIS spacecraft were in the line of fire when these "plasma jets" swept by. Clearly, the jets were going to hit Earth. But what would happen then? The fleet moved closer to the planet to find out.

"Now we know," says THEMIS project scientist David Sibeck of the Goddard Space Flight Center. "Plasma jets trigger spacequakes."

According to THEMIS, the jets crash into the geomagnetic field some 30,000 km above Earth's equator. The impact sets off a rebounding process, in which the incoming plasma actually bounces up and down on the reverberating magnetic field. Researchers call it "repetitive flow rebuffing." It's akin to a tennis ball bouncing up and down on a carpeted floor. The first bounce is a big one, followed by bounces of decreasing amplitude as energy is dissipated in the carpet.

"We've long suspected that something like this was happening," says Sibeck. "By observing the process in situ, however, THEMIS has discovered something new and surprising."

The surprise is plasma vortices, huge whirls of magnetized gas as wide as Earth itself, spinning on the verge of the quaking magnetic field. "When plasma jets hit the inner magnetosphere, vortices with opposite sense of rotation appear and reappear on either side of the plasma jet," explains Rumi Nakamura of the Space Research Institute in Austria, a co-author of the study. "We believe the vortices can generate substantial electrical currents in the near-Earth environment."

Acting together, vortices and spacequakes could have a noticeable effect on Earth. The tails of vortices may funnel particles into Earth's atmosphere, sparking auroras and making waves of ionization that disturb radio communications and GPS. By tugging on surface magnetic fields, spacequakes generate currents in the very ground we walk on. Ground current surges can have profound consequences, in extreme cases bringing down power grids over a wide area.

After THEMIS discovered the jets and quakes, Joachim Birn of the Los Alamos National Lab in New Mexico conducted a computer simulation of the rebounding process. Lo and behold, vortices appeared in good accord with THEMIS measurements. Moreover, the simulations suggest that the rebounding process can be seen from Earth's surface in the form of ripples and whirls in auroral displays. Ground stations report just such a phenomenon.

"It's a complicated process, but it all fits together," says Sibeck.

The work isn't finished. "We still have a lot to learn," he adds. "How big can spacequakes become? How many vortices can swirl around Earth at once--and how do they interact with one another?"

Stay tuned for answers from THEMIS.

Vortices swirl

plasma a'twirl

Richter predicts

a magnitude six

SDO, il sole fa spettacolo in HD

Gli scienziati della NASA osservano con stupore immagini e filmati ad alta risoluzione che il Solar Dynamics Observatory ci restituiscono del nostro sole, spiegando misteri finori irrisolti come la "pioggia coronale", la ricaduta di materiale plasmatico dopo le eruzioni nell'atmosfera solare.

SDO Observes Massive Eruption, Scorching Rain

April 27, 2010: Just last week, scientists working with NASA's new Solar Dynamics

Observatory (SDO) released the most astonishing movies of the sun anyone had ever seen. Now, they're doing it again.

"SDO has just observed a massive eruption on the sun—one of the biggest in years," says Lika Guhathakurta of NASA headquarters in Washington DC. "The footage is not only dramatic, but also could solve a longstanding mystery of solar physics."

Karel Schrijver of Lockheed Martin's Solar and Astrophysics Lab is leading the analysis. "We can see a billion tons of magnetized plasma blasting into space while debris from the explosion falls back onto the sun surface. These may be our best data yet."

Astronomers have seen eruptions like this before, but rarely so large and never in such fluid detail. As science team member Alan Title of Lockheed Martin pointed out at last week's press conference, "no other telescope comes close to the combined spatial, temporal and spectral resolution of SDO."

Schrijver says his favorite part of the movie is the coronal rain. "Blobs of plasma are falling back to the surface of the sun, making bright splashes where they hit," he explains. "This is a phenomenon I've been studying for years."

