Mars Express

MARS EXPRESS: L’EUROPA SU MARTE PER LA PRIMA VOLTA

L’Agenzia Spaziale Europea si affianca finalmente a quella americana nello studio del pianeta più simile alla Terra. La sonda Mars Express (lancio a giugno 2003 dalla base di Baikonur in Kazakistan) ha tutte le caratteristiche per fornire nuovi dati sull’atmosfera e la superficie di Marte, complementari a quelli delle missioni della Nasa. Scienziati e industrie italiane partecipano a pieno titolo a questa impresa.

Il satellite (arrivo a Marte nel dicembre 2003) ha a bordo sette strumenti di osservazione, alcuni dei quali progettati e realizzati per la sfortunata missione russa Mars '96, e un piccolo lander, Beagle 2, che scenderà sulla superficie del pianeta per effettuare misure in situ. L’orbiter, oltre agli strumenti scientifici, ospita un sistema di telecomunicazione che servirà a tenere i contatti con le diverse sonde che nei prossimi anni raggiungeranno la superficie del pianeta. Mars Express è la prima delle flexible mission dell’ESA, progetti che prevedono la realizzazione e il lancio dei satelliti in tempi brevi e a bassi costi, attraverso un nuovo metodo di gestione e finanziamento del programma.

L’obiettivo scientifico della missione è studiare l’atmosfera, la geologia e la struttura del pianeta, con particolare attenzione alla ricerca di acqua nascosta sotto la superficie. Proprio in questa indagine è cruciale il ruolo italiano: il radar MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding), che eseguirà una mappa della distribuzione dell’acqua, sia solida sia liquida, nella parte superiore della crosta marziana, è stato progettato e realizzato da ASI in collaborazione con la NASA. L’altro importante contributo nazionale alla missione è lo strumento PFS (Planetary Fourier Spectrometer) che ha lo scopo di studiare l'atmosfera di Marte nella regione spettrale 1.2-45 micron. Scienziati italiani collaborano inoltre ad tre degli altri tre strumenti scientifici dell’orbiter.

MARS EXPRESS: LE CARATTERISTICHE DELLA MISSIONE

Il satellite e i suoi sistemi di comando, controllo e trasmissione dati, il carburante per le manovre, sette strumenti scientifici e un lander esterno, tutto in poco più di una tonnellata. Questa è una delle caratteristiche innovative della missione Mars Express, insieme alla riduzione dei costi e dei tempi di lancio. Lo scopo scientifico è l’osservazione del Pianeta Rosso nel suo complesso (atmosfera, superficie e sottosuolo) per almeno un anno marziano, cioè 687 giorni terrestri.

Il satellite (lancio a giugno 2003 con un razzo Soyuz Fregat dalla base di Baikonur in Kazakistan) raggiungerà Marte dopo un viaggio lungo circa 400 milioni di chilometri che durerà sei mesi. Poco prima di immettersi in un’orbita molto ellittica intorno al pianeta la sonda rilascerà il lander Beagle 2 che, con l’ausilio di un paracadute e di palloni gonfiabili, si poserà sulla superficie di Marte alla ricerca di prove dell’esistenza passata o presente di vita.

Oltre al lander, a bordo di Mars Express ci sono sette strumenti, tutti complementari, i cui dati permetteranno di avere un quadro complessivo delle proprietà del pianeta con un dettaglio finora mai raggiunto.

Edited by Sè#9 - 19/12/2004, 14:31

E se si parla di acqua nello spazio, l'attenzione va naturalmente a Marte: la mattina di Natale il robot dell'ESA Beagle2 atterrerà sul pianeta rosso, e nel giro di un mese sarà seguito da altri due robot, i rovers della NASA. Che novità ci sono dalla missione ESA Mars Express?

La sonda ha percorso il 99% dello spazio che lo separava da Marte: ancora pochi milioni di km e il 19 dicembre si inserirà in orbita intorno al pianeta rosso. All'inserimento in orbita, una lieve carica esplosiva farà scattare la molla che tiene il Beagle2 legato alla navicella. A quel punto il Beagle2 inizierà la sua caduta verso Marte, dove arriverà la mattina di Natale. Se qualche cosa va storto, sarà possibile iniziare una procedura di emergenza che, per salvare la missione del piccolo robot, dovrà completarsi entro 40 ore.

