ExoMars gode di perfetta salute e prosegue la sua "navigazione" verso Marte. La conferma, a un mese esatto dal lancio della prima parte della missione, arriva da uno scatto - questa volta, reale! - della camera CaSSIS, la più sofisticata camera a colori mai inviata su Marte, che riuscirà a ottenere immagini stereoscopiche del Pianeta Rosso, fotografando le stesse aree da diverse angolazioni.
Riscaldamento. La camera non è stata creata per fotografare il cielo stellato, ma è questo l'unico soggetto disponibile a 83 milioni di km dalla Terra (sui 500 milioni di km totali per raggiungere la meta), dove si trova ora la sonda. Lo scatto ritrae una porzione a caso del cielo vicino al polo sud celeste, ed è composta da due inquadrature delle stesse stelle (indicate dalle frecce) prese da due angolazioni leggermente diverse, per testare i meccanismi di rotazione e puntamento dello strumento.
Servizio completo. Raggiunta l'orbita marziana, CaSSIS sfrutterà lo stesso sistema per studiare nel dettaglio alcune strutture della superficie del pianeta, come potenziali fonti di gas e vulcani. Altre immagini saranno acquisite dal lander dimostrativo Schiaparelli durante la sua discesa di 6 minuti verso la superficie, poco prima dell'ammartaggio.
Check-up. Sia il lander sia il Trace Gas Orbiter, l'orbiter che da 400 km dalla superficie annuserà l'atmosfera a caccia di metano, funzionano in modo nominale e hanno già superato a pieni voti il primo controllo degli strumenti, inclusi batterie, sistemi di comunicazione e navigazione e payload scientifici, gran parte dei quali di produzione italiana.
EXoMArs 2016 Ecco la sonda ExoMars nei laboratori di Thales Alenia Space, l'azienda che l'ha costruita. 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.
La sonda vista dall'alto Per costruire le due sonde ci sono voluti 2 anni di lavoro. Gli ultimi test verranno effettuati a fine novembre 2015. Le due sonde verranno poi trasportate al cosmodromo di Baikonur in Kazakhstan, da dove partiranno per Marte. La finestra di lancio è compresa tra il 14 e il 25 marzo 2016. È l'ultima possibilità di lancio, un appuntamento immancabile, pena l'annullamento di entrambe le missioni ExoMars, sia quella del 2016 sia quella del 2018.
Test di vibrazione ExoMars 2016 durante un test di resistenza alle vibrazioni che simula il momento della partenza.
Costruito a Torino I tecnici di Thales Alenia Space durante la costruzione del modulo Schiaparelli che è stato realizzato in Italia, nei laboratori di Torino.
Il sedere La parte inferiore della sonda orbitante. Il cilindro al centro della sonda verrà riempito con il carburante per i razzi di posizionamento.
Controlli Un altro momento dei test di vibrazione. Il razzo russo Proton immetterà il veicolo su una traiettoria cosiddetta di Tipo-2, che prevede l’arrivo su Marte dopo una crociera di circa nove mesi.
Schiaparelli Il modulo dimostrativo che atterrerà su Marte, prima di essere montato sulla sonda madre.
Schiaparelli Il modulo dimostrativo che atterrerà su Marte, prima di essere montato sulla sonda madre.
Sotto Vuoto La sonda viene posta in una stanza dove si ricrea il vuoto per effettuare prove e test.
Sotto Vuoto La sonda viene posta in una stanza dove si ricrea il vuoto per effettuare prove e test.
Camera pulita Tutta la costruzione di una sonda è realizzata in un ambiente protetto per evitare contaminazioni.
Paracadute Un momento dell'assemblaggio finale. In alto è visibile il paracadute supersonico che frenerà la caduta del modulo Schiaparelli da 2.000 km/h a 250 km/h.
In costruzione L'orbiter di ExoMars 2016 ancora in costruzione. Per la precisione si chiama TGO “Trace Gas Orbiter” ed è dotato di 4 strumenti scientifici.
Antenna L'antenna della sonda, ancora in posizione raccolta e ricoperta da un film protettivo. Servirà anche come ponte radio per trasmettere a Terra i dati raccolti dal rover che arriverà nel 2018.
La sonda madre n sintesi gli obiettivi della missione 2016:
- Acquisire la più grande quantità possibile di dati nella fase di rientro nell’atmosfera marziana
- Atterrare con una capsula dimostrativa di circa 600 kg
- Operare un carico scientifico sulla superficie per un breve periodo
- Osservare l’atmosfera e la superficie marziana per due anni
- Fornire il supporto di telecomunicazione necessario al Rover della missione 2018
Foto: © ESA
La sonda madre Nella prima missione ExoMars, quella del 2016, il veicolo inviato verso il Pianeta Rosso sarà composto da un modulo orbitante, chiamato TGO “Trace Gas Orbiter” e da un modulo di discesa chiamato EDM “Entry descent landing Demonstrator Module” (nell'immagine appena si è sganciato dalla sonda madre), realizzato nello stabilimento Thales Alenia Space di Torino. Quest’ultimo modulo è chiamato Schiaparelli in onore di Giovanni Virginio Schiaparelli, considerato una delle più grandi figure dell’astronomia Italiana dell’800 e al tempo stesso uno dei maggiori studiosi della storia della scienza e dell’astronomia antica.
