10 anni di LARES

Il 2022 è un anno doppiamente speciale per la squadra della Missione LARES. Infatti 10 anni fa veniva lanciato il primo satellite LARES, il 13 febbraio 2013, con il volo inaugurale del lanciatore europeo Vega, e il 17 febbraio venivano ricevuti i primi segnali riflessi dai retroriflettori montati sul satellite. Quest’anno si la stessa squadra del LARES si prepara al  lancio di LARES 2, che verrà portato in orbita ancora una volta con un lancio di qualifica di un lanciatore in gran parte italiano: il Vega-C, nuova versione potenziata di Vega.

I satelliti LARES e LARES 2 sono un progetto scientifico italiano, ideati dal Principal Investigator della missione, prof. Ignazio Ciufolini (Centro Ricerche Enrico Fermi, Roma), e progettati dalla squadra della Scuola di Ingegneria Aerospaziale (SIA) di Sapienza Università di Roma, diretta dal prof. Antonio Paolozzi, comprendente gli ingegneri Claudio Paris e Giampiero Sindoni, oltre ad altri collaboratori tra tesisti e assegni di ricerca che si sono avvicendati sul progetto. L’analisi dei dati dei satelliti LARES per lo studio della Relatività Generale si avvale di una collaborazione internazionale comprendente alcuni tra i maggiori esperti del campo, tra i quali anche Sir Roger Penrose (Premio Nobel per la Fisica 2020).

Anche la costruzione dei satelliti è stata realizzata in Italia. Nel caso di LARES, il satellite è stato costruito nelle officine OMPM di Angri, sotto la responsabilità di OHB Italia (allora Carlo Gavazzi Space), che si è occupata anche della realizzazione del sistema di supporto e separazione, progettato sotto la direzione della SIA appositamente per i requisiti scientifici di LARES.  

L’Agenzia Spaziale Italiana nel 2007 finanziò LARES come principale payload scientifico del lancio inaugurale di Vega. A 10 anni di distanza Barbara Negri (responsabile dell’Unità Volo Umano e Sperimentazione Scientifica) e Giuseppe Bianco(responsabile dell’Unità Ricerca Spaziale) sono ancora nella squadra di ASI che si è occupata di LARES e che si occupa di LARES 2. Ritroviamo nuovamente Simone Pirrotta (oggi come Program Manager) e Alessandro Gabrielli (adesso responsabile dell’unità satelliti scientifici e per l'esplorazione robotica).

LARES e LARES 2 sono due satelliti dal progetto solo apparentemente semplice. Infatti sono entrambi satelliti passivi inseguiti via laser con la tecnica del Satellite Laser Ranging (SLR), costituiti da una sfera metallica monolitica per ridurre al minimo le perturbazioni non-gravitazionali sulle loro orbite. I materiali scelti sono quelli con la densità maggiore compatibile con i limiti imposti dal lancio e dalla dimensione minima necessaria ad una sufficiente “visibilità”: nel caso di LARES, su un’orbita più bassa rispetto a quella di LARES 2, è stato possibile impiegare una lega in tungsteno, che ne fa il corpo più denso in orbita all’interno del sistema solare. LARES 2 sarà invece realizzato interamente in una lega di nichel, ma sarà comunque secondo sia come rapporto massa/superficie che come densità solamente a LARES.

Il tracciamento dei satelliti con la tecnica SLR viene eseguito dalla rete mondiale di stazioni laser di terra dell’International Laser Ranging Service, di cui fa parte il Centro di Geodesia Spaziale di Matera, gestito dall’Agenzia Spaziale Italiana. La tecnica del laser ranging permette di misurare la posizione dei satelliti rispetto agli osservatori con una precisione inferiore al centimetro, a distanza di migliaia di chilometri. L’estrema precisione con cui è possibile ricostruire la traiettoria dei satelliti permette la verifica di fenomeni particolarmente difficili da misurare, come quelli legati alla Relatività Generale, ed in particolare il trascinamento dei sistemi inerziali (frame dragging), del quale LARES ha permesso la misura con una accuratezza senza precedenti. I dati ricavati da LARES e LARES 2 sono e saranno utilizzati anche per la geodesia spaziale, lo studio dei movimenti della crosta terrestre, dei terremoti e degli effetti globali dei cambiamenti climatici, oltre che per il miglioramento dei modelli alla base dei sistemi di navigazione satellitare.

Anche il lanciatore Vega e Vega-C hanno una preponderante componente italiana,  e  sono costruiti per la maggior parte dall’Avio di Colleferro (RM).