Ma se per la Mars Express tutto va a gonfie vele, è di questi giorni la notizia del fallimento della missione della sonda giapponese destinata allo studio di Marte, la missione Nozomi. Purtroppo fin dal lancio della missione la Nozomi è stata sfortunta. Dopo una serie di anomalie, i tecnici giapponesi erano quasi riusciti a recuperare la missione, ma purtroppo la sonda mancherà l'inserimento in orbita intorno a Marte, che verrà invece sorvolato a circa 1000 km di quota. Poi la Nozomi proseguirà la sua corsa perdendosi nel sistema solare.

In compenso Su Marte la Mars Express troverà due sonde che sono già lì da anni, la Mars Odyssey e la Mars Global Surveyor, della NASA, e sarà raggiunta in gennaio da altre due missioni della NASA, i due robot Spirit e Opportunity.

Oltre a scatenarsi nella ricerca dell'acqua, la Mars Express proverà anche a dare una risposta a una domanda apparentemente molto semplice. Perché Marte è rosso?

Una delle ipotesi è che Marte sia rosso a causa dell'ossidazione: l'ossidazione dei metalli è quel fenomeno che sulla Terra si chiama banalmente "ruggine". Perché avvenga un processo di ossidazione, però, c'è bisogno di ossigeno. Ma l'atmosfera marziana è priva di ossigeno molecolare.

L'ipotesi è che i raggi ultravioletti provenienti dal sole separino il biossido di carbonio, liberando atomi di ossigeno. Ma anche questo non è sufficiente, perché Marte non è protetto da un campo magnetico globale, come la Terra: così le particelle cariche provenienti dal sole possono ripulire l'atmosfera marziana di gran parte dell'ossigeno prodotto. Occorre capire, quindi, se nonostante tutto alcuni atomi di ossigeno possono farsi strada fino alla superficie di marte per ossidare gli elementi superficiali del pianeta.

Mars Express studierà il vento solare e la ionizzazione in atmosfera, attraverso lo strumento ASPERA. Dall'altra il Beagle 2 cercherà di capirne di più sui processi chimici che hanno luogo o che hanno avuto luogo sulla superficie del pianeta.

Insomma, uno dei vantaggi è proprio la visione globale che un satellite può avere di un determinato territorio. Ma in questo modo l'ESA o la NASA non ci spiano attraverso i loro satelliti?

Come ho già avuto modo dire altre volte, l'ESA non costruisce satelliti spia. Nello specifico, poi, i satelliti per le osservazioni della Terra non hanno le capacità tecniche per "spiarci".

Un satellite come gli ERS o il LANDSAT canadese, un altro partner storico dei satelliti europei, oppure il satellite ambientale europeo ENVISAT, funzionano in modo completamente diverso: il radar di cui si servono è uno strumento attivo, che illumina la Terra con un fascio di onde radio, che successivamente raccoglie. Ma le onde radio hanno una lunghezza d'onda molto grande, dell'ordine di diversi metri. E maggiore è la lunghezza d'onda, minore è il dettaglio con il quale si ottiene l'immagine. Un immagine, poi, che è molto difficile da interpretare, proprio perché il mondo nelle onde radio non appare certo simile al mondo nella luce visibile.

Un ulteriore precisazione: l'uso dei satelliti non comporta di per sé la risoluzione dei problemi, ma è senz'altro un ottimo strumento in più, attraverso il quale si possono fare attività che in passato non potevano essere fatte. Nonostante questo, i satelliti non eliminano certo gli errori, perché nella scienza le misure non sono mai precise. E non sto parlando di misure da satellite, ma qualsiasi tipo di misura. L'errore nella misura fa parte del metodo della scienza. Questa è una delle ragioni per cui servono molti esperimenti, molti satelliti, osservazioni ripetute.

Mars Express e la Grande Opposizione di Marte

28 Agosto 2003 (scusate ma sono riuscita a reperire questa info solo adesso ^^')

Solo l’uomo di Neanderthal aveva visto Marte così luminoso, circa 60 mila anni fa. Ed è difficile dire che tipo di uomo sarà quello che potrà vederlo ancora fra 26 mila anni.

Ma oggi, non ci sono solo gli uomini ad osservare Marte, ma anche una vera e propria flottiglia di sonde spaziali che sono state lanciate alla volta del pianeta rosso. La sonda dell’ESA Mars Express, a cui partecipa anche l’Italia, si sta dirigendo verso Marte alla velocità di 10 800 km all’ora ed è a circa metà viaggio: ha coperto 242 milioni di km dei 485 totali.
In gennaio arriveranno su Marte sia la sonda Mars Express, sia le sue concorrenti della NASA. E ci sono ancora speranze per vedere l’arrivo anche della sonda giapponese Nozomi, che però ha diversi problemi di funzionamento. Sarà un capodanno internazionale festeggiato sul pianeta rosso. Il fiorire della flottiglia spaziale non è una coincidenza, data la vicinanza particolare di quest’anno fra il nostro pianeta e Marte. Ma certo è un caso straordinario che il momento di maggior vicinanza tra Terra e Marte nell’arco di 100 000 anni cada proprio in un periodo della storia dell’umanità in cui l’uomo è maturo per l’esplorazione spaziale: rispetto agli anni ’60 e ’70 sono stati fatti progressi immensi in questo senso.

