Il satellite Pandora parte domani, con un telescopio da 45 centimetri e un sensore di scorta del James Webb. Destinazione: capire cosa c’è davvero nell’aria degli altri mondi.
Non è semplice come sembra. Quando osservi un pianeta passare davanti alla sua stella, la luce che attraversa l’atmosfera planetaria porta informazioni preziose: vapore acqueo, forse. Nuvole, chissà. Il problema è che la stella stessa ha macchie, regioni più luminose, attività che confondono tutto.
Il satellite Pandora risolve il problema guardando la stella e il pianeta insieme, in due bande di luce diverse. Visibile e infrarosso. Ventiquattro ore per volta, dieci volte per pianeta. Venti pianeti in un anno.
Il lancio è previsto alle 15:19 ora italiana (6:19 Arizona time) dalla base di Vandenberg in California, a bordo di un Falcon 9 di SpaceX. Missione “rideshare”, quella dove diversi satelliti condividono il viaggio. Insieme al satellite Pandora partiranno anche due CubeSat più piccoli, BlackCAT e SPARCS, dedicati rispettivamente a esplosioni cosmiche e attività stellare delle nane rosse. Tutti e tre fanno parte del programma NASA Astrophysics Pioneers: budget contenuto (meno di 20 milioni di dollari), ambizioni scientifiche alte.
Il problema dello specchio sporco
Le stelle non sono sfere lisce e uniformi. Hanno macchie scure (come le macchie solari), regioni più luminose, zone di attività magnetica. Quando un pianeta transita davanti alla sua stella, la luce stellare attraversa l’atmosfera planetaria prima di arrivare fino a noi. Gli astronomi analizzano quella luce alla ricerca di “firme chimiche”: assorbimenti specifici che rivelano la presenza di acqua, metano, anidride carbonica. Ma se il pianeta passa davanti a una macchia stellare invece che davanti a una regione “pulita”, il segnale cambia. E non perché l’atmosfera del pianeta sia diversa, ma perché la stella stessa è diversa in quel punto.
Il satellite Pandora affronta questo casino osservando contemporaneamente in due lunghezze d’onda. La luce visibile cattura le variazioni della stella (macchie, plage, tutto ciò che si muove sulla superficie). L’infrarosso invece penetra attraverso l’atmosfera del pianeta. Incrociando i dati, gli scienziati possono separare cosa viene dalla stella e cosa dal pianeta. Un po’ come calibrare il “rumore di fondo” prima di ascoltare il segnale che ti interessa davvero.
Venti pianeti, duecento transiti
La missione prevede di osservare almeno 20 esopianeti diversi durante il primo anno operativo. Ogni sistema verrà osservato dieci volte, per sessioni da 24 ore ciascuna. Totale: 200 transiti planetari registrati. I pianeti selezionati variano per dimensioni (da terrestri a gioviani) e temperatura, con stelle ospiti che vanno dalle nane rosse alle stelle più simili al Sole. L’obiettivo è costruire un catalogo di riferimento: per ogni pianeta, capire quanto la contaminazione stellare influenza le misurazioni atmosferiche.
Il satellite Pandora non cercherà segnali di vita e bio firme. Non è quello il suo scopo. Il suo compito è più tecnico, più ingrato: fornire i dati di calibrazione che permetteranno al James Webb e ai telescopi futuri di interpretare correttamente le proprie osservazioni. Pensatelo come un traduttore che spiega quanto la voce del presentatore distorce il messaggio dell’ospite. Senza questa calibrazione, rischi di attribuire al pianeta caratteristiche che appartengono invece alla sua stella.
Scheda del dispositivo
- Ente di ricerca: NASA Goddard Space Flight Center, Lawrence Livermore National Laboratory, University of Arizona
- Ricercatori principali: Dr. Elisa Quintana (Principal Investigator), Daniel Apai (University of Arizona)
- Anno lancio: 2026 (11 gennaio)
- Programma: NASA Astrophysics Pioneers
- Budget: < $20 milioni USD
- TRL: 8 – Sistema completo e qualificato tramite test e dimostrazioni (spacecraft integrato, pronto al lancio)
Un sensore riciclato dal Webb
Tra gli strumenti a bordo del satellite Pandora c’è un rilevatore a infrarossi originariamente costruito come pezzo di ricambio per il telescopio spaziale James Webb: per essere precisi, è un sensore Teledyne HAWAII-2RG, lo stesso tipo usato nella NIRCam del Webb. Quando il James Webb fu completato, questo sensore rimase inutilizzato. La NASA lo ha recuperato e integrato nel satellite Pandora, raffreddandolo sotto i 110 Kelvin (-163°C) tramite un sistema criogenico. Il rilevatore copre lunghezze d’onda tra 0,87 e 1,63 micrometri, la banda dove si nascondono le firme del vapore acqueo.
Il canale visibile invece misura le variazioni di luminosità tra 0,38 e 0,75 micrometri. È questo doppio sguardo simultaneo a fare la differenza. Il satellite Pandora registra sia come cambia la luce della stella (visibile) sia cosa succede nell’atmosfera del pianeta (infrarosso). Poi gli algoritmi incrociano i dataset e separano i contributi. Il risultato: spettri atmosferici più puliti, più affidabili. Meno “falsi ritrovamenti” di molecole che in realtà non ci sono.
