Curiosity, il nuovo rover alla ricerca della vita su Marte

Il rover più grande e sofisticato mai costruito è in arrivo su Marte. Con laser e telecamere in 3D cercherà le tracce di eventuali forme di vita. Ecco com'è fatto e come porterà avanti le sue ricerche.

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L’arrivo sulla superficie marziana è fissato per lunedì 6 marzo con una manovra incredibile per quanto è complicata, delicata e “pericolosa” ribattezzata 7 minuti di terrore (guarda la video simulazione).
La conferma dell’atterraggio arriverà a Terra quando in Italia saranno le 7 e 31. Il messaggio non arriverà direttamente dal rover, bensì dalla sonda della Nasa Mars Odyssey in orbita attorno a Marte. Le comunicazioni dirette con la Terra saranno impedite infatti, dal fatto che a quell’ora il nostro pianeta si troverà sotto l’orizzonte marziano e quindi sarà impossibile il collegamento senza che il segnale venga fatto rimbalzare da una sonda in orbita attorno al pianeta rosso.

L’aiuto europeo

Anche la sonda europea Mars Express seguirà la discesa di Curiosity e sarà pronta a raccogliere le informazioni e a rinviarle a Terra nel caso in cui Odyssey avesse dei problemi. Tuttavia la Mars Express non potrà fare da ponte diretto, ma dapprima dovrà raccogliere le informazioni, poi, una volta elaborate a bordo, potrà inviarle a Terra. Questo farà si che al ritardo dovuto alla distanza tra la Terra e Marte, che lunedì sarà di circa 340 milioni di chilometri, si dovrà attendere l’elaborazione dei dati a bordo della sonda. La Nasa tuttavia, è fiduciosa di ricevere l’atterraggio in diretta dalla Odyssey.
Il rover sarà dotato di una telecamera che permetterà di riprendere le fasi dell’atterraggio e che pochi minuti dopo l’arrivo su Marte sarà trasmesso a Terra. Potremo così vivere i minuti più spettacolari del viaggio a Marte, che, per gli eventi estremamente complessi

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Curiosity ha volato verso Marte inglobato all’interno di una “conchiglia” – vedi foto – composta da una capsula superiore (che si staccherà dal rover una volta entrata nell’atmosfera marziana) e da uno scudo termico che dovrà proteggere Curiosity dalle intense temperature che incontrerà durante l’attraversamento dell’atmosfera stessa. Questa astronave marziana è stata lanciata da Cape Canaveral il 26 novembre del 2011 per mezzo di un razzo Atlas V.

Da dove viene il nome
Il rover Mars Science Laboratory (questo il nome ufficiale) è stato soprannominato Curiosity, un nome scelto da Clara Ma, giovane studentessa del Kansas, nell’ambito di un concorso indetto dalla Nasa a cui hanno partecipato migliaia di scuole di tutto il mondo. Così ha giustificato la scelta di tale nome: "La Curiosità è una fiamma eterna che arde nella mente di ciascuno di noi. È la Curiosità che mi fa alzare dal letto la mattina per chiedermi quali sorprese la vita mi metterà davanti quel giorno. Senza la Curiosità, oggi, non sapremmo chi siamo. La Curiosità è la passione che ci guida attraverso la vita di tutti i giorni".

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Curiosity è costato 2 miliardi di dollari e pesa 900 chilogrammi. È proprio a causa del suo peso che si è dovuto escogitare un nuovo sistema di atterraggio. Un paracadute non sarebbe stato sufficiente a frenare la discesa e il sistema con i palloni gonfiabili che fecero scendere su Marte Spirit e Opportunity non era adatto al tipo di mezzo.

Scorie nucleari su Marte
Anche il sistema per produrre energia è diverso dai rover precedenti. Questi infatti, funzionavano ad energia solare, mentre Curiosity ha a bordo un generatore di energia nucleare e un sistema per trasformare l’energia prodotta in corrente elettrica. Tale generatore, chiamato Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator, pesa 45 chilogrammi e contiene 4,8 kg di plutonio 238 radioattivo. Ovviamente non vi è alcun pericolo che esso esploda come una piccola bomba nucleare in quanto non ve ne è a sufficienza perché ciò possa avvenire.

Motori atomici

Non è la prima volta che una missione spaziale viene alimentata con generatori atomici. Altre 26 missioni lo sono state precedentemente. L’ultima in ordine di tempo è la New Horizons in viaggio verso Plutone dove vi arriverà nel 2015.
Il generatore a bordo di Curiosity dovrebbe dargli energia per almeno due anni terrestri, che equivalgono a circa un anno marziano.
Purtroppo questo sistema di alimentazione è molto efficace, fornisce l'energia (tanta) sufficiente a far funzionare gli strumenti ma è limitato. Una volta esaurito la missione finisce, a differenza di quanto successo ai precedenti rover Opportunity e Spirit che, mossi dall'energia rinnovabile del Sole, sono rimasti in funzione per molti più anni del previsto (Spirit ha funzionato per 2208 giorni marziani rispetto ai 90 previsti; Opportunity è - a oggi - ancora in funzione dopo oltre 3000 giorni marziani).

