Jim Graf ci parla dell'orbiter che sta per partire verso Marte. Svolgerà una fondamentale attività di mappatura del pianeta, alla ricerca dell'acqua e dei siti per gli atterraggi dei prossimi rover.
Il Mars Reconnaissance Orbiter è pronto sulla rampa di lancio. Obiettivo della missione: scoprire se l’acqua allo stato liquido persistesse un tempo sulla superficie di Marte. Ma non solo: l’orbiter effettuerà inoltre survey dettagliate del pianeta, identificando ogni ostacolo che potrebbe mettere a repentaglio la sicurezza dei futuri lander e rover.
Jim Graf, project manager del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), ha tenuto una conferenza nel corso della quale ha delineato la missione. Nella traduzione che vi presentiamo in versione integrale, Graf espone i risultati dei precedenti studi di Marte, descrivendo quindi i passi che porteranno MRO nell’orbita del pianeta rosso.
Fonte:http://www.uai.it

Nel Novecento, la nostra conoscenza di Marte si basava sull’osservazione dell’albedo delle macchie chiare e scure. La sorpresa fu quando si scoprì che si muovevano. Non sapevamo ancora nulla delle tempeste di sabbia che ricoprono il pianeta: tutto ciò che si riusciva a fare era guardare Marte da grande distanza, al telescopio. Si vedevano anche tante linee rette, e qualcuno si mise a immaginare che potessero essere canali che portavano acqua dai poli fino alle aride regioni centrali. Naturalmente era pieno di omini verdi, attorno alle oasi. Ma facciamo un balzo di 65 anni, l’epoca del Mariner 4. Allora scoprimmo una superficie simile a quella lunare: crateri, nessuna traccia d’acqua, tantomeno di vita. Niente marziani, né oasi, nè canali. In quel preciso punto del tempo ci dicemmo: “Non c’è davvero nulla, qui. Andiamocene da un’altra parte”. Ma grazie al cielo, i prossimi Mariner erano pronti in coda, già approvati per andare dalle parti di Marte a investigare meglio la situazione. Quando giunserò laggiù, la nostra idea di Marte cambiò nuovamente. Trovammo le prove che un tempo scorreva acqua, in superficie. C’erano crateri in parte sommersi, altri le cui pareti erano in parte distrutte, come se vi fosse scorsa dell’acqua. Altre immagini mostrarono regioni simili quasi a delta, dove l’acquaera stata bloccata in un’area per poi fuoriuscirne in torrenti e ruscelli. Da allora abbiamo assistito a molte altre missioni orbitanti, e non soltanto vediamo caratteristiche orografiche, ma anche chiari segni di un’antica attività tettonica, forse addirittura vulcanica. Il Monte Olimpo è il più grande vulcano del sistema solare. Valles Marineris – così nominata in onore della sonda Mariner che la scoprì – è lunga 4000 km, praticamente equivalenti all’estensione in longitudine degli Stati Uniti, ed è profonda 6 km. Ha affluenti che rendono il nostro Grand Canyon insignificante. Così, il pianeta cominciò a prednere vita. Non con i marziani, ma geologicamente. Lo spettrometro dimissione termica del Mars Global Surveyor ci ha raccontato dei minerali presenti sulla superficie. Abbiamo scorto ematite in una particolare regione del pianeta. Se si osserva quest’area con un normale telescopio, nulla sembra indicare che un tempo qui vi fosse acqua. Ma guardandola attraverso l’occhio di uno spettrometro, si vedono i minerali e non si può fare a meno di notare: “Ehi, qui c’è ematite. Sulla Terra, l’ematite si forma di solito sul fondale dei laghi e nel letto dei fiumi. Allora, che cosa ha creato l’ematito su Marte?” Ecco perché abbiamo mandato il rover Opportunity da quelle parti. E’ atterrato nel cratere Eagle, che ha un diametro di circa 20 metri ed è caratterizzato da una superficie molto piatta. Vi sono piccoli noduli, che abbiamo chiamato “mirtilli”. Questi noduli contengono l’ematite che avevamo visto dall’orbita. Dopo mesi di intense ricerche con il rover, riteniamo che [in Meridiani Planum] vi fosse acqua stagnante, che produsse l’ematite che osserviamo oggi. Il rover sta esaminando un’area che è appena un km o due. E’ tutto quello che riesce a perlustrare. Così, dobbiamo chiederci: “E il resto del pianeta? E’ tutto così?”. La risposta è no. Il rover Spirit è atterrato dall’altra parte del pianeta, nel cratere Gusev, ed è molto diverso dal punto di vista geologico rispetto a dove è atterrato Opportunity. E’ meraviglioso avere due ricerche intensive sui lati opposti del pianeta. Ma c’è molto di più sul pianeta, che semplicemente questi due siti. Dall’orbita, i due siti sembrano microscopici. Marte è un pianeta dinamico, ed abbiamo davvero bisogno dello yin e yang di un lander e di un orbiter insieme, per comprenderlo. Un lander scende e investiga in modo dettagliato una particolare area, quindi gli orbiter si servono della conoscenza di base così acquisita e la applicano all’intero globo. Il Mars Reconnaissance Orbiter – chiamato affettuosamente MRO, “Mister O” – prenderà la conoscenza di base dei lander e utilizzerà gli strumenti più avanzati che riusciremo a sviluppare per indagare nell’intero pianeta. Vogliamo caratterizzare l’attuale clima di Marte e ricercarvi eventuali cambiamenti. Vogliamo studiare terreni complessi e stratificati, e capire come si siano formati. Ma soprattutto, vogliamo trovare le prove dell’acqua. Sulla Terra, ovunque