ExoMars. Alla ricerca del luogo più adatto in cui fare atterrare il rover europeo
Mandare un "robottino" su Marte implica una accurata pianificazione sotto molteplici aspetti: tecnico (il viaggio e le caratteristiche strutturali della sonda); scientifico (quale la strumentazione, meglio se ridondante, di cui necessiterà per svolgere i compiti predefiniti); previsionale (prevedere in anticipo le anomalie o incidenti di percorso per non essere presi alla sprovvista).
Tuttavia questa pianificazione servirebbe a ben poco se non si valutasse accuratamente dove fare atterrare la sonda perché sia in grado di espletare la sua missione. Tra le variabili da considerare vi è la morfologia (troppi sassi, pendi scoscesi, dentro un cratere, etc), la geologia e le condizioni atmosferiche (stare lontani dalle zone soggette a tempeste di sabbia) del luogo prescelto. Una deviazione di soli pochi chilometri può annullare la riuscita di una missione.
Tutte problematiche queste ultime che hanno dovuto essere affrontate dagli scienziati dell'Ente Spaziale Europeo (ESA) quando hanno cominciato a pianificare dove fare atterrare ExoMars, il primo rover europeo che parteciperà alla ricerca della vita su Marte.
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| ExoMars (credit: ESA) |
A differenza dei rover attualmente operanti sulla superficie marziana, ExoMars sarà dotato di un trapano in grado di penetrare per 2 metri sotto la superficie alla ricerca di tracce organiche. Solo al di sotto della superficie è infatti possibile ipotizzare la presenza di vita (o di tracce organiche di una vita passata) a causa delle condizioni proibitive legate sia alla tenue atmosfera che al debole campo magnetico. Due condizioni queste che spiegano l'irraggiamento da raggi solari e cosmici della superficie marziana a livelli ben superiori a quelli presenti sulla Terra.
A tale scopo il 27 marzo scorso, 60 degli scienziati coinvolti nella missione si sono incontrati allo European Astronomy Centre vicino a Madrid per definire quale tra gli otto siti selezionati per l'atterraggio fosse il migliore. Quattro tra questi hanno ricevuto i maggiori consensi: Mawrth Vallis, Oxia Planum, Hypanis Vallis e Oxia Palus. Ristretta la rosa dei candidati toccherà ad un gruppo ristretto di esperti fare all'ESA la propria proposta entro la fine del 2016.
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| I siti potenziali in cui fare atterrare il rover (credit: NASA/Goddard Space Flight Center/nature.com) Vi consiglio di inserire le aree ricercate su Google-Mars (link) per visualizzare la loro posizione sul pianeta rosso |
"Trovare il posto giusto è cruciale", dice Matt Balme, uno scienziato planetario presso la Open University di Milton Keynes. "Se facessimo una scelta sbagliata, potremmo fare atterrare la sonda in una zona "pericolosa" - e quindi al probabile fallimento totale della missione - o in un'area in cui a causa delle caratteristiche geomorfologiche non avremo alcuna possibilità di conseguire gli obiettivi scientifici della missione".
Gran parte del pianeta è stato infatti escluso proprio per motivi tecnico-scientifici. Per avere una possibilità di trovare tracce di vita, gli scienziati dei gruppi di lavoro hanno dovuto selezionare un sito che fosse verosimilmente acquoso 3,6 miliardi di anni fa, il periodo in cui ci sono ottime ragioni per pensare che l'acqua fosse abbondante su Marte, in condizioni quindi molto simili alla Terra nello stesso periodo.
E' anche importante che questo sito sia stato sepolto in tempi geologicamente brevi in modo da avere conservato le eventuali tracce organiche del lontano passato.
I quattro siti prescelti si dividono in due categorie: luoghi in cui le caratteristiche minerarie sono indicative della azione dell'acqua; luoghi in cui è la morfologia stessa ad indicare la presenza di passata di fiumi (e quindi di sedimenti fini in cui siano rimaste intrappolate molecole organiche).
Mawrth Vallis e Oxia Planum, due vaste pianure che contengono alcune delle rocce più antiche del pianeta, rientrano nella prima categoria. Tra le rocce presenti vi sono, in base alle rilevazioni delle sonde orbitali, minerali noti come fillosilicati ad indicare che le rocce erano una volta argille umide formatesi in un pH neutro adatto per la vita.