Coronal rain has long been a mystery. It's not surprising that plasma should fall back to the sun. After all, the sun's gravity is powerful. The puzzle of coronal rain is how slowly it seems to fall. "The sun's gravity should be pulling the material down much faster than it actually moves. What's slowing the descent?" he wonders.

For the first time, SDO provides an answer. "The rain appears to be buoyed by a 'cushion' of hot gas," says Schrijver. "Previous observatories couldn't see it, but it is there."

One of SDO's game-changing capabilities is temperature sensing. Using an array of ultraviolet telescopes called the Atmospheric Imaging Assembly (AIA), the observatory can remotely measure the temperature of gas in the sun's atmosphere. Coronal rain turns out to be relatively cool—"only" 60,000 K. When the rains falls, it is supported, in part, by an underlying cushion of much hotter material, between 1,000,000 and 2,200,000 K. "You can see the hot gas in the color-coded temperature movie," says Schrijver. "Cool material is red, hotter material is blue-green. The hot gas effectively slows the descent of the coronal rain."

Dick Fisher, the head of NASA's Heliophysics Division in Washington DC, has been working in solar physics for nearly forty years. "In all that time," he says, "I've never seen images like this."

"I wonder, what will next week bring?"

Solar Dynamics Observatory, il sole in hi-res

Pubblico da quasi cinque anni le notizie - e le immagini - relative alle ricerche nel campo della fisica solare e della sua interazione con il sistema terrestre (una interazione che abbraccia anche aspetti profondamente sociali), ma quello che comincia ad arrivare dal Solar Dynamics Observatory lanciato a febbraio dalla NASA è davvero stupefacente. Le immagini viste sono solo una frazione minima degli 1,5 terabyte di informazione giornaliera che SDO rimanda a terra. Oggi l'apertura di Repubblica.it contiene un link a una "foto navigabile" di una atmosefera solare restituita a una risoluzione mai vista, ma altre immagini e filmati raccontano episodi recenti come il brillamento del 30 marzo scorso e tanti altri. Persino l'Huffington Post ha dedicato spazio all'eruzione del 13 aprile, facendo vedere un filmato HD a dir poco spettacolare (immagini riprese in quel caso dalla missione STEREO. Nel frattempo, anche il telescopio spaziale Hubble festeggia in questi giorni il suo ventesimo compleanno.

NASA's New Eye on the Sun Delivers Stunning First Images

04.21.10

NASA's recently launched Solar Dynamics Observatory, or SDO, is returning early images that confirm an unprecedented new capability for scientists to better understand our sun’s dynamic processes. These solar activities affect everything on Earth.

Some of the images from the spacecraft show never-before-seen detail of material streaming outward and away from sunspots. Others show extreme close-ups of activity on the sun’s surface. The spacecraft also has made the first high-resolution measurements of solar flares in a broad range of extreme ultraviolet wavelengths.

"These initial images show a dynamic sun that I had never seen in more than 40 years of solar research,” said Richard Fisher, director of the Heliophysics Division at NASA Headquarters in Washington. "SDO will change our understanding of the sun and its processes, which affect our lives and society. This mission will have a huge impact on science, similar to the impact of the Hubble Space Telescope on modern astrophysics.”

Launched on Feb. 11, 2010, SDO is the most advanced spacecraft ever designed to study the sun. During its five-year mission, it will examine the sun's magnetic field and also provide a better understanding of the role the sun plays in Earth's atmospheric chemistry and climate. Since launch, engineers have been conducting testing and verification of the spacecraft’s components. Now fully operational, SDO will provide images with clarity 10 times better than high-definition television and will return more comprehensive science data faster than any other solar observing spacecraft.

SDO will determine how the sun's magnetic field is generated, structured and converted into violent solar events such as turbulent solar wind, solar flares and coronal mass ejections. These immense clouds of material, when directed toward Earth, can cause large magnetic storms in our planet’s magnetosphere and upper atmosphere.

