Sei anni di PAMELA nello spazio

Oggi PAMELA festeggia sei anni di vita:  il 15 giugno 2006 è infatti stata lanciata dal cosmodromo di Baikonur (Kazakistan), dalla  stessa rampa usata per il satellite  Sputnik e per il volo   di Yuri Gagarin.

PAMELA è uno spettrometro magnetico rivolto allo studio di raggi cosmici ed alla ricerca di antimateria nello spazio. 

PAMELA sulla rampa di lancio,  14/6/2012

Lo strumento, del peso complessivo di 470 kg ed alto circa 1.3 m,   è   composto da una serie di  rivelatori rivolti allo studio di elettroni, positroni, protoni nei raggi cosmici in un ampio intervallo energetico, misurando  la componente di antimateria  ad un'energia e  con una precisione   sino ad ora mai raggiunte.   In sei anni le misure di PAMELA hanno rivoluzionato le conoscenze sui raggi cosmici nella nostra galassia, scoprendo una nuova componente di positroni, di protoni ed elio ed una fascia di antimateria intorno al nostro pianeta. 

La Soyuz pochi secondi prima del lancio (giugno 2006)

Lancio (foto F. Cafagna)

Alcuni   raggi cosmici osservati con PAMELA. Sinistra:  Elettrone di 0.171 GV. La particella entra dall’alto della figura colpendo due barre dello scintillatore posto in cima (S1) e sopra il magnete (S2). La sua traiettoria -  curvata dalla presenza del campo magnetico -  è rivelata delle microstrip al silicio del tracker. La particella interagisce successivamente con lo scintillatore di fondo (S3) prima di essere assorbita dal calorimetro tracciante al silicio tungsteno. Centro:  Positrone di 0.169 GV. Le interazioni con l’apparato sono simili a quelle dell’evento precedente ma la curvatura è nel verso opposto. Destra: un protone di 36 GV. La sua alta energia fa sì che la curvatura nel magnete sia molto ridotta. E’ visibile lo sciame adronico prodotto dall’interazione con il calorimetro, la carica rilasciata nello scintillatore di coda (S4) ed i neutroni prodotti nello sciame e rivelati nel rivelatore di neutroni.




Qui abbiamo festeggiato i 2000 giorni e qui i cinque anni. Con la nuova candelina rinnoviamo tanti auguri di lunga vita: i prossimi anni saranno fondamentali per lo studio dell'attuale ciclo solare....

La strada delle stelle è aperta: 3) Il cosmodromo di Baikonur

La strada per le stelle aperta da Korolev partiva dal segretissimo cosmodromo spaziale di Baikonur, in Kazakistan. Assieme a quello di  Plesetsk assicurano ancor oggi la maggior parte dei lanci   della Russia. Plesetsk  è rivolto principalmente ai lanci polari per la sua elevata latitudine (62° N, vicino alla città di Arkangelsk), mentre Baikonur, sito a 51° nelle steppe del Kazakhistan, è più vicino all’equatore ed è utilizzato per porre satelliti in orbita geostazionaria e per i voli con equipaggio umano. 

La Soyuz con a bordo il satellite
 Resurs e l'esperimento PAMELA
 verso la rampa di lancio (fda)

La città di Baikonur vista dall'aereo (fda)

Baikonur è oggi un enclave russo grazie ad accordi speciali con il governo Kazako. La “vera” città di Baikonur si trova in realtà a circa 200 chilometri di distanza, mentre il villaggio sulle rive del fiume Syr Darya era chiamato Tyuratam e poi Leninsk. La designazione Baikonur fu data ai tempi della guerra fredda per confondere gli aerei spia.

Le abitazioni di Korolev e Gagarin, in prossimità
della rampa di lancio da cui partirono il
primo satellite ed il primo uomo per lo spazio.

