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Se anche l’Italia spaziale “ammarta” sul Pianeta Rosso (grazie a Exomars)

La missione Exomars (dell'Esa) alla conquista di Marte. Con il modulo di discesa dedicato a Schiaparelli, che trasporta molta tecnologia aerospaziale made in Italy

Direttore dell’Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica dell'INAF a Milano; tiene il corso di "Introduzione all'Astronomia" all'Università di Pavia. E' affascinata dalle stelle di neutroni che non smettono mai di stupirla. Per la scoperta di Geminga e le implicazioni per la comprensione dell’emissione di alta energia delle stelle di neutroni, nel 2009 è stata insignita del Premio Nazionale Presidente della Repubblica.

Questo pomeriggio pensate che state per arrivare a Marte. Grazie a qualche euro delle vostre tasse avete contribuito alla missione dell’Agenzia Spaziale Europea Exomars che oggi termina il suo viaggio alla conquista di Marte. Il modulo di discesa Schiaparelli, dedicato al grande astronomo che legò il suo nome ai “canali” di Marte, ammarterà mentre la sonda TGO, con la quale ha condiviso il lungo viaggio interplanetario, si inserirà in orbita marziana. Non crediate che queste manovre possano essere date per scontate perché non sono mai banali.

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MANOVRE SU MARTE

Andare su Marte è difficile e questo spiega perché circa la metà delle missioni che sono partite verso il pianeta rosso sono andate perdute. Marte è lontano e bisogna imparare, un passo dopo l’altro, a fare le manovre che sono necessarie per portare una sonda dalla Terra a Marte. La sonda deve essere lanciata, deve essere inserita nell’orbita terrestre, dall’orbita terrestre deve essere accelerata e messa nella giusta traiettoria interplanetaria per arrivare a Marte. Una volta arrivati a Marte ci sono diverse scelte, dalle più semplici alle più complesse.

Per farsi catturare dalla gravità marziana la sonda deve frenare al posto giusto e al momento giusto (ovviamente diminuendo la velocità della giusta quantità), una manovra non banale

Si può fare un fly-by, cioè passare una volta sola vicino al corpo celeste utilizzando il breve tempo a disposizione per fare alcune foto. E’ quello che hanno fatto le prime missioni NASA che, con poche foto, hanno dimostrato che Marte non aveva né mari né fiumi né vegetazione. All’epoca è stato un risultato rivoluzionario. Il passo successivo al fly-by è l’inserimento della sonda in orbita marziana. Per farsi catturare dalla gravità marziana la sonda deve frenare al posto giusto e al momento giusto (ovviamente diminuendo la velocità della giusta quantità), una manovra non banale, che, se fatta in modo corretto, permette alla sonda di mettersi in orbita intorno a Marte e quindi di operare per lungo tempo continuando a inviarci informazioni. Quando si sono imparati i segreti dell’inserimento in orbita si può andare oltre e fare atterrare una sonda su Marte. Questo è un passo ancora più difficile perché, per evitare che la sonda si schianti al suolo, bisogna trovare dei mezzi per frenare la sua caduta. Purtroppo, i paracadute su Marte non sono sufficienti. L’atmosfera marziana è molto meno densa di quella terrestre (appena 6 millesimi della nostra) e non è abbastanza per frenare con i paracadute.

Per ammartare indenni, oltre al paracadute, bisogna usare qualcos’altro, tipicamente retrorazzi oppure airbags.

Tutte le potenze spaziali che hanno tentato di toccare il suolo marziano hanno incontrato qualche tipo di problema. Per prima è arrivata l’Unione Sovietica nel lontano 1971, ma la sonda Mars 3 funzionò per appena 13 secondi. Nel 1976 è stata la volta della NASA con le splendide missioni Viking, composte da orbiter e lander che hanno fatto registrare un successo totale.