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Curiosity atterrerà nel cratere denominato Gale. La scelta è stata molto discussa e anche controversa. Nel 2006 la Nasa propose agli scienziati 30 possibili luoghi d’atterraggio a cavallo tra 30° nord e 30° sud dell’equatore. Solo il 22 luglio del 2011 arrivò la decisione di far scendere il rover nel cratere Gale a 4° sud dall’equatore. Il cratere ha un diametro di 154 km e si trova sui bordi dell’antichissimo Oceano Boreale marziano.
Curiosity atterrerà sul versante settentrionale, vicino a quello che sembra un delta di un fiume. Muovendosi ad una velocità che potrà raggiungere i 150 metri al giorno, sia in estate che in inverno (in inverno i rover ad energia solare dovevano fermarsi), Curiosity cercherà di risalire la montagna per studiare tutti i tipi di roccia osservabili. L’analisi permetterà di rilevare se in passato vi furono le condizioni perché possa essersi sviluppata la vita.

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Il cratere Gale ha una caratteristica davvero importante. Al suo interno vi è una montagna alta oltre 5 chilometri, chiamata Sharp che mostra un accumulo di rocce e sedimenti a composizione diversa.
base vi sono rocce vulcaniche, su di esse vi sono delle argille, sopra ancora dei solfati e nella parte superiore delle “fratture cementate”. Argille, solfati e fratture cementate indicano la presenza di acqua in grandi quantità nel passato. Ciò significa dunque, che l’acqua doveva arrivare in altezza a ricoprire quasi, se non per intero, la montagna Sharp. Il cratere dunque, risulta di grandissimo interesse per la ricerca di indizi di vita passata.

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Il rover Curiosity è stato testato sia in laboratorio che all’aperto, facendolo muovere su terreni sabbiosi e rocciosi simili a quelli che esso potrà incontrare durante l’esplorazione marziana. Come per gli altri rover i suoi movimenti saranno guidati da terra. Immagini tridimensionali scattate dalle macchine fotografiche di bordo verranno inviate ai tecnici della Nasa, i quali, tenendo presente le esigenze dei geologi che chiederanno di analizzare determinati punti della superficie marziana, sceglieranno la strada migliore per raggiungerli. A questo punto verranno inviati al rover i dati per seguire la traiettoria migliore.

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In questa fotografia gli ingegneri del Jet Propulsion Laboratory stanno installando le ruote del rover Curiosity. Per dare maggiore stabilità al veicolo si è deciso di dotarlo di 6 ruote da 50 centimetri di diametro. Avranno dimensioni superiori quindi, a quelle di numerose automobili terrestri (guarda il confronto con le altre ruote dei rover marziani: quelle minuscole di Sojourner, quelle medie di Spirit e Opportunitye le gigantesche di Mars Science Laboratory). 

Un motore per ruota
Ogni ruota possiede un proprio motore, dando così al rover sei ruote indipendenti. La loro mobilità dà al laboratorio marziano la possibilità di ruotare su se stesso di ben 360°. Questo è importante nel caso in cui il rover si trovi nell’impossibilità di avanzare per un ostacolo non calcolato. Il sistema di sospensioni è del tutto simile a quello utilizzato dai rover precedenti, da Pathfinder a Spirit e Opportunity. Esso infatti si è mostrato efficiente nel permettere ai rover di superare piccoli massi senza creare problemi di stabilità. Grazie a tacchetti simili a quelli presenti sotto le scarpe da calcio il rover può risalire pendii sabbiosi con un’inclinazione fino a 45°, come si vede in questo video dei test condotti nel deserto della California.