SDO will provide critical data that will improve the ability to predict these space weather events. NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., built, operates and manages the SDO spacecraft for the agency’s Science Mission Directorate in Washington.

“I’m so proud of our brilliant work force at Goddard, which is rewriting science textbooks once again.” said Sen. Barbara Mikulski, D-Md., chairwoman of the Commerce, Justice and Science Appropriations Subcommittee that funds NASA. “This time Goddard is shedding new light on our closest star, the sun, discovering new information about powerful solar flares that affect us here on Earth by damaging communication satellites and temporarily knocking out power grids. Better data means more accurate solar storm warnings.”

Space weather has been recognized as a cause of technological problems since the invention of the telegraph in the 19th century. These events produce disturbances in electromagnetic fields on Earth that can induce extreme currents in wires, disrupting power lines and causing widespread blackouts. These solar storms can interfere with communications between ground controllers, satellites and airplane pilots flying near Earth's poles. Radio noise from the storm also can disrupt cell phone service.

SDO will send 1.5 terabytes of data back to Earth each day, which is equivalent to a daily download of half a million songs onto an MP3 player. The observatory carries three state-of the-art instruments for conducting solar research.

The Helioseismic and Magnetic Imager maps solar magnetic fields and looks beneath the sun’s opaque surface. The experiment will decipher the physics of the sun’s activity, taking pictures in several very narrow bands of visible light. Scientists will be able to make ultrasound images of the sun and study active regions in a way similar to watching sand shift in a desert dune. The instrument’s principal investigator is Phil Scherrer of Stanford University. HMI was built by a collaboration of Stanford University and the Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory in Palo Alto, Calif.

The Atmospheric Imaging Assembly is a group of four telescopes designed to photograph the sun’s surface and atmosphere. The instrument covers 10 different wavelength bands, or colors, selected to reveal key aspects of solar activity. These types of images will show details never seen before by scientists. The principal investigator is Alan Title of the Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory, which built the instrument.

The Extreme Ultraviolet Variability Experiment measures fluctuations in the sun’s radiant emissions. These emissions have a direct and powerful effect on Earth’s upper atmosphere -- heating it, puffing it up, and breaking apart atoms and molecules. Researchers don’t know how fast the sun can vary at many of these wavelengths, so they expect to make discoveries about flare events. The principal investigator is Tom Woods of the Laboratory for Atmospheric and Space Physics at the University of Colorado, Boulder. LASP built the instrument.

"These amazing images, which show our dynamic sun in a new level of detail, are only the beginning of SDO's contribution to our understanding of the sun," said SDO Project Scientist Dean Pesnell of Goddard.

SDO is the first mission of NASA's Living with a Star Program, or LWS, and the crown jewel in a fleet of NASA missions that study our sun and space environment. The goal of LWS is to develop the scientific understanding necessary to address those aspects of the connected sun-Earth system that directly affect our lives and society.