Gli edifici di assemblaggio delle Soyuz (blu, sx)
e le vecchie rampe di lancio lunare (sx)

Il modello meccanico dello shuttle russo Buran,
ora al museo di Baikonur

La base occupa un’area grande quanto il Lazio, in cui sono presenti decine di rampe di lancio, due aeroporti, ed installazioni di ogni genere. Alla città vera e propria si aggiungono altri distretti abbandonati dopo il crollo dell’URSS e la chiusura di alcuni programmi spaziali come quello dello shuttle russo Buran. La città vera e propria è a circa 40 minuti di treno o autobus dalla zona di integrazione e lancio dei razzi. Ben presto Korolev, stufo di fare su e giù ogni giorno, si trasferì in uno spartano edificio vicino alla rampa di lancio. Nella casa gemella Gagarin dormì la notte prima del suo storico volo.

Il fiume Syr Darya

Le strade della città

Il mercato

La chiesa di S. Giorgio
il vittorioso (fda)

Padre Sergei (fda)

 Parte 3/fine 

(Parte 1)

(Parte 2)

Questo post fa parte del Carnevale della Fisica, edizione di Aprile, ospitato dal blog di Leonardo Petrillo 

L'incidente al cargo Progress e le ripercussioni sulla Stazione Spaziale Internazionale.

Il 24 agosto scorso il cargo russo Progress-44 si è schiantato al suolo a causa di un malfunzionamento del razzo Soyuz-U,

La capsula Progress, lanciata dal cosmodromo spaziale di Baikonur,  è in grado di portare più di due tonnellate di rifornimenti sulla ISS: questo è il primo fallimento in più di trent'anni di glorioso servizio in cui questo muletto dello spazio ha portato rifornimenti a stazioni orbitanti dalla Salyut alla Mir sino alla attuale Stazione Spaziale Internazionale (ISS) .

Sembrerebbe che la causa dell'incidente sia da attribuirsi ad un problema ai motori del terzo stadio del razzo Soyuz-U. 

La Progress 20-P mentre viene issata sulla rampa di lancio (19-12-2005, foto mc)

Il problema è che   il razzo Soyuz è lo stesso utilizzato per portare astronauti nello spazio. Vi sono minime differenze nella famiglia dei lanciatori a seconda che il carico sia di persone, cargo o satelliti, ma la struttura di base è la stessa. Anche la capsula Soyuz (che porta lo stesso nome del vettore) è molto simile alla Progress in forma e dimensioni anche se accoglie tre astronauti nel suo interno. 

Con il ritiro dello Shuttle dopo l'ultimo volo di luglio, la Soyuz è l'unico mezzo in grado di avvicendare l'equipaggio a bordo della ISS. A parte le Shenzou cinesi al momento  non vi è altro modo di mandare l'uomo nello spazio. 

La Soyuz TMA-6 con a bordo l'astronauta italiano Roberto Vittori (Missione Eneide, 14 giugno 2005, foto mc). Notate la torre di espulsione d'emergenza in cima al razzo (assente nel caso della Progress). In caso di problemi al lanciatore, la torretta, un piccolo ma potente vettore si attiva e porta gli astronauti lontano dalla rampa di lancio.  Il suo uso si è reso necessario  una volta negli anni '80.   

La situazione è lungi dall'esser critica, gli astronauti hanno abbondanza di provviste e - nel peggiore dei casi - possono rientrare in qualunque momento con la Soyuz sempre attraccata alla stazione. 

Anche per il cargo vi sono varie ma costose alternative: l'ATV europeo e l'HTV giapponese (quest'ultimo è l'unico in grado di portare equipaggiamento al di fuori della ISS, gli altri operano solo nella zona pressurizzata). 

Per quanto si possa auspicare che questa crisi rientri in breve, è evidente come l'esplorazione umana nello spazio sia sempre più appesa ad un filo.

ps  mi dice Luca di Fino  che nella Progress c'era anche il nostro materiale per proseguire il nostro l'esperimento Altea. Vediamo come va a finire....

Due Lanci da Baikonur

Due video  di lanci cui ho avuto la fortuna di assistere dal cosmodromo spaziale di Baikonur, in Kazakistan.