Ma mentre aspettiamo l’arrivo della flottiglia di esplorazione vale la pena di godersi Marte: anche se si sta allontanando sarà molto visibile per tutto il mese di settembre. Il pianeta ha una grandezza apparente di circa 20 secondi d’arco: sono le dimensioni di un TIR di 20 metri visto a circa 200 km di distanza. Osservare il pianeta ad occhio nudo, secondo me, è ancora più bello e suggestivo di quanto non sia osservarlo al telescopio. Si vedono le altre stelle, è possibile confrontare le luci. Marte appare in tutto il suo splendore.

Alla minima distanza Marte distava dalla Terra “solo” 56 milioni di km. Perché le sonde devono percorrere 485 milioni di km prima di arrivare a destinazione?

La Terra e Marte si muovono intorno al Sole su orbite diverse, con velocità diverse: per mandare una sonda su Marte, l’orbita deve essere un arco di parabola che parte dalla Terra e intercetta il pianeta rosso.

Lo stesso accade se da un’auto che percorre una corsia autostradale si volesse lanciare un pallone a un’altra auto che stiamo superando. Dobbiamo tenere conto della velocità relativa dei veicoli: non possiamo semplicemente aspettare di sorpassarla e poi lanciare la palla diritta verso l’auto. Lo stesso accade per le sonde. E da questo deriva un percorso lungo 485 milioni di km, quando la minima distanza è quasi nove volte inferiore.

Quali sono gli obiettivi della missione europea?

I misteri di Marte sono ancora molti: oggi non sappiamo ancora se esiste dell’acqua negli strati superficiali del pianeta, appena al di sotto della crosta. La missione Mars Express è dotata di un radar di costruzione italiana, il MARSIS, con il quale, dopo essersi inserita in orbita intorno al pianeta, ne scandaglierà la superficie fino a 3-5 km di profondità, proprio per scoprire se vi sono giacimenti di acqua. E se quest’acqua è liquida o gelata.

E ancora non conosciamo la storia dell’atmosfera di Marte, un’atmosfera oggi molto tenue, molto sottile, che non permetterebbe l’esistenza di mari di acqua. Un altro strumento italiano, il PSF, analizzerà la composizione chimica dell’atmosfera marziana, che oggi sappiamo essere principalmente di biossido di carbonio, ma che vogliamo analizzare con più dettaglio. Conoscere bene Marte, com’è cambiata la sua atmosfera, se vi sono stati mari e oceani, ci potrebbe permettere anche di capire come cambia il clima globale di un pianeta molto simile al nostro. Potrebbe avere ricadute interessanti anche per chi si occupa di geologia e di clima sulla Terra. E, dunque, per tutti noi, interessati o meno all’astronomia e allo spazio.

La corsa alla conquista della Luna ha segnato la guerra fredda tra URSS e USA. Ora la competizione per la conquista di Marte sembra essere tra Europa e USA. Stanno proprio così le cose?

Non esattamente, in realtà le missioni della NASA e quella dell’ESA saranno complementari e si daranno una mano una con l’altra. Per esempio a Terra per raccogliere i segnali inviati dalle sonde si potranno utilizzare sia antenne dell’ESA che della NASA. Ed è giusto così.

Lascia che lo dica meglio con una frase di Schiaparelli, l’astronomo italiano che dette inizio all’indagine moderna di Marte. È una citazione inedita che proviene direttamente dall’archivio storico dell’Osservatorio Astronomico di Brera. È una frase che Schiaparelli scrisse a Percival Lowell, sua estimatore ed accanito sostenitore della vita su Marte, nel 1907. Schiaparelli dice: “Questo pianeta è davvero prezioso. È stato tra i primi corpi celesti studiati dai Babilonesi. Poi ha permesso a Keplero di scoprire le due prime leggi del moto dei pianeti. Ora ci aiuta a svelare i misteri della vita su altri mondi. È il Marte terrestre, cioè la guerra, che deve essere abolito.”(Lettera di G. V. Schiaparelli a P. Lowell, 1907. Archivio dell'Osservatorio astronomico di Brera. Fondo G. V. Schiaparelli).