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Sono numerosi gli strumenti a bordo di Curiosity. Ecco in sintesi i principali:
A) Vi sono due Mastcam. Telecamere in grado di riprendere immagini ad alta e bassa risoluzione e per la prima volta anche dei video.
B) Mahli. Un microscopio per le analisi di minerali e strutture rocciose. Attraverso la macchina fotografica di bordo si potranno fotografare oggetti di 12,5 micrometri (più piccoli di un capello umano)
C) Mardi. Fotocamera puntata verso il basso che permetterà di riprendere le fasi di atterraggio di Curiosity. Sarà utile per scegliere i primi spostamenti di Curiosity una volta atterrato
D) Apxs. È uno strumento che misurerà l’abbondanza degli elementi chimici nelle rocce e nei suoli
E) Chemcam. È uno strumento dotato di un laser, di un telescopio e di un analizzatore di spettro. Avrà il compito di studiare le rocce che si trovano ad un’altezza di vari metri. Il laser potrà vaporizzare le rocce la cui composizione sarà analizzata dalle altre parti dello strumento.
F) Chemin. Individuerà le abbondanze dei minerali delle rocce. Ciò permetterà di individuare le caratteristiche dell’ambiente in cui le rocce si formarono
G) Sam. Si tratta di un grosso strumento in grado di rilevare la presenza di elementi e di molecole che solitamente sono associate ad organismi viventi.
H) Rad. Misurerà i raggi cosmici e le particelle solari che arriveranno attraverso l’atmosfera marziana. In prospettiva è una ricerca interessantissima perché da questi risultati possiamo capire se è possibile impiantare una base abitata su Marte.
I) Dan. È uno strumento in grado di rilevare l’abbondanza e a quale profondità nel suolo vi sono idrogeno e ossidrile (OH), indispensabili per rilevare la presenza di ghiaccio e acqua.
J) Rems. Si tratta di una vera stazione meteorologica che rileva pressione atmosferica, umidità, temperatura, velocità del vento e radiazione ultravioletta.
K) Medli. È uno strumento composito che rileverà temperatura e pressione esercitate dall’atmosfera sul rover durante la fase di discesa.

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Il rover Curiosity potrà comunicare con la Terra in due modi. O attraverso le antenne che esso porta nella parte posteriore oppure usando la sonda Mars Odyssey in orbita attorno a Marte. Ovviamente per comunicare direttamente con il nostro pianeta sarà necessario usare molta energia, mentre se sfrutterà il “ponte”, l’energia richiesta sarà molto inferiore. In ogni caso il rover potrà sempre ricevere direttamente da Terra tutte le informazioni necessarie alla sua sopravvivenza e ai suoi spostamenti. La Nasa possiede una rete di potenti antenne (una la vediamo nell’immagine) che formano il Deep Space Network, che sono in grado di ricevere costantemente messaggi da Marte nonostante che la Terra ruoti su se stessa.

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Nel disegno sono messi a confronto tre generazioni di rover diversi. In primo piano vi è il rover Sojurner che atterrò su Marte nel 1997. Era lungo soltanto 65 centimetri.
In alto a sinistra vi è uno dei due rover che scesero su Marte nel 2004: Spirit e Opportunity che erano lunghi 1,6 metri. Quest’ultimo è ancora funzionante e continua le analisi del suolo marziano in piena efficienza e ogni giorno invia numerose immagini a Terra.
In alto a destra Curiosity che segna una svolta nell’esplorazione marziana. La sua dimensione raggiunge i 3 metri.

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Per chi fosse in possesso di occhialini in 3D (con una lente rossa e una blu) può vedere il rover Curiosity in tre dimensioni.

L’arrivo sulla superficie marziana è fissato per lunedì 6 marzo con una manovra incredibile per quanto è complicata, delicata e “pericolosa” ribattezzata 7 minuti di terrore (guarda la video simulazione).
La conferma dell’atterraggio arriverà a Terra quando in Italia saranno le 7 e 31. Il messaggio non arriverà direttamente dal rover, bensì dalla sonda della Nasa Mars Odyssey in orbita attorno a Marte. Le comunicazioni dirette con la Terra saranno impedite infatti, dal fatto che a quell’ora il nostro pianeta si troverà sotto l’orizzonte marziano e quindi sarà impossibile il collegamento senza che il segnale venga fatto rimbalzare da una sonda in orbita attorno al pianeta rosso.

L’aiuto europeo

Anche la sonda europea Mars Express seguirà la discesa di Curiosity e sarà pronta a raccogliere le informazioni e a rinviarle a Terra nel caso in cui Odyssey avesse dei problemi. Tuttavia la Mars Express non potrà fare da ponte diretto, ma dapprima dovrà raccogliere le informazioni, poi, una volta elaborate a bordo, potrà inviarle a Terra. Questo farà si che al ritardo dovuto alla distanza tra la Terra e Marte, che lunedì sarà di circa 340 milioni di chilometri, si dovrà attendere l’elaborazione dei dati a bordo della sonda. La Nasa tuttavia, è fiduciosa di ricevere l’atterraggio in diretta dalla Odyssey.
Il rover sarà dotato di una telecamera che permetterà di riprendere le fasi dell’atterraggio e che pochi minuti dopo l’arrivo su Marte sarà trasmesso a Terra. Potremo così vivere i minuti più spettacolari del viaggio a Marte, che, per gli eventi estremamente complessi