Il primo, notturno è del cargo Progress,(Progress 20P, 21 dicembre 2005, ore 22:58 ora di Mosca).

La capsula era diretta verso la Stazione Spaziale Internazionale  con varie tonnellate di cargo e cibo. Tra le altre cose erano contenuti i dosimetri, le carte di memoria ed il materiale di schermatura dalla radiazione per l'esperimento ALTCRISS, precursore di ALTEA. 

Il secondo video è quello di Pamela, lo spettrometro magnetico lanciato cinque anni or sono dalla stessa rampa di lancio della Progress.

Alla fine di entrambi i video, con un po' di attenzione, si vede lo sgancio dei 4 razzi laterali (a circa 120 secondi dal lancio).
L'audio putroppo non rende l'idea del rombo potente e di bassa frequenza del momento del lancio.

5 anni di Pamela in orbita

Oggi  ricorrono i primi cinque anni di PAMELA in orbita.

Il lancio è avvenuto  il 15 giugno 2006 dal cosmodromo di Bajkonur (Kazakistan), dalla  stessa rampa usata per il satellite  Sputnik e per il volo   di Yuri Gagarin.

PAMELA sulla rampa di lancio, la stessa da cui furono lanciati lo Sputnik e Yuri Gagarin, cosmodromo spaziale di Baikonur, Kazakistan (foto M.C.).

Lo strumento, del peso complessivo di 470 kg ed alto circa 1.3 m,   è   alloggiato nel satellite russo Resurs DK1 ed è composto di una serie di  rivelatori rivolti alla determinazione del   tipo  ed energia  dei raggi cosmici, (elettroni, protoni, nuclei), con particolare riguardo alla  componente di antimateria,  ad energie e  con  precisioni   sino ad ora mai raggiunte con misure dirette.

Sinistra: Il satellite russo  Resurs-DK1. E’ possibile vedere i pannelli solari in basso ed il lungo cilindro contenente gli apparati ottici per le osservazioni terrestri. PAMELA è posta nel contenitore pressurizzato nella sinistra della figura. La Terra è idealmente posta nell’alto della figura. Centro: Foto del Resurs-DK1 nelle fasi finali di integrazione a Baikonur (2006). Il contenitore pressurizzato è visibile nella sinistra della Figura. Destra: L’apparato PAMELA nelle fasi finali di integrazione nelle camere pulite di Roma Tor Vergata (2005). E’ possibile distinguere le tre strutture di scintillatori del tempo di volo (S1, S2, S3), utilizzati per la determinazione della velocità e carica delle particelle. Le anticoincidenze (AC) poste intorno all’apparato consentono di eliminare eventi non validi provenienti dai lati;  lo spettrometro magnetico (TRK) è collocato tra i due scintillatori S2 ed S3, mentre il calorimetro silicio tungsteno (CALO), lo scintillatore di coda (S4) ed il rivelatore di neutroni (ND) vengono utilizzati per determinare la natura (leptone o adrone) dell’evento, e la  sua energia (nel caso di elettroni/positroni).

Nel corso dei primi cinque anni di vita PAMELA ha fornito dati rivoluzionari per la fisica dei raggi cosmici, la componente di antimateria nello spazio e la ricerca indiretta di materia oscura. I risultati sono stati pubblicati su Nature, Science, Physical Review letters....
Buon compleanno PAMELA, e grazie di tutto!

Spettri del flusso delle componenti principali dei  raggi cosmici nell’intervallo accessibile a PAMELA. Sono dominati dai protoni e dai nuclei di elio (circa il 90% ed il 9%).   In caso di eruzioni solari il flusso può aumentare improvvisamente di vari ordini di grandezza (curva rossa: misure   PAMELA relative all’evento del 13 Dicembre 2006). Anche nella regione del Sud Atlantico il flusso di protoni intrappolati  è molto più alto di quello galattico. La componente negativa è composta prevalentemente  da elettroni  con l’antimateria (antiprotoni)  presente solo in piccole  quantità.