Nella zona di Oxia Palus sembra invece esserci stato un fiume serpeggiante, mentre Hypanis Vallis mostra le tracce di un estuario, posto ideale per cercare tracce sepolte di sedimenti organici trasportati dal fiume e catturati nella roccia sedimentaria.
Secondo Jack Mustard, un geologo della Brown University, il posto migliore per trovare segni di vita è in una zona dove vi sia stata abbondanza continuativa di flussi d'acqua. Tra questi "Mawrth Vallis sembrerebbe essere perfetto" ha affermato. Un sito non a caso scelto in precedenza dai progettisti della missione Curiosity della NASA, il cui rover atterrò invece nel Gale Crater (link).
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| In giallo i siti delle precedenti missioni. Per informazioni dettagliate sulla missione Curiosity vedi l'ottimo blog rockhounds (credit: rockhounds) |
Questo insegna che è prioritario massimizzare le possibilità di fare atterrare in tutta sicurezza il rover ma anche di farlo atterrare dove prestabilito. Un compito tutt'altro che semplice come vedremo. Questo è il compito di Roscosmos, subentrato nel progetto alla NASA dopo che questa si era tirata fuori per motivi di budget e per concentrarsi sulle proprie missioni. Una competenza quella della russa Roscomos, basata sul lavoro condotto con i lander lunari tra il '60 e il '70.
Dicevamo che sono proprio i vincoli tecnici legati all'atterraggio ad avere scremato molti dei siti indicati in un primo tempo come ideali. Dato che la procedura di atterraggio si basa su uno scudo termico e un paracadute sarà necessario fare viaggiare la sonda il più possibile dentro l'atmosfera in modo da rallentarne la discesa a sufficienza per non danneggiare gli strumenti nell'impatto. Da qui la scelta di punti di atterraggio in depressioni invece di quelli posti su altopiani.
Inoltre, a differenza di Curiosity che era alimentato da una batteria nucleare, ExoMars sfrutterà un motore a energia solare, un fatto che impone di scegliere zone con poca polvere (altrimenti addio all'energia solare) e sufficientemente irraggiate, quindi zone prossime all'equatore.
La finestra di atterraggio, date l'incertezza intrinseca nella traiettoria è una ellisse lunga 104 km e larga 19 km, più di dieci volte superiore all'area selezionata per Curiosity che pur molto più precisa di Exomars non è riuscita a centrare il sito prescelto. Va da se che l'area deve essere povera di grossi massi e di crateri e tale da non richiedere lunghi spostamenti perché rover possa raggiungere il punto ideale in cui iniziare le analisi.
Non quella che definirei una situazione ideale.
La NASA, da parte sua, non sta a guardare ed è previsto per maggio l'inizio del processo decisionale che la porterà a scegliere dove inviare il prossimo rover su Marte nella missione prevista per il 2020.
Insomma, gli analisti hanno molto lavoro da fare per selezionare i siti di atterraggio ideali per le due missioni. Sbagliare vorrà dire buttare anni di lavoro e i soldi già scarsi (rispetto ai budget del passato).
Non fare queste missioni è invece un crimine contro la conoscenza, la cui ricerca è un elemento imprescindibile dell'essere umano.
Nota. Giusto per rimanere in tema marziano e sfruttare appieno le potenzialità dello strumento fornito da GoogleMars, vale la pena citare la zona Valles Marineris, un canyon che si estende per migliaia di chilometri e raggiunge dislivelli compresi tra i 5 e i 10 km di profondità. Si tratta del più grosso canyon nel sistema solare; giusto per fare un paragone il Grand Canyon ha un dislivello di soli 2000 metri. Sebbene sia localizzato in stretta prossimità con la gigantesca montagna vulcanica Tharsis, l'origine del canyon è fortemente dibattuta. Vedi qui la mappa dell'area.
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| Il futuro delle missioni su Marte (credit: NASA) |
In attesa del futuro, ecco un video riassuntivo di quanto fatto finora dal rover Curiosity (articolo precedente QUI).
Credit a Jeff Quitney per il video
(prossimo articolo su "missioni marziane" ---> qui)
Articoli precedenti sul blog su argomenti correlati: "Prossimi rover sulla Luna; atterraggio di Curiosity; Quale il futuro delle missioni marziane"; "Un rover privato sulla Luna"
Fonte
- ExoMars scientists narrow down landing sites
Nature, 2 aprile 2014
- The ExoMars programme 2016-2018
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