Traccia radio del Voyager I (16 mld di km) su Perseus

Ha fatto grande sensazione sulla lista di discussione a supporto degli utenti del ricevitore SDR Perseus, il racconto di Juan Daniel, uno spagnolo incaricato della manutenzione del disco di 40 metri del radiotelescopio di Yebes.
Juan Daniel riferisce di essere riuscito a collegarsi alla media frequenza dell'impianto per analizzare col Perseus le tracce (originariamente intorno agli 8,4 GHz) di due sonde spaziali, Venus Express e Voyager I. Lanciato nel settembre del 1977, poco dopo il suo gemello Voyager II, il Voyager I oggi si trova a una distanza di 16 miliardi di chilometri dal sole, circa tre volte e mezzo la distanza di Plutone. Una distanza che rappresenta un record assoluto ottenuto nella storia dei ricevitori HF commerciali. E con un trasmettitore di soli 18 Watt.
Dopo le straordinarie immagini dei pianeti esterni, la missione Voyager ha attraversato i confini del nostro sistema solare e si dirige verso il cosiddetto spazio interstellare, dove neanche due mesi fa ha fatto un'altra importante scoperta. Quella del campo magnetico che tiene insieme una nuvola di gas ad alta temperatura di 35 anni luce di diametro, il "fluff" interstellare, che in base alle osservazioni non avrebbe mai dovuto essere dove si trova a causa della pressione esercitata dai resti di una supernova esplosa dieci miliardi di anni fa più o meno in quel punto. Gli scienziati si chiedevano perché la presenza di quei materiali non avessero disperso il fluff interstellare e la risposta è arrivata dalle misurazioni a bordo del Voyager: un campo di pochi microgauss che magnetizza questa nuvola.
Juan Daniel ha messo a disposizione della comunità degli utenti Perseus una scheda tecnica, alcune immagini dello spettro radio intorno alle tracce di Venus Express e Voyager e la registrazione della banda audio e della banda base per ulteriori elaborazioni. Nell'immagine che vedete la frequenza originale su cui trasmette il beacon, il radiofaro del Voyager, è stata drasticamente spostata verso il basso all'uscita dell'impianto di Yebes. La riga chiara inclinata è il segnale ricevuto dalla sonda, con il suo shift Doppler.
[Le telecomunicazioni della missione Voyager interstellare sono illustrate in questa bellissima pubblicazione del 2002 del JPL. Davvero imperdibile.]

Venus Express and Voyager I experiment Technical details

Ground Station:
Antenna: Yebes 40 m dish, Nasmyth focus
Aperture efficiency @ 8.4 GHz: 60%
Beamwidth @ 8.4 GHz: 210 arc sec.
Cryogenic Preamplifier Noise Temperature: 4 K
Total Receiver Noise Temperature: 9 K (with polarizer + horn)
Total System Noise Temperature: 45 K (in the sky)
Frequency Reference: Hydrogen maser
Backend: VLBI BBC ( 8 MHz BW) + Perseus SN 01690 communications receiver

Voyager I (12:55 UTC 25 Jan 2010)
Polarization: LCP
Power: 18 W S/C
Antenna: 3.74 m
Distance (JPL ephemeris): 1.688·10 alla 10 Km (3.5 x distance to Pluto!)
Radial velocity (JPL ephemeris): -1.804 Km/sec = -6495 Km/hr
Doppler shift (calculated): -50.678 KHz
Signal to Noise (measured in 2 Hz BW): 10 dB
Frequency (measured): 8420.479431 (add 8416.99 MHz to displayed value)
Frequency rate (measured): -17 Hz/min

Venus Express (11:10 UTC 25 Jan 2010)
Polarization: RCP
Power: 65 W S/C
Antenna: 1.3 m
Distance (JPL ephemeris): 2.556·108 Km
Radial velocity (JPL ephemeris): -1.312 Km/sec = -4726 Km/hr
Doppler shift (calculated): -36.864 KHz
Signal to Noise (measured in 2 Hz BW): 40 dB
Frequency (measured): 8419.129932 (add 8415.99 MHz to displayed value)
Frequency rate (measured): 76 Hz/min

L'incredibile duplice aurora di saturno

Proprio come succede qui sulla terra, anche sul pianeta saturno le particelle solari interagiscono con il campo magnetico generando lo spettacolare fenomeno delle aurore alle latitudini polari. Il telescopio spaziale Hubble, approfittando della rara occasione dell'equinozio saturniano (un fenomeno che si verifica solo una volta ogni quindici anni) ha catturato le spettacolari immagini di una duplice aurora. I filmati conservati sul sito dello Space Telescope sono davvero incredibili.
Accludo qui l'eccellente articolo esplicativo appena pubblicato dall'ESA. La leggera asimmetria che caratterizza i due anelli aurorali che potete vedere intorno ai poli del pianeta denunciano le differenze di forma del suo campo magnetico.