A caccia di tracce di gas L'orbiter è progettato per studiare le tracce di gas presenti nell'atmosfera marziana da un'altezza di circa 400 km. 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. In particolare cercherà le tracce di metano.
4 strumenti Trace Gas Orbiter ha a bordo 4 strumenti scientifici: CaSSIS, una fotocamera a colori ad alta risoluzione (5 m per pixel) in grado di fare foto steroscopiche, due spettrometri molto sofisticati (NOMAD e ACD) e un rilevatore di neutroni (FREND) per osservare l'idrogeno presente in superficie e fino a un metro di profondità.
A caccia di metano Un punto chiave delle ricerche sul Pianete Rosso riguarda 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. «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».
Foto Steroscopiche 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 sistema è semplice: durante la stessa orbita a fotocamera di gira di 180 gradi per riprendere da angolatura diversa le stesse zone di Marte.
Piccolo telescopio CaSSIS è di fatto un piccolo telescopio dotato di una sofisticata fotocamera a colori. Uno degli aspetti ingegneristici più complessi della sua progettazione è stato il peso e le dimensioni che sono state ridotte del 50% rispetto al progetto iniziale.
Test di vibrazione Le due sonde di ExoMars 2016 durante un test di resistenza alle vibrazioni che simula il momento della partenza.
Gli obiettivi della missione In sintesi gli obiettivi della missione 2016:
- Acquisire la più grande quantità possibile di dati nella fase di rientro nell’atmosfera marziana
- Atterrare con una capsula dimostrativa di circa 600 kg
- Operare un carico scientifico sulla superficie per un breve periodo
- Osservare l’atmosfera e la superficie marziana per due anni
- Fornire il supporto di telecomunicazione necessario al Rover della missione 2018
Foto: © ESA
Partenza con il razzo Proton Il programma ExoMars sarà realizzato con la cooperazione internazionale dell’Agenzia Spaziale Russa Roscosmos, che contribuirà con attrezzature ed esperimenti scientifici, ma soprattutto eseguirà entrambi i lanci con il razzo Proton Breeze M, nell'illustrazione.
9 mesi per Marte Il razzo vettore immetterà il veicolo su una traiettoria cosiddetta di Tipo-2, che prevede l’arrivo su Marte dopo una crociera di circa nove mesi, cioè a ottobre 2016.
Siamo arrivati Appena giunte nell'orbita corretta, le due sonde si divideranno: la sonda madre sgancerà la "conchiglia" che racchiude la sonda figlia. Schiaparelli inizierà allora una caduta libera di 3 giorni e raggiungerà il limite dell’atmosfera marziana, il cosiddetto punto di interfaccia d’ingresso, posto a circa 120 km dalla superficie del pianeta.
Entrata rovente Da quel momento inizia la veloce sequenza di discesa sul pianeta che dura in tutto poco più di 6 minuti: in circa quattro minuti il modulo d’ingresso riduce la sua velocità per attrito atmosferico da 21.000 km/h a circa 2.000 km/h. P
Apertura paracadute A un’altezza di circa 10 km si apre l'enorme paracadute (12 metri di diametro) che resta in funzione per due minuti portando la velocità di discesa a 70 m/s (250 km/h). Il paracadute è stato costruito, come tutto il modulo di discesa, in Italia.
Prima separazione Il guscio inferiore si stacca e si accendono i radar altimetrici.
Via il paracadute Il paracadute si sgancia a circa 1.000 metri dalla superficie e a quel punto entra in funzione il sistema di controllo basato su un radar altimetrico, un pacco giroscopico e nove motori di frenata.
Atterrraggio I motori portano il veicolo all'«ammartaggio», circa trenta secondi dopo lo sgancio del paracadute.
A 2 metri di altezza i motori si spegneranno e la sonda - pesante 600 kg circa - viene lasciata "cadere" a una velocità massima di 3,7 m/s (circa 13 km/h). L'impatto con il suolo è attutito da una specie di paraurti (tecnicamente è una struttura ad assorbimento d’urto in fibra di carbonio appositamente sviluppata) che avvolge la parte inferiore della sonda.
Missione scientifica Terminata questa fase importantissima, perché sarà un'esperienza indispensabile per la missione più importante, quella di ExoMars 2018, Schiaparelli raccoglierà dati e informazioni sul clima marziano per un massimo di 8 giorni.
Foto: © ESA
Obiettivo Mediani planum Schiaparelli atterrerà in una zona di Marte chiamata Meridiani Planum dove sono già atterrati i rover della Nasa Opportunity e Spirit.
Ricerca scientifica Schiaparelli è una piccola stazione meteorologica. Durante la fase di discesa analizzerà la composizione dell'atmosfera e scatterà varie foto. Una volta al suolo, analizzerà i venti marziani, la temperatura al suolo, il campo elettrico dell'atmosfera e altri vari parametri.
Gli obiettivi della missione In sintesi gli obiettivi della missione 2016:
- Acquisire la più grande quantità possibile di dati nella fase di rientro nell’atmosfera marziana
- Atterrare con una capsula dimostrativa di circa 600 kg
- Operare un carico scientifico sulla superficie per un breve periodo
- Osservare l’atmosfera e la superficie marziana per due anni
- Fornire il supporto di telecomunicazione necessario al Rover della missione 2018
