Tra una decina di giorni la sonda ExoMars Trace Gas Orbiter (Esa/Roscosmos), arrivata in prossimità di Marte il 16 ottobre, inizierà il programma stabilito, ossia l'osservazione e lo studio dell'atmosfera del Pianeta Rosso. Nel frattempo prosegue l'analisi dei dati inviati dal lander, Schiaparelli, durante la discesa che l'ha infine portato a schiantarsi al suolo, il 19 ottobre.
Questo è il riepilogo, rilasciato dall'Esa, di quanto è al momento accertato. Ricordiamo che la discesa di Schiaparelli avveniva "in automatico": tutto avveniva in modo programmato, sulla base di input dalla strumentazione.
1. La strumentazione di Schiaparelli ha funzionato perfettamente dal momento in cui la sonda si è risvegliata, dopo i tre giorni di ibernazione trascorsi dal momento in cui si è separata da TGO. Gli strumenti hanno permesso di attivare il sistema che ha misurato i movimenti della sonda durante la discesa.
2. La sonda ha attraversato gli strati superiori dell'atmosfera protetta dallo scudo termico: raggiunto lo strato più denso il computer di bordo ha disposto l'apertura del paracadute e una cinquantina di secondi dopo si è sganciato lo scudo termico inferiore che aveva protetto la sonda.
È a questo punto che sono iniziati i guai: non è certo che il paracadute si sia staccato come da piano di volo. È possibile che lo strumento IMU (Inertial Measurement Unit), che doveva fornire alla sonda informazioni sul suo orientamento nello spazio, abbia avuto un problema, al punto che il computer "ragionava" come se la sonda stesse scendendo sottosopra, ossia capovolta, e dunque le distanze risultavano negative.
3. Le conseguenze sono state drammatiche: il paracadute si è staccato prima del dovuto e i razzi che avrebbero dovuto frenare la sonda fino ad una velocità prossima a zero sono rimasti accesi per soli tre o quattro secondi anziché una trentina.
4. Con tali dati a disposizione il computer di bordo ha creduto di essere arrivato, mentre Schiaparelli si trovava ancora a oltre 2 km di quota, e così disposto lo spegnimento dei motori.
Zona di guerra. Il resto è noto: la sonda è precipitata a 300 chilometri all'ora fino al suolo, esplodendo nell'impatto. Sembra che in questa fase alcuni strumenti abbiano funzionato perfettamente, ossia come se la sonda avesse già toccato il suolo regolarmente.
Ora ci si chiede che cosa non ha fatto funzionare l'IMU. Secondo alcune indiscrezioni raccolte dal giornalista Paolo Attivissimo, riportate nel suo sito, è probabile che la causa sia da ricercare a monte, nel mancato drop test (il test di caduta) in fase di progettazione, ossia lo sgancio di una navicella simile alla sonda da un aereo per studiarne il comportamento in caduta.
Attivissimo imputa l'omissione del test ai costi e al fatto che avrebbe dovuto svolgersi in un'area critica, in Romania, non molto lontano dalle aree di conflitto in Ucraina.
L’Europa sta per mettere un piede su Marte Dopo un viaggio di 7 mesi, la sonda europea Exomars 2016 è arrivata nell’orbita marziana. Di che cosa si tratta? Di due sonde: una sonda madre, chiamata ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), che orbiterà attorno a Marte a un'altezza di 400 km; è una sonda figlia, un lander dimostrativo, chiamato Schiaparelli in onore dell'astronomo italiano famoso per i suoi studi su Marte, che il 19 ottobre - alle 16:48 - atterrerà sul pianeta rosso.
Che cos’è Schiaparelli Il lander Schiaparelli è una piccola stazione meteorologica, pesa circa 600 kg ed è un disco di poco più di un metro e mezzo di diametro. Il suo obiettivo scientifico è quello di studiare le tempeste di sabbia marziane. Sviluppata e assemblata sotto la responsabilità italiana, di Thales Alenia Space di Torino, Schiaparelli ha a bordo numerosi stumenti, in gran parte anch’essi sviluppati in Italia all’Università di Padova e all’Inaf di Napoli.
Foto: © ESA
Dove atterrerà Schiaparelli arriverà al suolo di Marte in una regione piatta relativamente piana, vicino all’equatore negli altopiani meridionali, chiamati Meridiani Planum. L’ellisse che racchiude l’area di atterraggio ha una lunghezza di circa 100 km ed è larga 15 e si trova relativamente vicino al luogo dove è atterrato, parecchi anni fa, il piccolo rover Opportunity della NASA.
Il lander europeo è stato progettato per arrivare al suolo a una velocità di circa 4km/h, la stessa che raggiungiamo noi cadendo da un muro di 2 metri. Può atterrare anche in presenza di rocce di 40 cm e su pendii non più ripidi di 12,5 gradi.
Prima volta per l’Europa Schiaparelli è il primo lander europeo ad atterrare su Marte. Al momento infatti, sul pianeta rosso ci sono 7 sonde americane (di cui 2, Curiosity e Opportunity ancora in funzione), 3 russe (perse prima dell’atterraggio) e 1 inglese, Beagle 2, scomparsa durante l’atterraggio nella notte di Natale nel 2003 (nella foto).
I 6 minuti di terrore del 19 ottobre La fase di atterraggio delle sonde marziane è la più critica, come insegna la storia. E lo stesso vale per Exomars. L’attesa separazione tra la sonda madre e la capsula Schiaparelli è già avvenuta: il lander è stato lasciato cadere su Marte con una traiettoria puramente balistica, come quella di un pallone da calcio che viene rimesso in gioco dal portiere.
Schiaparelli uscirà dall'ibernazione alle 15:42 del 19 ottobre, un'ora prima dell'ingresso in atmosfera, iniziando a preparare i sistemi di bordo.