Saturn's aurorae offer stunning double show

11 Feb 2010
Researchers using the NASA/ESA Hubble Space Telescope recently took advantage of a rare opportunity to record Saturn when its rings are edge-on, resulting in a unique movie featuring both of the giant planet's poles. Saturn is only in this position every 15 years and this favourable orientation has allowed a sustained study of Saturn's almost symmetric northern and southern lights.
An enormous and grand ringed planet, Saturn is certainly one of the most intriguing bodies orbiting the Sun. Hubble has now taken a fresh look at the fluttering aurorae that light up both of Saturn's poles.
It takes Saturn almost thirty years to orbit the Sun, with the opportunity to image both of its poles occurring only twice in that period. Hubble has been snapping pictures of the planet at different angles since the beginning of the mission in 1990, but 2009 brought a unique chance for Hubble to image Saturn with the rings edge-on and both poles in view. At the same time Saturn was approaching its equinox so both poles were equally illuminated by the Sun's rays.
These recent observations go well beyond just a still image and have allowed researchers to monitor the behaviour of both Saturn's poles in the same shot over a sustained period of time. The movie they created from the data, collected over several days during January and March 2009, has aided astronomers studying both Saturn's northern and southern aurorae. Given the rarity of such an event, this new footage will likely be the last and best equinox movie that Hubble captures of our planetary neighbour.
Despite its remoteness, the Sun's influence is still felt by Saturn. The Sun constantly emits particles that reach all the planets of the Solar System as the solar wind. When this electrically charged stream gets close to a planet with a magnetic field, like Saturn or the Earth, the field traps the particles, bouncing them back and forth between its two poles. A natural consequence of the shape of the planet's magnetic field, a series of invisible "traffic lanes" exist between the two poles along which the electrically charged particles are confined as they oscillate between the poles. The magnetic field is stronger at the poles and the particles tend to concentrate there, where they interact with atoms in the upper layers of the atmosphere, creating aurorae, the familiar glow that the inhabitants of the Earth's polar regions know as the northern and southern lights.
At first glance the light show of Saturn's aurorae appears symmetric at the two poles. However, analysing the new data in greater detail, astronomers have discovered some subtle differences between the northern and southern aurorae, which reveal important information about Saturn's magnetic field. The northern auroral oval is slightly smaller and more intense than the southern one, implying that Saturn's magnetic field is not equally distributed across the planet; it is slightly uneven and stronger in the north than the south. As a result, the electrically charged particles in the north are accelerated to higher energies as they are fired toward the atmosphere than those in the south. This confirms a previous result obtained by the space probe Cassini, in orbit around the ringed planet since 2004.

Un sole a bassa energia potrebbe essere normale

Ho scoperto grazie a una delle tante mailing list che frequento un'altra interessante fonte di informazione sull'attività solare e sulle teorie legate ai suoi meccanismi più attivi, dai brillamenti (flares) alle eiezioni di massa coronale. Si tratta del wiki curato dal team di ricercatori di RHESSI la missione satellitare lanciata nel 2002 per studiare spettroscopicamente i fenomeni solari ad alta energia.
Leif Svalgaard e Hugh Hudson si chiedono se non sia il caso, per chi studia questi fenomeni, di cominciare a preoccuparsi visto che il prolungato minimo solare ha drasticamente ridotto il numero di brillamenti da un sole caratterizzato da lunghi periodi senza macchie. Non solo, anche il flusso alla lunghezza d'onda di 10,7 centimetri appare in costante calo, segno di un abbassamento di quella che potremmo definire attività corrente del sole. La conclusione, dicono i ricercatori, è che no, non è ancora il caso di spaventarsi, perché abbiamo ampia evidenza storica di un sole ancora meno attivo di così. Semmai sono stati gli ultimi cicli, quelli immediatamente precedenti il numero 24 a essere stati particolarmente agitati. La transizione tra l'ultimi ciclo e l'attuale appena iniziato ricorderebbe condizioni riscontrate poco più di un secolo fa, nel passaggio dal ciclo 13 al 14. Naturalmente i dati raccolti allora erano diversi e non prevedevano misurazioni del flusso a 10,7 centimetri.
L'indirizzo del wiki è questo (per leggere gli articoli cliccare su "nuggets"). La pagina del RHESSI dell'Università di California a Berkeley si aggiunge a quella del Goddard Space Center della NASA dove si trovano molti dati raccolti dalla sonda.