L’Arizona al comando
Una volta in orbita (circa 600 km di quota, orbita eliosincrone), il satellite Pandora sarà gestito dal Multi-Mission Operation Center dell’University of Arizona. È la prima volta che una missione astrofisica orbitante viene operata direttamente dal nuovo centro operativo dell’Arizona Space Institute, ospitato nell’Advanced Research Building del campus principale a Tucson. In passato, l’università aveva già operato missioni come PHOENIX Mars Lander e OSIRIS-REx dal suolo arizoniano. Ora anche l’astrofisica orbitante entra nel portfolio.
Daniel Apai, responsabile del team scientifico sugli esopianeti e professore di astronomia all’università, guida il gruppo che definirà i target osservativi e analizzerà i dati. Tutti i dati raccolti dal satellite Pandora saranno pubblici fin da subito, disponibili per la comunità scientifica globale. Niente periodi di esclusiva, niente data proprietari. L’idea è che più occhi guardano i dati, meglio è. Qualcuno potrebbe trovare correlazioni che i team principali hanno perso.
Piccolo, economico, efficace
Il programma Astrophysics Pioneers della NASA nasce proprio per questo: budget contenuti (cap a 20 milioni), ciclo di vita breve (5 anni dalla selezione al lancio), scienza di qualità. Il satellite Pandora è stato selezionato nel 2021 come missione inaugurale del programma. La filosofia è quella dei piccoli satelliti: usare componenti commerciali dove possibile, ridurre i tempi di sviluppo, mantenere l’agilità decisionale. Il bus satellitare, per esempio, è fornito da Blue Canyon Technologies, azienda specializzata in piattaforme spaziali compatte già utilizzate per altre missioni governative.
Il telescopio stesso è uno scatolone tutto in alluminio, prodotto da Corning, con apertura di 45 centimetri. Niente di esotico, niente di particolarmente innovativo dal punto di vista tecnologico. Ma funzionale. Il Lawrence Livermore National Laboratory ha curato il design ottico e termico (incluso il criostato per raffreddare il sensore infrarosso). La NASA Goddard ha fornito il rilevatore e l’elettronica associata. Il risultato è un satellite compatto (325 kg), relativamente economico, ma scientificamente rilevante.
Specifiche tecniche satellite Pandora:
- Massa totale: 325 kg
- Telescopio: 45 cm apertura, Cassegrain alluminio
- Canale visibile: 0,38-0,75 μm (fotometria)
- Canale infrarosso: 0,87-1,63 μm (spettroscopia)
- Temperatura rilevatore IR: < 110 K (-163°C)
- Orbita: ~600 km, eliosincrone
- Durata missione primaria: 1 anno
- Target: 20 esopianeti, 10 osservazioni ciascuno
Cosa succede dopo Pandora
I dati del satellite Pandora serviranno come riferimento per interpretare le osservazioni del James Webb. Quando il Webb osserva un esopianeta e rileva, per esempio, una certa quantità di vapore acqueo, i dati di Pandora permetteranno di capire quanto di quel segnale è reale e quanto è contaminazione stellare. Questo migliora la precisione delle misurazioni atmosferiche, riduce i falsi positivi, rende più affidabili le stime sulla composizione chimica delle atmosfere aliene.
In prospettiva futura, le tecniche sviluppate con il satellite Pandora guideranno la progettazione di telescopi ancora più grandi, come l’Habitable Worlds Observatory che la NASA sta pianificando per il prossimo decennio. Sapere esattamente come le stelle “sporcano” i segnali planetari permetterà di ottimizzare gli strumenti futuri per compensare queste distorsioni già in fase di design. Niente male per un satellite grande come un frigorifero con un budget da startup.
Quando e come ci cambierà la vita
Il satellite Pandora non cercherà direttamente mondi abitabili, ma renderà possibile trovarli meglio. Nei prossimi 3-5 anni, le sue calibrazioni permetteranno al James Webb e ai telescopi terrestri di individuare con maggiore certezza pianeti con atmosfere ricche di ossigeno o metano, candidati per ospitare biosignature.
Quando (e se) troveremo il primo pianeta con chiari segni di vita, probabilmente useremo dati calibrati grazie al lavoro del satellite Pandora per confermarlo.
Approfondisci
Ti interessa la caccia agli esopianeti? Leggi anche come il James Webb ha trovato acqua su un esopianeta distante già nel 2022. Oppure scopri lo studio di Cambridge che ha rivelato quanto sia comune l’acqua nelle atmosfere degli esopianeti.
Domani, se tutto va bene, il satellite Pandora si staccherà dalla rampa. Un mese di commissioning, poi inizierà a guardare. Stella e pianeta insieme, luce visibile e infrarosso, 24 ore per volta. Cercando di capire dove finisce l’una e dove comincia l’altro.
Sembra banale, detta così. Ma è il tipo di domanda che, una volta risolta, apre tutte le altre.
