Spazio

ExoMars: tutto quello che c'è da sapere sulla missione europea su Marte

Ecco tutti i segreti della missione ExoMars, pensata per trovare tracce di vita su Marte (e per portare il più sofisticato rover marziano) .

L’Europa sta per mettere un piede su Marte. Anzi sta per metterne due. Il primo molto presto, nel 2016; il secondo nel 2020, con il rover più sofisticato mai costruito. È questa - in poche parole - la missione ExoMars, realizzata da ESA in collaborazione con l’agenzia spaziale russa Roscosmos e con un importantissimo apporto dell’Italia. Un progetto unico in due fasi, con due lanci diversi e con ben tre sonde differenti.

Dal punto di vista scientifico si tratta di una sfida molto ambiziosa: trovare le prove dell’esistenza di forme di vita, oggi o nel passato, con una serie di strumenti appositamente pensati per questo. Ma lo è anche dal punto di vista tecnologico, perché l'ESA non ha mai realizzato nulla di paragonabile per livello di complessità.

ExoMars 2016. Ma andiamo con ordine. La prima missione è partita a marzo e ha portatosul pianeta Rosso due sonde: una sonda madre, chiamata ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), che orbiterà attorno a Marte a un'altezza di 400 km e che appena giunto nell'orbita prevista ha sganciato verso il Pianeta Rosso un lander dimostrativo, chiamato Schiaparelli in onore di Giovanni Schiaparelli, l'astronomo italiano famoso per i suoi studi su Marte.

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. Siamo andati a vederle a Cannes (vedi gallery qui sotto), durante i test finali e poco prima della loro partenza per il cosmodromo di Bajkonur, in Kazakistan.

La sonda madre, a caccia di metano. 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.

Le cause dei picchi stagionali di metano sono ancora un mistero. Possono essere di origine geologica: un semplice sottoprodotto dell'interazione di particolari rocce nel sottosuolo; oppure - ipotesi più interessante - il metano ha un'orgine biologica, come sulla Terra dove è prodotto da organismi viventi. «Il nostro obiettivo è essere in grado di confermare la presenza di metano - ci ha spiegato Jorge Vago, lo scienziato dell'ESA a capo del progetto - e forse anche di spiegarne l'origine».

Due missioni, tre sonde. Da sinistra la sonda orbitante di ExoMars 2016; il lander Schiaparelli, sempre della missione ExoMars 2016; il rover di ExoMars 2018. Quest'ultimo sarà dotato di un trapano in grado di raggiungere la profondità si 2 metri. Curiosity non riesce ad andar oltre i 5 centimetri. © ESA

Hashtag: #Bellefoto. A bordo dell'orbiter c'è anche CaSSIS, la più sofisticata camera a colori mai inviata su Marte. «Ha una risoluzione inferiore alla fotocamera HiRISE montata sulla sonda MRO della Nasa» ci spiega Nicola Thomas, il ricercatore dell'Università di Berna che ha sviluppato lo strumento in collaborazione con l'Università di Padova. «Ma il sistema di ExoMars ha una sensibilità maggiore per i colori e soprattutto ci permetterà di realizzare immagini steroscopiche con estrema facilità, riprendendo lo stesso luogo da due angolature opposte».

Il primo "piede" su Marte. Schiapparelli, il lander della missione del 2016, invece è una piccola stazione meteorologica che verrà fatta atterrare nella pianura detta Meridiani Planum. Funzionerà per molto poco (da un minimo di 4 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.

Il lander Schiaparelli. © ESA

Prove generali. La fase di sgancio, l'entrata nell'atmosfera e l'atterraggio di Schiapparelli 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 mission al suolo è più dimostrativa che scientifica.

Giunto a ridosso di Marte, infatti, il modulo di discesa si separerà dal modulo orbitante e, in tre giorni, raggiungerà il limite dell’atmosfera marziana, il cosiddetto punto di interfaccia d’ingresso, posto a circa 120 km dalla superficie del pianeta.

Da quel momento inizierà una sequenza di discesa simile a quella di Curiosity, come vi raccontiamo nella gallery qui sotto.

ExoMars 2020. Se tutto andrà come previsto, nel maggio del 2020 partirà la seconda missione di ExoMars. Ancora più ambiziosa e ancora più complicata. Porterà sul suolo marziano un modulo di discesa e il primo rover marziano europeo. Dopo l'atterraggio, il rover uscirà dalla piattaforma è inizierà la sua missione scientifica: cercare un sito dove potrebbe trovarsi materiale organico ben conservato, e analizzarlo.

ExoMars 2018 sarà il rover più sofisticato mai realizzato. Grazie alle sue 6 ruote potrà muoversi in tutte le direzioni: avanzare e indietreggiare, spostarsi di lato come un granchio, potrà persono camminare, sollevando le ruote come fossero le zampe di un ragno. A bordo disporrà di un laboratorio chimico per analizzare i campioni di suolo marziano e una piccola trivella, costruita in Italia, in grado di prelevare campioni di terreno alla profondità record di 2 metri, dove i raggi cosmici non sono in grado di arrivare e di distruggere eventuali forme di vita.

Se la missione andrà bene, sarà solo il primo passo verso il prossimo obiettivo dell'ESA: inviare su Marte una sonda in grado di prelevare e portare sulla Terra campioni di suolo.

Il razzo russo Proton che porterà nello spazio le due missioni ExoMars. © ESA

Una storia complicata. La missione ExoMars ha subito negli ultimi anni diverse vicissitudini. Inizialmente l'intera missione doveva essere una collaborazione ESA-NASA, ma poi, quando ormai l'agenzia europea aveva già iniziato i piani per la sua realizzazione, la NASA si è ritirata per taglia al bilancio.

Così l'ESA si è rivolta alla Roscosmos, che stava disperatamente cercando le luci della ribalta dopo i precedenti fallimenti, in particolare quello della missione Phobos-Grunt, che doveva riportare sulla Terra campioni della luna marziana Phobos, ma che per un difetto di funzionamento dell’ultimo stadio del vettore è ricaduta nell’atmosfera terrestre bruciando completamente.

Il cambio di partner non è stato indolore: meno soldi, molte tecnologie da dover sostituire, tanto tempo perso. Per essere pronti per marzo 2016 gli ingegneri di Thales Alenia Space hanno fatto gli straordinari, lavorando 7 giorni su 7, con tre turni quotidiani. Anche la secnda missione, inizialmente prevista per il 2018, è slittata di due anni, diventando così ExoMars 2020.

Ma quanto mi costi? 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; abbiamo la responsabilità complessiva delle due missioni; le aziende italiane hanno costruito la quasi totalità delle due sonde.

19 ottobre 2016 Gian Mattia Bazzoli
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