Cycle 24 - don't panic yet!
From RHESSI Wiki

Published: 13 April 2009
Leif Svalgaard and Hugh Hudson

We're in an extended period of minimal solar activity (see Nugget 91 for a previous look at this issue). Without flares, RHESSI is missing its most important observational work, and there has not been even a C-class flare yet this year. Will sunspots and flares ever return? How unusual is this behavior? In this Nugget we conclude that it is too soon to panic, but that certainly we're seeing an interesting diminished level of activity -a level most of us have not seen before.
The 10-cm radio flux from the Sun, with its daily index F10.7, is one of the basic standard tools for gauging the level of solar activity. This index has been generated in an unbroken string since 1947. It is derived from careful radio flux measurements made in Canada and pioneered by the early radio astronomer A.E. Covington.
The figure on the left might give cause for alarm if one is interested in observations of solar flares. It shows (red line) the variation of F10.7 monthly means for the two years prior to the present time. The black line shows the mean of the four previous cycles, registered by summed epoch analysis on simple Gaussian fits to their preceding maxima as references. The four time series from prior maxima from are averaged, using the Gaussian peak time as a reference, month by month; the range bars show the standard deviations of these means for each month. This procedure does not allow for the possibility of different cycle durations, something that seems fairly obvious from the sunspot record, but it is hard to be quantitative about this. Our approach here is to use the most direct approach to analysis of the most objective of the indices, and Figure 1 is the result. If one interprets the range bars as true error bars, and did not know (or believe) that cycles could have different lengths, this figure would provide compelling evidence that Cycle 24 is special, and that it might be time for fans of solar flares to "panic." Our discussion below, however, shows that this would be premature.
A closer look (Figure 2 below) shows the daily values of three indices: F10.7, the total solar irradiance TSI, and the classical sunspot number. There is a clear apperance of an up-turn in the least "noisy" of these indices, F10.7, although there are other small variations that we do not understand well. But probably F10.7 is giving us an early warning about the sudden increase of Cycle 24 spots. These should appear within the next few weeks or months, though, so please check the daily updates of the indices on our Web page.
In Figure 3 we do a comparison of the contributions of old- and new-cycle activity to the minimum periods between Cycles 21/22, 22/23, and 23/24 (the present one). These are counts of 'region days' per month (normalized to 30 days), defined as the number of days when an active region (one with a NOAA number) was visible within 70 degrees of central meridian, and then summed for every region. Different cycles (as determined from the magnetic polarity of the spots) are coded with a different color. Yearly smoothed counts are shown as the 'smoother' curves. The detailed bottom three panels show blown-up views of the transitions between cycles. Note that the 23/24 transition is indeed diffferent, and that Cycle 24 has just barely begun (see also the weak increase in F10.7 visible in Figure 2).
Although this transition may look unusual to us, for the Sun it may just be business as usual. The current transition looks very much like the one between cycles 13 and 14, 107 years ago. Not only were the sunspot numbers (or 'region counts') very similar, but the heliospheric magnetic field back then behaved very similarly to what we observe today, as seen in Figure 4.
In summary it is probably too soon to panic. In the modern era (Figure 1) there is no precedent for such a protracted activity minimum, but there are historical records from a century ago of a similar pattern. We do expect activity to pick up fairly suddenly soon. In the meanwhile this is a good opportunity to use the excellent new data available from many satellites and ground-based observatories without interference from new flux emergence. We can hope to learn a great deal about how low-level activity works in the network and in the polar caps.

