Installato il rilevatore di Raggi X MVN durante l’EVA n°63 dal segmento russo della ISS

Alle ore 15:35 UTC del 19 dicembre 2024, con 25 minuti di ritardo, i cosmonauti Alexei Ovchinin ed Ivan Wagner sono usciti dall Airlock del modulo Poisk per un’EVA, denominata VKD N°63, durata 7 ore e 17 minuti durante le quali, oltre alle altre attività previste, è stato installato l’osservatorio a raggi x denominato SPIN-X-MVN.

Si tratta di uno strumento innovativo e fondamentale per la rilevazione dello sfondo dei raggi X cosmici (XRF) che consiste nella radiazione proveniente da milioni di oggetti distanti che non possono ancora essere “visti” individualmente.

L’osservazione del cosmo nei raggi X

L’astronomia nei raggi X è l’osservazione del cielo attraverso la raccolta della radiazione

elettromagnetica di lunghezza d’onda compresa fra 10 e 0,1 miliardesimo di metro (raggi

X). Poiché l’atmosfera terrestre non consente il passaggio dei raggi X, studi astronomici di questo genere sono possibili solo dallo spazio o con palloni di alta quota per i raggi X più energetici.

Attraverso l’astronomia nei raggi X vengono osservati buchi neri, ammassi di galassie e

una serie di fenomeni di altissima energia. Uno dei padri dell’astronomia X è Riccardo

Giacconi (italiano di cittadinanza statunitense), che ha ricevuto il Premio Nobel per la

fisica nel 2002.
Ma per compiere osservazioni sempre più precise in questo ambito di ricerca, è necessario separare il segnale che si intende osservare dal rumore di fondo che, come detto proviene  da milioni di oggetti distanti che non possono ancora essere “visti” individualmente.

Oggi, l’errore sistematico nella misurazione della XRF è di circa il 15-20%. Da qui la necessità di un dispositivo per perfezionare i modelli dell’evoluzione dei buchi neri supermassicci. 

Con l’esperimento MVN (dal russo Monitor Vsego Neba) si punta a ridurre questo fenomeno al ~1%. 

Il lancio del MVN

Il 15 agosto 2024, un Soyuz-2.1a con la navicella spaziale Progress MS-28 è stato lanciato dal complesso di lancio 31 del cosmodromo di Baikonur. Tra il carico che la nave ha consegnato alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) c'è l'attrezzatura scientifica dell'esperimento spaziale MVN, condotto da IKI RAS. Il 17/8/2024 la  Progress MS-28 è attraccata alla ISS.

Come funzione l’MVN

I progettisti del dispositivo hanno proposto un metodo originale. Il monitor SPIN-X1-MVN comprende quattro moduli di rilevatori di raggi X a semiconduttore sviluppati presso l'Accademia delle Scienze della Federazione Russa (IKI RAS), sopra i quali sono installati i collimatori: gusci cilindrici a tre strati realizzati con materiali appositamente selezionati che limitano il campo visivo dello strumento e riducono la influenza del fondo delle particelle cariche. Sopra i fori di ingresso del monitor si trova uno schermo rotante, che a sua volta copre i campi visivi di due dei quattro moduli rilevatori. Pertanto, in qualsiasi momento, due moduli “vedranno” il cielo e due no. Lo schermo ruota una volta ogni 60 secondi.

L'utilizzo del suddetto disegno consentirà agli scienziati di sapere esattamente quale parte del segnale osservato dallo spazio (due rilevatori aperti) è costituita dal "rumore" degli elementi strutturali (due rilevatori chiusi), e dalla loro differenza determinare il livello di il segnale “utile”.
Si prevede che nell'arco di tre anni dell'esperimento verranno raccolte statistiche sufficienti per misurare la luminosità superficiale della XRF con una precisione dell'1%.
Muovendosi in orbita con la stazione, il campo visivo del monitor SPIN-X1-MVN esaminerà gradualmente quasi tutta la superficie della sfera celeste, tanto che entro i primi 72 giorni dall'inizio delle operazioni riceverà una mappa quasi completa del cielo (84%). In tre anni di lavoro si prevede di effettuare 15 revisioni di questo tipo.

L'idea di questo esperimento è stata avanzata da Mikhail Gennadievich Revnivtsev (1974–2016), un dipendente del dipartimento di astrofisica delle alte energie presso l'Istituto di ricerca spaziale dell'Accademia delle scienze russa. Inizialmente, si prevedeva di condurre un semplice esperimento tecnologico: testare i rilevatori di semiconduttori per i futuri telescopi a raggi X sulla ISS. Mikhail Revnivtsev ha proposto di trasformarlo in uno strumento scientifico a tutti gli effetti.

Gli altri compiti della VKD 63

Ovchinin e Wagner, oltre all’installazione del modulo scientifico MVN, hanno smantellato due dispositivi dell'esperimento per studiare la microdistruzione dei materiali nello spazio e due pannelli dell'esperimento Endurance, rimasti lì per 3,5 anni per studiare come lo spazio influisce sulle proprietà meccaniche dei materiali ed anche la rimozione dell'attrezzatura dell'esperimento Control per determinare i parametri dell'atmosfera esterna della ISS, installata nel giugno 2013.
Per spostarsi Ovchinin e Wagner da un luogo all'altro sul modulo “Nauka”, utilizzeranno il manipolatore remoto europeo ERA.
Alla fine dell'uscita, Ovchinin, in piedi sul manipolatore ERA ha provveduto allo smaltimento dei rifiuti nello spazio: la pila con le vecchie tavole di fissaggio smontate, le coperture protettive dello spettrometro a raggi X e l'attrezzatura scientifica Indicator-ISS.
Nel corso del tempo, il pacchetto espulso lascerà l'orbita e brucerà nell'atmosfera terrestre.

È stata la seconda EVA per Ovchinin e la prima per Wagner.