LARES2 (acronimo di Laser RElativity Satellite #2) è il secondo satellite della “serie” LARES, destinata alla misura di precisione dell’effetto di trascinamento dei sistemi inerziali (frame-dragging), generato da correnti di massa-energia come la rotazione di un corpo dotato di massa, previsto dalla teoria della Relatività Generale.
Il principale obiettivo scientifico della missione LARES 2, rispetto alle missioni precursori LAGEOS e LARES, è quello di incrementare notevolmente l’accuratezza della misura del frame-dragging (noto anche come effetto Lense-Thirring) sull’orbita di un satellite attorno alla Terra, nonché del campo gravitomagnetico terrestre con precisione di poche parti per mille.
La caratterizzazione del campo gravitomagnetico ed il concetto di frame-dragging rappresentano infatti due capisaldi della Teoria della Relatività Generale di Einstein. Tale inedito livello di accuratezza nella misura sarà fondamentale sia per migliorare i limiti di alcuni concetti di fisica fondamentale, ad es. afferenti alla teoria delle stringhe, e per la modelazione degli effetti orbitali generati dalla collisione di buchi neri rotanti del tipo recentemente osservato dagli interferometri LIGO. Infine, la missione LARES2 consentirà l’effettuazione anche di nuovi esperimenti di fisica fondamentale e fornirà importanti stime nell’ambito della geodesia spaziale e della geodinamica.
Il satellite
LARES2 è, similmente al precursore LARES, un satellite passivo sferico ricavato da un singolo blocco di lega di nickel ad elevata densità. Con un diametro di 424 mm ed una massa di 297.5 kg, il satellite è stato progettato per ridurre al massimo il rapporto superficie/massa, al fine di minimizzare gli effetti della pressione di radiazione (sia solare che di albedo della Terra), della resistenza atmosferica (minima, considerando la quota di circa 6000 km) e per ridurre le perturbazioni dovute ad effetti di anisotropia termica sul satellite, come l’effetto Yarkovski.
Il satellite LARES2 ospita una distribuzione omogenea di 303 retroriflettori a spigolo di cubo (o Corner Cube Retroreflector, CCR) di 1 pollice di diametro di tipo COTS (Commercial Off-the-Shelf), soluzione senza precedenti per questa tipologia di missioni.
La funzione di tali retroriflettori è quella di riflettere gli impulsi laser inviati dalle varie stazioni afferenti all’International Laser Ranging Service (IRLS), del quale fa parte anche il Centro di Geodesia Spaziale dell’ASI di Matera), permettendo di misurare la posizione del satellite con una precisione di circa 1 mm e di ricostruirne quindi l’orbita con estrema accuratezza. Gli ulteriori componenti, quali viti ed anelli, per il fissaggio dei retroriflettori sono realizzati anch’essi in lega di nickel al fine di annullare eventuale gradienti termici tra i vari elementi.
Il lancio
Il lancio del LARES2 è avvenuto il 13 luglio 2022 nel corso del volo di qualifica del primo Vega-C, il nuovo lanciatore europeo (di progetto e fabbricazione italiana) della classe Small Launcher. L'orbita operativa è prevista essere circolare con quota di circa 6000 km ed inclinazione di circa 70°. Essendo passivo, ovvero privo di componentistica elettronica a bordo, e posto su una orbita piuttosto alta, il satellite LARES2 rimarrà operativo per misure di laser-ranging a tempo indeterminato.
In occasione del lancio, oltre a LARES2 come payload principale saranno rilasciati sulla stessa orbita, sei cubesat selezionati dall’Agenzia Spaziale Europea e realizzati da università e centri di ricerca europei, tra cui anche gli italiani Astrobio (realizzato da INAF e Scuola di Ingegneria Aerospaziale) e GreenCube (realizzato da “Sapienza” Università di Roma), anch’essi promossi e guidati nello sviluppo dall’ASI.
Il team
LARES2 è una missione totalmente finanziata e gestita dall’Agenzia Spaziale Italiana. Il Principal Investigator è il prof. Ignazio Ciufolini (Dipartimento di Ingegneria dell’Innovazione, Università del Salento).
Responsabile del progetto del satellite è la Scuola di Ingegneria Aerospaziale dell’Università La Sapienza di Roma, mentre la realizzazione del medesimo, nonché dei relativi modelli di sviluppo, è ad opera dell’Istituto Nazionale di Fisica nucleare (INFN), e in particolare delle sedi di Frascati e di Padova.
La progettazione e realizzazione del sistema di vincolo del satellite al lanciatore nella fase di lancio e di rilascio una volta in orbita è in carico alla OHB Italia. La missione si avvarrà inoltre di collaborazioni con team scientifici internazionali, in particolare per quanto riguarda l’analisi dei dati.
