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Spirit,
nonchè MER-A, Mars Exploration Rover-A,
è il primo dei due
rover
NASA atterrato alle 04:35 (GMT) del 4
gennaio 2004 nel
cratere di Gusev su Marte. Le coordinate sono le seguenti:14.57 S, 175.47 W.
Opportunity,
nonchè MER-B, Mars Exploration Rover-A,
è il secondo dei due
rover
NASA atterrato alle 05:05 (GMT) del 25
gennaio 2004 nella Meridiani Planum (lato opposto di Marte). Le coordinate
sono le seguenti: 1,95S , 5,53W.
I giorni marziani vengono definiti "Sol".
Così atterrando le sonde iniziarono il loro Sol 1, il giorno dopo era il
Sol 2.... fino agli attuali ben oltre 600 Sol (praticamente alla data
attuale siamo giunti a quasi 1 anno marziano).
Spirit è atterrato a circa 10
chilometri di distanza dal centro della cosiddetta ellisse-bersaglio,
ad una
latitudine di 14.5718° S ± 30 metri,
longitudine 175.4785° E ± 0.5 metri.
Il Rover, il paracadute, lo scudo termico e alcuni segni dei numerosi
rimbalzi effettuati dalla sonda sulla superficie marziana sono visibili in
una immagine ripresa dal
Mars Global Surveyor. Cercheremo di reperirla appena possibile per
mostrarla in questa sezione. Nell'immagine sopra a destra si può osservare la
complessa sequenza che ha portato all'atterraggio della sonda; premettiamo
che lo stesso principio vale sia per Spirit che per Opportunity. L'
approccio impiegato dalla NASA, nell'utilizzare queste tecnologie, permette di atterrare su un pianeta riducendo i costi e i
requisiti tecnici rispetto a un atterraggio morbido "classico",
questo grazie anche alla minore gravità di Marte rispetto la Terra. .
Il luogo dell'atterraggio di Spirit è stato ribattezzato
dal personale NASA con il nome "Columbia Memorial Station", in memoria degli
astronauti morti nel disastro dello
Space Shuttle Columbia.
A differenza del lander usato nella
missione Pathfinder, quelli di Spirit e Opportunity erano privi di
strumentazione utile, ma costituiva solo un guscio di protezione per i Rover
stessi, sul quale erano raggruppati tutti gli strumenti.
Pathfinder divideva la strumentazione tra il lander e il piccolo Rover
Sojourner. Le immagini che Spirit e Opportunity ci hanno inviato (e
continuano ad inviare) sono esclusivamente riprese dai rispettivi Rover,
non dai lander.
Caratteristica interessante di Spirit e Opportunity è la totale autonomia di navigazione
grazie al software sviluppato per queste sonde: i tecnici da
Terra stabiliscono quale punto del suolo marziano i rover devono
raggiungere, dopodiché sono i "rover" stessi a stabilire qual è il percorso
migliore per evitare gli ostacoli più grandi, pur essendo progettati per
poter marciare, in caso di necessità, sopra gli ostacoli più piccoli.
Durante il Sol 9 il Spirit ha dispiegato per la prima volta il suo braccio
meccanico, che raccoglie diversi strumenti scientifici, tra cui una sorta
di "frullino" per grattare la superficie delle rocce, e un
microscopio ottico. Per chi visitasse il sito NASA dove vengono raccolte
le immagini dei Rover, sono disponibili un grandissimo numero di frame con
interessanti dettagli del suolo fotografati con questa fotocamera.
Nei Sol seguenti Spirit ha continuato a inviare informazioni agli scienziati della NASA, sotto forma di immagini
e dati prettamente tecnici (temperatura, pressione, immagini a
infrarossi ecc), fino al Sol 19, cioè il 22
gennaio: dopodiché il rover ha inviato a Terra un segnale di
guasto, seguite da trasmissioni frammentarie o
addirittura silenzio radio per diversi giorni. Ci piacerebbe sapere che
valori risultavano a proposito dell'atmosfera marziana...
LA NASA, inizialmente fortemente preoccupata di non riuscire a
recuperare la funzionalità del robot, dopo giorni di ipotesi, test e
tentativi su una macchina distante centinaia di milioni di chilometri, è
riuscita a identificare come probabile motivo del guasto un eccesso di
file accumulatosi nella
memoria flash del rover; questo fatto, non previsto dal software di
bordo, ha causato 77
reset consecutivi del computer di bordo, e l'impossibilità per il "rover"
stesso di spegnersi durante la notte (cosa che faceva abitualmente,
durante il funzionamento normale, per mantenere la carica delle
batterie finché non fosse di nuovo disponibile la luce del sole per
ricaricarle), mettendo seriamente a rischio l'integrità della missione.