La Viking su Marte

La Viking su Marte

IL COMPITO DEL LANDER

Una volta arrivata su Marte la sonda, che è diventato un lander comincia il suo lavoro: annusa l’aria per analizzare la composizione, fotografa i dintorni, gratta il terreno per vedere di cosa è fatto e cosa c’è sotto la superficie. Tuttavia, per migliorare la conoscenza del suolo marziano occorre muoversi: ecco Pathfinder con il suo piccolo rover. E’ il 1997 e si è aperta l’era dei robot esploratori.

Ma andare su Marte rimane difficile e le glorie passate non sono una garanzia per il futuro.

All’inizio del nuovo millennio, la sfortuna colpisce senza guardare in faccia a nessuno. Le sonde di USA, Europa, Russia e Giappone hanno problemi, spesso fatali, che costringono a ripensare le strategie marziane.

Dopo aver perduto in modo imbarazzante Mars Climate Observer e Mars Polar Lander, la NASA impara la dura lezione e riprende alla grande infilando una sequenza di successi. Prima Spirit e Opportunity, poi Phoenix, poi Curiosity. Nel 2003 l’ESA lancia la sua prima missione a Marte. Il nome è un programma: Mars Express. Alla fine del 2003 la sonda entra in orbita marziana e rilascia un piccolo lander chiamato Beagle II, in onore della nave di Darwin. Mentre l’orbiter è un successo (e continua a funzionare mandando foto bellissime della superficie di Marte, è presumibilmente un mare gelato coperto di polvere con crateri da meteoriti).

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Beagle si perde tra le sabbie del pianeta. Forse i pannelli solari non si sono aperti o forse qualcosa d’altro non ha funzionato, peccato. Ma anche gli insuccessi servono, bisogna imparare ed ora l’agenzia spaziale europea (ESA), in collaborazione con la russa Roscosmos si appresta ad inaugurare una nuova stagione di esplorazione marziana.

IL GIORNO DELLA VERITA’

Oggi sarà il giorno della verità per la missione Exomars composta dall’orbiter TGO (Trace Gas Observer) e dal modulo di discesa Schiaparelli. Nel pomeriggio il TGO si dovrà inserire in orbita mentre Schiaparelli dovrà arrivare sano e salvo a toccare il suolo marziano per dimostrare che l’ESA padroneggia anche questa difficile manovra. Dopo avere rallentato la sua corsa con i paracadute, Schiaparelli si servirà di retrorazzi per la frenata finale che concluderà i sei minuti della discesa, assolutamente cruciali per la sonda. Mentre il modulo Schiaparelli farà una prova generale della tecnologia europea di ammartaggio, lo strumento Amelia registrerà la discesa e, una volta a terra, entrerà in funzione la stazione metereologica Dreams che lavorerà fino all’esaurimento della batteria, all’incirca per 4 giorni marziani, che si chiamano sol e sono di appena mezz’ora più lunghi di quelli terrestri. Schiaparelli manderà i suoi dati al TGO, che, nel frattempo, si sarà inserito nella sua orbita, oppure ad uno dei satelliti che lavorano nello spazio marziano. Il più vicino risponderà e trasmetterà i dati a Terra, dove sapremo “che tempo che fa” su Marte.

MOLTA ITALIA SU SCHIAPARELLI

Oltre al nome, Schiaparelli contiene molta Italia: Dreams e Amelia sono guidati da scienziate italiane, un motivo in più per fare il tifo perché tutto vada nel migliore dei modi. La posta in gioco è alta. Dal buon funzionamento di Schiaparelli dipende il futuro dell’esplorazione europea di Marte. Nel 2020 è previsto il lancio di un rover grande come un SUV fornito di una trivella, di fabbricazione italiana, capace di spingersi fino a due metri di profondità a caccia dei segreti marziani.

Sarà il prossimo passo di una lunga avventura iniziata alla fine dell’800 all’Osservatorio di Brera, a Milano, quando il serissimo astronomo Schiaparelli venne stregato da Marte.

PATRIZIA CARAVEO

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