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
Fonte:http://www.uai.it