I retroscena della collisione spaziale

Tra i primi a dare la notizia della collisione spaziale tra il satellite numero 33 (lanciato nel 1997) della costellazione Iridium e un non meglio precisato satellite non-operativo russo (lanciato nel 1993) - avvenuta nella cosiddetta junk orbit, l'orbita spazzatura, a circa 800 km di quota - c'era il 60-seconds Science Blog di Scientific American (grazie a Renato per la segnalazione). Iridium ha una storia molto travagliata, dal primo progetto covato in casa Motorola, al lancio del servizio nel 1998, dalla chiusura per fallimento nel 1999, alla ripresa nel 2001, da parte di un gruppo di investitori privati che sostengono di avere poco meno di 300 mila abbonati. Iridium continua a offrire servizi di telefonia in voce e dati, secondo Wikipedia è vitale per le comunicazioni con le basi scientifiche antartiche.
Per ulteriori approfondimenti sul problema delle collisioni orbitali e dei detriti spaziali potete consultare le newsletter del NASA Orbital Debris Program Office. Non ho capito bene perché, forse per i contatti con la Russia, più probabilmente per la forte attenzione nei confronti del programma spaziale di Pechino, ma l'agenzia cinese Xinhua offre un coverage dettagliatissimo sulla vicenda, raccogliendo dichiarazioni di molte fonti interessanti. Tutti i lanci sono raccolti in questa pagina, che vi suggerisco di consultare subito. Fonti americane, russe e delle Nazioni Unite (attraverso il United Nations Office for Outer Space Affairs) hanno invocato misure e regolamentazioni destinate a evitare in futuro questi incidenti, che oltre a recare danno a infrastrutture spaziali operative possono liberare in orbita pericolosi detriti radioattivi provenienti dai satelliti ad alimentazione nucleare. Lo statement ufficiale di Iridium lo trovate qui. Il 22 febbraio dovrebbe partire una nuova missione Shuttle ma non si prevedono rischi legati a questo inatteso incidente.

Feb 11, 2009 06:15 PM
Space crash: Commercial and Russian satellites collide in orbit
By John Matson in 60-Second Science Blog

A commercial satellite collided with a Russian satellite over Siberia yesterday, yielding a cloud of fragments, according to a NASA scientist tracking space debris. The collision between the commercial satellite, belonging to the American communications firm Iridium, and the Russian satellite, believed to be defunct based on its advanced age, was the first of its kind, says Nicholas Johnson, chief scientist at the NASA Orbital Debris Program at Johnson Space Center in Houston. (A spokesperson for Iridium said a statement on the incident would be released shortly.)
"In the past almost 20 years, there have been three other accidental collisions between objects in orbit, but they've all been very minor," Johnson says. "The most debris ever produced in an event was like four debris, and this is two intact spacecraft colliding, and we have hundreds of debris out there. We don't know exactly how many yet."
According to Johnson, the military sky-watchers who track satellites in orbit picked up the collision 490 miles (790 kilometers) above Earth Tuesday. "One of the things that they discovered yesterday afternoon ... was all of a sudden, where two satellites used to be, there were two clouds of debris," he says. The actual crash appears to have occurred just minutes before noon, Eastern Standard Time.
Johnson says NASA has already determined that the debris cloud poses "no significant new risk to the International Space Station." The next space shuttle mission, which may launch as early as February 22, should be in the clear as well, according to the space agency.
Such a collision between two intact spacecraft may be unprecedented, but it is not completely unexpected. "There are no rules of the road in space," Johnson says. "Anybody can fly anywhere they want." Even concerted efforts to track and guide spacecraft in orbit are subject to some uncertainty in trajectory estimates. At seven miles (11 kilometers) per second, Johnson says, "a little error means a lot."