ExoMars riaccende l’entusiasmo verso Marte

In questi giorni si sono compiuti alcuni passi cruciali relativi a quello che potremmo definire il primo progetto spaziale internazionale con obiettivi extraplanetari: Il progetto ExoMars;

Si tratta di un progetto esplorativo, atto a conoscere meglio alcune caratteristiche del nostro vicino, il pianeta Marte, realizzato mediante la collaborazione di ESA (Agenzia Spaziale Europea) e RosCosmos (Agenzia Spaziale Russa) e costituito da due fasi, una in corso d’opera e l’altra che avrà luogo nel 2020.
La nostra attenzione dunque riguarda ciò che sta accadendo, anche perché sembra che ci siano sviluppi non previsti all’orizzonte; vediamo perciò di fare un breve cronistoria della situazione che ci porterà fino ai recentissimi avvenimenti.

ExoMars 2016: l’inizio

Il vettore Proton-M in partenza con a bordo il satellite TGO
Il vettore Proton-M in partenza con a bordo il satellite TGO

Questa prima missione è stata lanciata dal cosmodromo di Bajkonur in Kazakistan, con un vettore Proton-M, il 14 marzo 2016, ed è composta dal Trace Gas Orbiter (TGO), dotato di strumenti per l’analisi dei gas atmosferici e la mappatura delle loro fonti, e dal lander Schiaparelli, che fungerà da dimostratore di tecnologia per l’ingresso nell’atmosfera e l’atterraggio sul suolo marziano. Il sito prescelto per l’atterraggio è il Meridiani Planum. Alimentato a batterie, Schiaparelli opererà per quattro sol (il sol è il giorno solare medio su Marte). Dopo lo spegnimento di Schiaparelli, il TGO utilizzerà l’aerofrenaggio per circolarizzare la propria orbita a un’altitudine di 400 km nel corso di sette mesi, e inizierà la propria missione scientifica primaria, restando attivo almeno fino al 2022.

L'immagine mostra la sistemazione, sul modulo Trace Gas Orbiter, dei principali strumenti di ricerca.
L’immagine mostra la sistemazione, sul modulo Trace Gas Orbiter, dei principali strumenti di ricerca.

Gli strumenti di questa prima parte della missione sono:

  • Nadir and Occultation for Mars Discovery (NOMAD) e Atmospheric Chemistry Suite (ACS), consistenti in una serie di spettrometri nella banda dell’infrarosso, del visibile, dell’ultravioletto, per la rilevazione e la mappatura della distribuzione di numerosi gas presenti in tracce nell’atmosfera del pianeta.
  • Colour and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS), una fotocamera a colori con risoluzione di 5 metri per pixel, per creare modelli accurati dell’elevazione del suolo marziano e aiutare nella scelta del sito di atterraggio del rover.
  • Fine Resolution Epithermal Neutron Detector (FREND), un rilevatore di neutroni, che permetterà di mappare la presenza di idrogeno sulla superficie e individuare potenziali depositi di acqua o idrati fino a un metro di profondità.

Posizionati sull’orbiter, mentre il lander è equipaggiato con una stazione meteorologica (DREAMS – Dust Characterization, Risk Assessment, and Environment Analyser on the Martian Surface) con sensori per la misurazione della velocità e direzione del vento, dell’umidità, pressione e temperatura alla superficie, la trasparenza e i campi elettrici dell’atmosfera marziana. In aggiunta, una fotocamera (DECA – Descent Camera) fornirà immagini durante la discesa.

ExoMars: cronaca di un “ammartaggio”

Uno schema del modello della stazione/lander Schiaparelli, con le relative strumentazioni
Uno schema del modello della stazione/lander Schiaparelli, con le relative strumentazioni

Il viaggio di avvicinamento all’orbita marziana è stata la parte più semplice e noiosa della missione, mentre decisamente cruciale si è mostrata la fase di ingresso in orbita del satellite e relativo distacco del lander, manovre che hanno richiesto un certo grado di precisione per evitare di perdere la sonda.

