Domani, 19 ottobre 2016, nell’ambito della missione ExoMars, il lander Schiaparelli “ammarterà” sulla superficie del Pianeta Rosso. Se tutto dovesse andare secondo i piani, in 6 (lunghissimi e critici) minuti dovrebbe entrare nell’atmosfera marziana e atterrare. Nel dettaglio, Schiaparelli dovrebbe fare in suo ingresso in atmosfera alle 16:42, con touchdown alle 16:48. L’annuncio del ricevimento del segnale di conferma dell’atterraggio è previsto alle 18:33 (ora italiana), mentre l’arrivo del segnale che l’orbiter TGO è nella corretta orbita è atteso alle 20:30 (ora italiana).
Dopo aver viaggiato uniti per sette mesi, Schiaparelli e l’orbiter Tgo si sono separati il 16 ottobre alle 16:42 ora italiana in quello che i responsabili della missione chiamano scherzando un “divorzio in orbita“. Il segnale della conferma che la separazione era effettivamente avvenuta ha impiegato 9 minuti e 36 secondi per raggiungere la Terra, quindi è stato analizzato nel centro di controllo della missione che si trova in Germania, a Darmsdatd, nel Centro per la Ricerca e la Tecnologia dell’Esa. La separazione dei due veicoli è avvenuta alla distanza di un milione di chilometri da Marte e da quel momento le loro strade si sono separate: TGO ha rilasciato Schiaparelli con una leggera rotazione, in modo da mantenere la sua traiettoria sull’orbita marziana per le prossime 72 ore, e poi si è allontanato.
Quella che ha permesso la separazione è stata una manovra programmata sul computer di bordo, così come la discesa di Schiaparelli prevista per mercoledì 19 ottobre.
“360 secondi di terrore”
La discesa della sonda Schiaparelli durerà in tutto circa sei minuti e sarà la parte più delicata della missione: “360 secondi di terrore“, sono stati definiti dagli esperti dell’Agenzia Spaziale Italiana. Indiscusso il ruolo di primaria importanza del nostro Paese, sia sotto il profilo scientifico che sotto quello industriale e tecnologico della missione. “Il nostro Paese e’ stato quello che ha avuto per primo, circa 15 anni fa, la visione di immaginare una missione su Marte, e, nel corso del tempo ha saputo costruire, passo dopo passo all’interno dell’Agenzia spaziale Europea, il consenso necessario a realizzarla. Ora ci aspetta la prova piu’ decisiva, quell’atterraggio su Marte. Sappiamo che e’ una prova difficile, ma siamo confidenti della qualita’ del nostro lavoro. Non possiamo rammaricarci di nulla, abbiamo fatto tutto quello che doveva essere fatto“, spiega Enrico Flamini coordinatore scientifico dell’ASI. “In tutto saranno circa un migliaio le persone coinvolte nelle missione. Molte di loro partecipano a titolo di ricercatori e hanno curato la progettazione e la realizzazione dei diversi esperimenti imbarcati sul lander Schiaparelli che sull’orbiter“.
L’Italia sbarca su Marte
L’Italia va su Marte, con tutta la sua scienza, la sua alta tecnologia, la sua industria spaziale. ExoMars è l’unione delle forze tra l’Esa e l’agenzia spaziale russa Roscosmos, e comprende il Trace Gas Orbiter (Tgo) ed il dimostratore di entrata, discesa ed atterraggio Schiaparelli. In questo straordinario scenario, il nostro Paese, con l’Agenzia Spaziale Italiana, è pronto a iniziare l’avventura marziana a 55 milioni di chilometri dalla Terra.
L’obiettivo del lander Schiaparelli è testare una gamma di tecnologie per consentire una discesa controllata e l’atterraggio su Marte in preparazione per future missioni, compresi uno scudo termico, un paracadute, un sistema di propulsione ed una struttura deformabile.
Il Trace Gas Orbiter (Tgo) invece comincerà la sua missione scientifica alla fine del 2017, dopo un anno di complesse manovre di “aerobraking” (aerofrenaggio, per la riduzione della velocià) per far circolare la propria orbita.
Schiaparelli trasporta anche un piccolo pacchetto scientifico che registrerà la velocità del vento, l’umidità, la pressione e la temperatura sul luogo di atterraggio, ed otterrà inoltre le prime misurazioni dei campi elettrici della superficie di Marte che potrebbero fornire un’indizio di come le tempeste di sabbia vengono scatenate.
In questa avventura, che vede coinvolte circa 1.500 persone a livello Europeo nel programma ExoMars con oltre 600 in Leonardo e 134 aziende di Paesi partner dell’Esa coinvolte e coordinate da Thales Alenia Space, è l’Italia hi-tech ad approdare sul Pianeta Rosso. Attraverso la partecipata Thales Alenia Space, il colosso aerospaziale italiano Leonardo ha la leadership di entrambe le missioni ExoMars del 2016 e del 2020. Realizzati da Leonardo molti dei prodotti ad alto contenuto tecnologico usati nel programma: i sensori stellari di assetto, i pannelli fotovoltaici, il piano focale e l’elettronica di processamento della telecamera stereo di Cassis, le unità elettroniche di alimentazione e la sofisticatissima trivella che partirà nel 2020 per scavare con la sua punta di diamante il suolo marziano per la prima volta nella storia fino a una profondità di 2 metri alla ricerca di tracce di vita. Attraverso la controllata Telespazio, Leonardo è anche responsabile di alcuni sistemi chiave del segmento di terra di ExoMars. In questa missione 2016 sono quattro i pannelli solari realizzati da Leonardo con apertura alare di 17, 5 metri e garantiscono alimentazione a una distanza dal Sole che all’arrivo della sonda in atmosfera marziana è di 1.38 unità astronomiche, pari a 207 milioni di chilometri. La durata del viaggio della sonda verso Marte, guidata dai sensori stellari Leonardo, è stata di sette mesi e la velocità della sonda all’arrivo nell’atmosfera marziana sarà di 21.000 chilometri l’ora. La distanza Marte-Terra all’arrivo è di 178 milioni di chilometri.