ci sia acqua, insieme alle molecole di base e all’energia, troviamo la vita. Così, se trovassimo acqua su Marte, potremmo trovarci anche la vita, o una vita che fu in un tempo remoto. Ecco uno degli obiettivi del MRO: cercare l’acqua. Certo, quando si hanno solo due lander per decennio, si desidera portarli in qualche luogo del vasto pianeta dove si sa già che si potrà trarre il massimo dal punto di vista scientifico. Lo abbiamo già fatto con Opportunity, mandandolo dove, dall’orbita, avevamo scoperto l’ematite. Bene, abbiamo in effetti altri due lander in arrivo: uno nel 2007 e uno nel 2009. Dove li faremo atterrare? MRO ci darà le necessarie informazioni sulla composizione, che ci suggeriranno dove andare. Ci fornirà inoltre immagini dettagliate, per sapere anche dove poter andare in tutta sicurezza. Una volta che i lander saranno sulla superficie, dovremo pure inviare sulla Terra i dati raccolti. MRO rappresenterà un collegamento fondamentale con loro: potremo così recuperare una quantità immensa di dati, utilizzando al meglio il notevole sistema di telecomunicazioni che avremo a bordo dell’orbiter. La missione MRO si divide in cinque fasi. In effetti, ci piace pensare al Mars Reconnaissance Orbiter come fosse una composizione di "cinque pezzi facili". Questo per scherzare, perché nessuno di essi è facile, davvero. Il primo pezzo è il lancio. Mi fa pensare a un matrimonio. Impieghi anni e anni a prepararti per l’evento, e in poche ore è già finito. Ed è bene che tutto fili liscio, o non riuscirai mai a riprenderti. Poi abbiamo la fase di crociera, quando lasciamo l’orbita della Terra alla volta di Marte. Ci vogliono circa sette mesi per arrivare là. Terza fase: l’arrivo e l’inserzione in orbita. Infatti arriveremo con così tanta energia, che rischieremmo di superare direttamente il pianeta. Dovremo allora accendere i nostri motori per rallentare fino al punto da essere catturati dalla gravità di Marte, che ci porterà nella sua orbita. Sarà una fase al cardiopalmo. Dopodiché, entreremo nella fase che riteniamo più pericolosa in assoluto: l’aerobraking, la frenata attraverso l’atmosfera marziana. Ci immergeremo un poco per volta nell’atmosfera, dissipando un po’ di energia per volta. Finalmente arriveremo alla parte sostanziosa. Accenderemo gli strumenti scientifici e faremo scienza per due anni terrestri consecutivi, più altri due per attività di supporto alle comunicazioni, fino a dicembre 2010, quando terminerà la missione principale. Allora, ricominciamo dall’inizio e parliamo di ciascuna fase. Le fasi della missione in dettaglio Innanzitutto, il lancio avverrà il 10 agosto 2005 alle 8 Eastern Time (le 14 ora italiana) [il lancio è stato poi rinviato per problemi tecnici, ndt] con un razzo Atlas V-401. Questo tipo di vettore ha volato due volte e il nostro orbiter, stranamente, ha il numero di serie 007. Il razzo ha due stadi. Il primo è spinto da due motori russi RD-180, e ci metteranno in marcia. Quando saranno esausti separeremo il primo e il secondo stadio, e accenderemo poi il secondo stadio (in realtà lo accenderemo per due volte, e la seconda sarà molto lunga), che ci porrà in fase di crociera. Una volta in orbita [terrestre], dispiegheremo i pannelli solari e la nostra antenna ad alto guadagno, da usare per le comunicazioni con la Terra. Qui si concluderanno tutti i principali dispiegamenti. Perciò è piuttosto diverso da quanto è accaduto per altre missioni, che hanno dovuto effettuare i dispiegamenti un volta arrivati a Marte. Quando giungeremo nei pressi di Marte, saremo al di sotto del suo polo sud. Mentre cominceremo a venir su dall’altra parte, accenderemo i motori principali. Disponiamo di sei motori, e ciascuno ha una spinta di 170 Newton, perciò avremo una spinta complessiva di 900 Newton. I motori ad idrazina rimarranno accesi per 30 minuti circa. Quindi andremo dietro al pianeta, pertanto non avremo più alcuna telemetria finché l’accensione non sia completata e la sonda sia riapparsa. Appena questo avverrà, ci troveremo in un’orbita molto ellittica, con una distanza massima di 35000 km e una minima di circa 200 km. Ecco dunque la ragione della fase successiva, l’aerobraking. Con l’aerobraking, useremo il retro dei pannelli solari, il corpo della sonda e il retro delle antenne ad alto guadagno per creare una resistenza con l’atmosfera che ci rallenti. Ogni volta che ci avvicineremo al pianeta, perciò, ci immergeremo nell’atmosfera rallentandoci un poco. Ora il modo in cui la meccanica orbitale funziona è che se disperdi energia con la resistenza, il punto di massima distanza dal pianeta viene ridotto. Così, in sette o otto mesi, ci immergeremo nell’atmosfera del pianeta ben 514 volte, riducendo lentamente la nostra orbita fino a quella finale, necessaria per le attività scientifiche. Per finire, cominceremo a fare scienza. Rimuovere le coperture protettive dei nostri strumenti sarà l’ultimo dei dispiegamenti che dovremo effettuare, e saremo già pronti per acquisire dati. Potremo raccogliere dati dall’intero pianeta: montagne, valli, i poli… per due anni. Jim Graf Project Manager del Mars Reconnaissance Orbiter
Traduzione: Daniele Cossu astronews@uai.it
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