Il James Webb (JWST) della NASA ha dimostrato l'importanza dei telescopi a infrarossi, in grado di esaminare le atmosfere degli esopianeti. Ha fatto notizia quando ha rilevato l’anidride carbonica e la chimica attiva nell’atmosfera di un pianeta extrasolare. Ma studiare gli esopianeti è solo uno degli obiettivi scientifici del JWST, mentre l’ESA ha approvato la costruzione di un telescopio spaziale  interamente focalizzato sulle atmosfere esoplanetarieAriel (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey).

Anche se sarà molto più piccolo di Webb, Ariel dedicherà ai mondi alieni molte ore di osservazione e studierà almeno 1.000 esopianeti conosciuti e le loro atmosfere, con il metodo del transito. Il metodo del transito sfrutta i debolissimi cali regolari nella luce di una stella mentre un esopianeta ci passa davanti, dal nostro punto di vista, per raccogliere gli spettri luminosi.

Il carico scientifico aveva ricevuto l'approvazione a maggio di quest'anno. Questo payload è costituito da un telescopio criogenico a infrarossi che ospita due strumenti: l'Ariel medium-resolution InfraRed Spectrometer (AIRS) e il Fine Guidance System (FGS). L'importante step faceva parte di una rigorosa fase di progettazione durata 19 mesi.

Siamo lieti di aver raggiunto una pietra miliare significativa nella progettazione di veicoli spaziali, segnando una solida base per procedere con lo sviluppo dettagliato di tutti i sottosistemi e con la fase di produzione”, ha detto nel comunicato Jean-Christophe Salvignol, project manager di Ariel.

Dopo che l'Airbus Defence e Space Toulouse, il principale appaltatore di Ariel, avrà costruito i modelli di ingegneria e qualificazione, questi saranno sottoposti a test estremi per vedere come resisteranno alle condizioni di lancio. Queste prove verificheranno anche che i sottosistemi del satellite funzionino correttamente insieme e che tutto sia compatibile con il veicolo di lancio e i sistemi di terra.
"Presto saremo in grado di vedere e testare il modello strutturale di Ariel, che è sempre un momento molto speciale per ogni scienziato che lavora in una missione spaziale", ha detto Theresa Lueftinger, scienziata del progetto Ariel.

Oltre alla progettazione e ai test, gli scienziati stanno compilando un elenco di potenziali obiettivi per Ariel, con lo scopo di costruire un’indagine con risultati omogenei su un’ampia popolazione di esopianeti.

Il lavoro sarà organizzato su tre livelli.
Il livello 1 avrà circa 1.000 obiettivi. Questi primi 1.000 costituiranno un campione di ampie dimensioni contenente la caratterizzazione di base delle atmosfere (presenza di nubi, diagrammi colore, ecc.) dei pianeti. Il livello 2 comprenderà circa la metà degli obiettivi del livello 1 e prevede osservazioni di durata più lunga sui bersagli, che forniranno una visione più dettagliata dell’atmosfera di ciascun esopianeta. Infine, il Livello 3 studierà più volte i migliori obiettivi per la caratterizzazione atmosferica alla ricerca di variazioni temporali nella chimica o nella copertura nuvolosa. A seconda di come andranno le cose, potrebbe esserci anche un Livello 4, che perfezionerà ulteriormente i dati.

Nel 2022, i ricercatori hanno pubblicato un documento che presenta un campione di riferimento per la missione per Ariel, che deriva dalle informazioni ottenute dal satellite della NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite).

 tess esopianeti 1

tess esopianeti 2

Crediti: Edwards et al. 2020.

Tra i target ci sono i noti pianeti TRAPPIST-1. Altri obiettivi includono super-Terre come TOI-776b e pianeti simili a Nettuno come TOI-270c.

 
Critical Design Review

Quando tutti i modelli funzioneranno correttamente, la missione passerà alla fase Critical Design Review e verrà costruito il modello di volo vero e proprio (quello che andrà nello spazio, fino al punto di Lagrange L2 Sole-Terra).

Ogni missione spaziale è complessa e i programmi possono cambiare. Allo stato attuale, il lancio di Ariel è previsto per il 2029. La durata della sua missione sarà di quattro anni ma spesso tali stime sono solo prudenziali.

ariel lagrange points

Crediti: ESA