venerdì 11 marzo 2016

ExoMars: i dettagli della missione su Marte


Il 14 marzo partirà finalmente la missione ExoMars 2016, messa a punto dall’Agenzia spaziale europea (ESA) per studiare a fondo il pianeta Marte e scoprire eventuali tracce di vita organica. In particolare verrà lanciata una sonda chiamata ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) che orbiterà attorno al pianeta rosso e sgancerà un lander al momento opportuno. La missione è in larga parte europea anche se è stata realizzata in collaborazione con l’Agenzia spaziale russa (Roscosmos). Il contributo italiano è enorme: all’Italia è stata affidata la guida di tutte le operazioni, inoltre gli strumenti di produzione italiana sono ben quattro.

La sonda TGO

La sonda orbiterà intorno a Marte per valutare meglio la natura del gas metano, le cui origini sul pianeta rosso rimangono ignote. Il gas è presente nell’atmosfera marziana con una percentuale molto bassa, inferiore all’1%, di conseguenza risulta complicato analizzarlo e valutare se sia rilasciato da organismi viventi – come avviene sulla Terra – oppure da attività geologiche di qualche tipo. Nel primo caso alcuni microrganismi produrrebbero il gas come scarto derivato dal consumo di nutrienti, invece nel secondo caso il metano potrebbe derivare dall’ossidazione di alcuni minerali.

L’orbiter sarà lanciato con un razzo Proton-M/Breeze-M da Baikonur, in Kazakistan, e impiegherà circa sette mesi prima di arrivare a destinazione. A quel punto lavorerà a un’altezza di 400 chilometri dalla superficie marziana analizzando le rare particelle di gas presenti nell’atmosfera, tra metano, vapore acqueo, ossidi di azoto e acetilene.

Gli strumenti a bordo del TGO sono quattro. Il Nadir and Occultation for Mars Discovery (NOMAD) utilizza in combinazione tre spettrometri, due agli infrarossi e uno agli ultravioletti, per rilevare in orbita determinati gas con una sensibilità molto elevata. Invece L’Atmospheric Chemistry Suite (ACS) combina tre apparecchi agli infrarossi che aiuteranno gli scienziati a esaminare la chimica e le altre caratteristiche dell’atmosfera in un’azione del tutto complementare a quella del NOMAD.

Un altro strumento è il Colour and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS), una fotocamera ad alta risoluzione che caratterizzerà i siti identificati come potenziali fonti di metano e altri gas. Ultimo ma non meno importante, il Fine Resolution Epithermal Neutron Detector (FREND) mapperà la presenza di idrogeno sulla superficie fino a un metro di profondità rivelando eventuali depositi di acqua ghiacciata, ed eseguirà questo compito con una precisione che supererà di dieci volte le misure precedenti.



Il lander Schiaparelli

Tre giorni prima di raggiungere l’atmosfera di Marte, esattamente il 16 ottobre 2016, la sonda TGO sgancerà il lander Schiaparelli che a sua volta entrerà in risparmio energetico e si attiverà il 19 ottobre, poche ore prima di entrare nell’atmosfera a un’altezza di 122.5 chilometri e una velocità di 21 mila chilometri orari. A quel punto uno scudo termico proteggerà il modulo dal calore finché, a una quota di 11 chilometri, si aprirà il paracadute e si svolgeranno le ultime fasi dell’atterraggio.

Sia la discesa che l’atterraggio avranno un significato più che altro dimostrativo visto che l’ESA non ha ben chiaro in che modo far atterrare un robot di 600 chili come Schiaparelli. Proprio in virtù di questa incertezza il lander è progettato per lavorare in un arco di tempo molto breve, dai 2 agli 8 giorni.

Schiaparelli (progettato e costruito in Italia da Thales Alenia Space) è di fatto un dimostratore tecnologico che servirà per testare le tecniche da impiegare nella successiva missione ExoMars.

In ogni caso Schiaparelli avrà a bordo diversi strumenti, come il Dust characterization Risk assessment and Environment Analyser on the Martian Surface (DREAMS) che è un insieme di sensori meteorologici di fabbricazione italiana in grado di misurare la pressione (DREAMS-P), la temperatura (MarsTem), l’umidità (DREAMS-H), la velocità e la direzione del vento (MetWind), la radiazione solare (Solar Irradiance Sensor, SIS). Lo strumento possiede anche un sensore in grado di misurare il campo elettrico atmosferico (Atmospheric Radiation and Electricity Sensor, MicroARES).

Un altro strumento, sempre di fabbricazione italiana, affiancherà il DREAMS. Si tratta dell’Atmospheric Mars Entry and Landing Investigation and Analysis (AMELIA), che formulerà un modello dell’atmosfera marziana elaborando i dati raccolti dai sensori durante la discesa del lander. A bordo dello Schiaparelli ci sarà anche una fotocamera chiamata Descent Camera (DECA) che si occuperà di fotografare la superficie marziana durante la discesa e di trovare il giusto punto di atterraggio, formulando anche una mappatura in 3D della stessa zona.

ExoMars 2018

La prima parte della missione si concluderà nel 2022. Se tutto andrà come previsto si avvierà la seconda parte del programma che si chiamerà ExoMars 2018 e sarà anch’essa di guida italiana. Nel mese di maggio  del 2018 (o forse nel 2020) l’ESA lancerà nello spazio un vero e proprio rover, un robot capace di muoversi lungo il suolo marziano e di analizzare il terreno fino a due metri di profondità – dove è più facile che vi siano tracce di vita organica – grazie a una trivella costruita in Italia.

Con entrambe le missioni ExoMars, avviate a distanza di due anni l’una dall’altra, l’accoppiata ESA/Roscosmos sta conducendo una sfida senza precedenti che tiene alta la bandiera dell’esplorazione spaziale europea.



Articolo pubblicato il 10 marzo su Fly Orbit News

Credits immagine: ESA

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