Alle 16:42 inizierà l’ingresso nell’atmosfera, a 121 km di quota e a una velocità di 21.000 km/h. A quel punto, dato il ritardo di circa 10 minuti tra le comunicazioni sonda-Terra, Schiaparelli non sarà più controllabile e tutte le operazioni verranno eseguite in modo automatico e senza che da Terra si sappia che cosa sta succedendo.
La discesa di Schiaparelli L’ingresso nell’atmosfera rallenterà la sonda fino a 1.700 km/h. Dopo 3 minuti, a una quota di 11 km si aprirà il paracadute. Dopo un minuto si staccherà lo scudo termico anteriore. Siamo ormai alle 16:47, a 1,3 chilometri dal suolo: la velocità è “soltanto” 250 chilometri all'ora. Il lander abbandonerà anche la parte posteriore dello scudo e il paracadute, accenderà per qualche istante i retrorazzi per rallentare ulteriormente la discesa, e a 2 metri di quota e a 4 km/h di velocità si farà cadere su Marte. Touchdown: sono le 16:48.
Video: la discesa di Schiaparelli
Conferme e niente foto (per ora) Una volta su Marte, Schiaparelli trasmetterà il segnale di atterraggio che arriverà soltanto dopo 9 minuti e 36 secondi circa. Gli esperti dicono che per avere la certezza del successo della missione si dovrà spettare anche un’ora perché Schiaparelli non comunica direttamente con la Terra, ma utilizza come ponte altre sonde: Mars Express nelle prime ore e poi Exomars TGO, una volta che quest’ultima sarà entrata nell'orbita marziana (alle 17:31).
Vita breve, ma intensa Una volta atterrata su Marte sana e salva Schiaparelli funzionerà per molto poco (da un minimo di 2 a un massimo di 8 sol, i giorni marziani, che sono più o meno della stessa durata di quelli terrestri) e studierà l’atmosfera nella fase di discesa, mentre una volta atterrato, misurerà la composizione dei venti marziani e la presenza di metano al suolo. Ma perché mandare una sonda così complicata fino sulla superficie di Marte e poi farla funzionare così poco? La risposta nella prossima scheda.
Prove generali Gli obiettivi scientifici di Schiaparelli sono molto limitati perché l’obiettivo principale della missione è tecnologico. La fase di sgancio, l'entrata nell'atmosfera e l'atterraggio di Schiaparelli è il momento più importante e complesso di tutta la missione, perché l'ESA non possiede le conoscenze per far atterrare su Marte una sonda da 600 kg, tanto pesa il lander di ExoMars. Per questo la parte di missione al suolo è più dimostrativa che scientifica. E servirà come prova generale della prossima missione Exomars, prevista nel 2020, che porterà su Marte il più sofisticato rover mai costruito.
NEl cuore di una tempesta C'è un motivo di apprensione e di esaltazione per la missione: si prevede infatti che il giorno dell'atterraggio su Marte sarà in atto una tempesta globale di polvere che raggiungerà l'apice il 29 ottobre. Nulla di non previsto: «Abbiamo sempre saputo che Schiaparelli sarebbe potuto arrivare durante una tempesta di polvere: la sonda è stata progettata anche per affrontare una simile eventualità», afferma Jorge Vago, ricercatore dell'Esa. L'unico problema, secondo i ricercatori, sta nel fatto che un'atmosfera satura di polvere potrebbe impedire alle macchine fotografiche di osservare la superficie del pianeta in avvicinamento, con i dettagli per le quali sono state costruite. Ma una volta sul suolo, la ricchezza di informazioni che si potranno raccogliere saranno maggiori.
Nel frattempo in orbita Mentre Schiaparelli atterrerà sul pianeta rosso, la sonda madre, Exomars TGO, entrerà nell'orbita marziana dove rimarrà per 4 anni. Grande quanto un'utilitaria e pesante 3,7 tonnellate, l'orbiter è dotato di una serie di strumenti per realizzare il primo inventario completo dei gas atmosferici di Marte. Un punto chiave delle ricerche sul Pianete Rosso riguarda infatti la presenza di metano nell'atmosfera. Dalle misurazioni effettuate nel passato sappiamo che la sua concentrazione è molto bassa e sporadica: qualche volta riusciamo a misurarlo, altre volte no. Ma il solo fatto che venga rilevato è molto affascinante.
Cuore italiano Ecco la sonda ExoMars prima della partenza. Nella zona superiore c'è il lander Schiaparelli; sui lati si trovano i pannelli solari, ancora raccolti; nella parte anteriore si vede l'antenna, ancora avvolta in un flim protettivo. Le due sonde sono state realizzate in Italia, nei laboratori di Torino di Thales Alenia Space, una società franco italiana che le ha progettate e costruite.ExoMars è una missione proposta dall'Italia e dall'ASI che infatti ne è il massimo finanziatore: 370 milioni di euro, pari al 33% della spesa totale (1,2 miliardi di euro). Inizialmente doveva essere soltanto una missione dimostrativa, ma l'aggiunta di strumenti scientifici ha quasi fatto raddoppiare i costi. Ma per l'Italia è stato un investimento molto vantaggioso perché i ritorni in termini di risultati scientifici e progressi tecnologici sono decisamente alti: la maggior parte degli esperimenti scientifici vedono coinvolti istituti di ricerca italiani.
Ora però è assolutamente necessario capire che cosa è effettivamente avvenuto, per trovare una soluzione che permetta alla prossima missione, ExoMars 2020, di portare con successo un rover operativo su Marte. Sembra che tutto questo possa comportare un esborso di ulteriori 3-400 milioni di euro per i Paesi che contribuiscono all'ESA. Ma già corrono voci di un possibile, ulteriore rinvio della missione.