Il Tgo lavorerà su un’orbita di 400 chilometri, la distanza della Iss, per 100.000 chilometri, il triplo della distanza della Luna, farà centinaia di orbite di 4 giorni l’una, per 12 mesi: in tutto la navicella percorrerà mezzo miliardo di chilometri, sempre guidata dai sensori stellari di Leonardo. A bordo anche la camera stereoscopica Cassis, cui ha contribuito Leonardo, che riprenderà foto 3D di Marte, con un dettaglio di 5 metri. Dopo il rilascio di Schiaparelli da Tgo il 16 ottobre, si passa alla fase dell’atterraggio del 19 ottobre ed il lander avrà 6 minuti per decelerare da 21.000 a 0 chilometri l’ora per atterrare. L’atterraggio di Schiaparelli deve essere totalmente autonomo, non può essere radioguidato perché a questa distanza i segnali radio impiegano 9,5 minuti da Marte alla Terra. Il sito su Marte scelto per l’atterraggio del lander è il Meridiani Planum che ha una depressione con diametro di 1.000 chilometri circa.
La Missione
La missione è suddivisa in due fasi. Nella prima, iniziata a marzo 2016, una sonda (TGO) resterà nell’orbita di Marte per indagare la presenza di metano e altri gas presenti nell’atmosfera, possibili indizi di una presenza di vita attiva, mentre un modulo (EDM) denominato Schiaparelli contenente la stazione meteo (Dreams) ed altri strumenti, atterrerà su Marte, il 19 ottobre. Nella seconda parte della missione, che prenderà invece il via nel maggio 2020, l’obiettivo è portare sul Pianeta Rosso un innovativo rover capace di muoversi e dotato di strumenti per penetrarne ed analizzarne il suolo.
Il 21 ottobre 2015 l’ESA ha annunciato la scelta del primo candidato per il landing del 2020. Si tratta di Oxia Planum, selezionato all’interno di una rosa di quattro siti.
Obiettivi Scientifici
ExoMars è stato concepito e realizzato con l’obiettivo principale di acquisire e dimostrare la capacità autonoma europea di eseguire un atterraggio controllato sulla superficie marziana, operare sul suolo marziano in mobilità di superficie, accedere al sottosuolo per prelevarne campioni e analizzarli in situ. Nello specifico, la missione indagherà le tracce di vita passata e presente su Marte, la caratterizzazione geochimica del pianeta, la conoscenza dell’ambiente marziano e dei suoi aspetti geofisici e l’identificazione dei possibili rischi per le future missioni umane.
Contributo Italiano
L’ESA ha assegnato all’industria italiana la leadership principale di entrambe le missioni; oltre alla responsabilità complessiva di sistema di tutti gli elementi, è sempre italiana la responsabilità diretta dello sviluppo del modulo di discesa di ExoMars 2016, denominato Schiaparelli, del drill di due metri che perforerà il suolo marziano per il prelievo di campioni e del centro di controllo da cui il Rover verrà operato.
Per quanto concerne il contributo scientifico, gli strumenti proposti con P.I Italiano e selezionati da ESA sono i seguenti:
- DREAMS (Dust characterization, Risk assessment and Environment Analyser on the Martian Surface) suite di sensori per la misura dei parametri meteorologici (pressione, temperatura, umidità, velocità e direzione del vento, radiazione solare) e del campo elettrico atmosferico in prossimità della superficie di Marte. Esso avrà la possibilità di studiare le condizioni ambientali sul pianeta nel periodo, particolarmente interessante, in cui si prevede una forte presenza di polveri nell’atmosfera (Francesca Esposito INAF/Osservatorio Astronomico di Napoli)
• AMELIA (Atmospheric Mars Entry and Landing Investigation and Analysis), modellistica dell’atmosfera marziana impiegando i dati raccolti dai sensori durante la discesa del lander Schiaparelli sulla superficie marziana (Francesca Ferri CISAS- Università di Padova)
• MA_MISS (Mars Multispectral Imager for Subsurface Studies) spettrometro per l’analisi dell’evoluzione geologica e biologica del sottosuolo marziano, inserito all’interno del Drill, che consentirà di analizzare la conformazione della superficie interna della perforazione effettuata dal Drill stesso (Maria Cristina De Sanctis (INAF/IAPS, Roma, Divisione Sistemi Avionici e Spaziali di Finmeccanica). - INRRI (INstrument for landing-Roving laser Retroreflector Investigations) il microriflettore laser dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) è stato realizzato con la supervisione scientifica di Simone Dell’Agnello, fisico dei Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) dell’INFN.
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