In prossimità del punto di ingresso in orbita standard, il modulo TGO ha dovuto frenare la sua corsa per poter raggiungere una velocità tale da permettergli di rimanere in orbita ellittica intorno al pianeta rosso, e nello stesso istante ha rilasciato la sonda Schiaparelli, il cui destino era invece quello di toccare il suolo, per dei rilevamenti atmosferici e, principalmente per la verifica della modalità di approdo al suolo. Così domenica 16 ottobre, alle ore 16:42 italiane, esattamente come previsto, il lander della sonda ExoMars si è separato dall’orbiter TGO e ha spiccato il volo verso il suolo marziano, per raggiungere il quale avrebbe impiegato ben tre giorni; e di fatti giorno 19 ottobre, mercoledì, l’equipe entra in fermento in quanto, dalle 16:42 alle 16:48 ora italiana, cioè per sei minuti circa (5 minuti e 53 secondi per l’esattezza) Schiaparelli entra in atmosfera ed inizia la manovra di atterraggio su Marte, quei sei minuti risultano per tanto quelli più carichi di tensione, perché hanno un peso notevole sull’esito finale dell’approdo; in questo lasso di tempo la sonda passa da 21 mila km/h all’ingresso in atmosfera, a zero al contatto al suolo. La sequenza, simulata e calcolata con estrema precisione, era la seguente: aprire il paracadute (siamo a 3’21” dall’ingresso), sganciare lo scudo termico e azionare il radar di bordo (4’01”), staccarsi dal paracadute (5’22”), azionare i retrorazzi (5’23”), spegnerli (5’52”) e, infine, adagiarsi sul suolo marziano (5’53”). Il motivo per cui i tecnici chiamano quest’arco di tempo “minuti del terrore” appare subito ben chiaro quando, tra l’azionamento dei retrorazzi e l’approdo al suolo, si perdono le tracce del lander, che non comunica più nulla.

A questo punto si fanno diverse ipotesi per spiegare il fatto, ma resta convinzione comune aspettare di ricevere, il giorno dopo, i dati trasmessi nel frattempo dal lander all’orbiter, ed analizzarli per sapere con precisione quando e come si sia verificato il problema.

Illustrazione schematica della discesa di Schiaparelli su Marte, in accordo con le simulazioni fatte.
Illustrazione schematica della discesa di Schiaparelli su Marte, in accordo con le simulazioni fatte.

Arriviamo così al 20 ottobre; stando ai dati ottenuti, sembrerebbe che il computer di bordo abbia acceso i razzi di manovra tempestivamente, ma che li abbia tenuti in funzione per solo tre secondi, contro i trenta iniziali previsti, causandone così la caduta al suolo danneggiandolo.

ExoMars: il successo oltre l’incidente

Nonostante tutto, però, l’ESA ha dichiarato comunque riuscita la missione per due motivi:

  1. Il TGO è in orbita intorno a Marte, anche se quest’orbita andrà corretta , ma è parte del programma e rispetta comunque i parametri previsti;
  2. I dati raccolti in relazione al touchdown del lander, oltre che quelli di ingresso in atmosfera e manovre d’atterraggio, sono comunque utili a preparare l’arrivo su Marte del rover con la prossima missione ExoMars prevista per il 2020.

In conclusione possiamo affermare che un altro passo è stato comunque compiuto verso la “conquista” di Marte; certo aspettarci di vedere colonie umane è, almeno al momento, fuori dalla nostra portata, ma abbiamo maggiori e migliori possibilità di acquisire conoscenze più approfondite del nostro vicino planetario; magari immaginando che queste nuove conoscenze ci permetteranno un giorno di poter mettere realmente piede sul Pianeta Rosso.

Fonti:
MediaINAF: per le notizie in merito;
Wikipedia: per i dati tecnici;
ESA: per le immagini.

 

Giovanni

Sono alto nella media; sono robusto nella media; sono bello nella media; sono intelligente spropositatamente. Detto questo devo rendere noto solo che adoro la fantascienza in tutte le sue forme; gioco frequentemente on line al vecchio (immortale) Jedi Knight: Jedi Academy e mi diletto leggendo manga che considero 'di un certo livello'. Ho studiato fisica, perché mi hanno sempre incuriosito i meccanismi che regolano la realtà intorno a noi, ma l'oggetto vero della mia passione sta milioni di chilometri sopra di noi, e si mostra appena solo di notte, il cosmo, coi suoi oggetti affascinanti e fenomeni terribilmente meravigliosi. Il resto è vita comune, poco accattivante.
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