Vorremmo ricordare che i tecnici a Terra disponevano (e dispongono
tuttora) di un modello identico utilizzato per le simulazioni, allo scopo
di ricreare, nel limite del possibile, i possibili problemi potenzialmente
verificabili a quelli su Marte. Comunque una riprogrammazione da Terra ha però poi permesso di isolare la
memoria flash guasta dal resto del sistema, rendendo possibile una
riattivazione completa del rover.
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Risolti i problemi al computer di bordo, Spirit è stato diretto in
esplorazione verso un cratere denominato Bonneville distante circa 300
metri. Durante il percorso sono state esaminate svariate roccie e
analizzato il terreno. Gli spettrometri indicano una presenza quasi
esclusiva di roccia di origine vulcanica. Immagini panoramiche ad alta
risoluzione dal bordo del cratere hanno convinto gli scienziati a non
effettuare ulteriori analisi vista la mancanza di rocce affioranti. Queste
infatti sarebbero utili per comprendere se in passato nel cratere
Gusev vi fu la presenza di acqua. Spirit giunto oltre il 100°
sol, il giorno marziano, si è diretto verso le colline
Columbia distanti circa 2 km. La missione che ufficialmente doveva
terminare con il 90° sol è stata estesa fino a settembre 2004. Ad oggi che
siamo giunti al 4 dicembre 2005 possiamo affermare che la
passeggiata marziana di Spirit può considerarsi un successo molto
oltre le più ottimistiche aspettative. La mole di dati ottenuta è
davvero impressionante. Il nostro augurio è questo: "Lunga vita a
questo piccolo gioiello tecnologico!"
In questa foto si può osservare il percorso completo coperto nella prima fase della missione (90
sol) da Spirit |
Gli obiettivi di Spirit e Opportunity erano
quelli di scattare fotografie della superficie del
pianeta, raccogliere campioni di roccia e verificare la presenza di acqua
nel sottosuolo. Opportunity ha percorso un tragitto che l'ha
portata dal cratere dell'Aquila, attraverso le regioni denominate Anatolia
e Fram, fino al cratere Endurance. Da qui si è quindi diretta verso i
resti dello scudo di protezione termico.
Il 2
marzo la NASA
ha comunicato di ritenere che, sulla base delle informazioni rilanciate a
terra da Opportunity, è desumibile che in passato su Marte vi sia stata la
presenza di
acqua. Si è giunti a questa conclusione, con la scoperta di un minerale
particolare nelle rocce marziane, l'ematite,
che, normalmente, si forma dentro l'acqua. In questo caso si tratta di
ematite grigia.
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Spirit e Opportunity
sono i due robot
semoventi destinati a muoversi su
Marte; in realtà, la missione ha anche altri componenti, che sono
stati via via eliminati nel corso
dell'evolversi della missione, dal lancio fino all'arrivo su
Marte. Il
vettore è la parte che si è staccata; quello che resta è lo spacecraft, rappresentata
nella figura qui a sinistra.
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Il cilindro in alto è l'ultimo stadio motorizzato: ad esso è demandato
il compito di inserire la struttura complessiva nell'orbita
finale che l'ha portata alla "collisione" finale con
Marte. In realtà, la "collisione" è diventata un atterraggio
morbido grazie alle strutture presenti nella parte sottostante il
cilindro: il cono in alto è il guscio posteriore (backshell),
quello in basso è lo scudo termico, destinato a proteggere il
lander
contenuto all'interno dalle altissime temperature (fino a 2000 gradi
centigradi) raggiunte dalla capsula al momento dell'ingresso
nell'atmosfera marziana ad una velocità di circa 20.000 Km all'ora. E'
sorprendente il fatto che un'atmosfera tanto rarefatta, come si presume,
possa produrre simili effetti.
Dopo che la navicella ha rallentato da 20.000 a circa 600 Km orari, lo
scudo termico è stato sganciato, dal guscio posteriore è fuoriuscito il
paracadute
supersonico, e il lander contenuto all'interno è stato calato
con una lunga corda alcuni metri al di sotto del guscio, per proteggerlo
dall'effetto dei
retrorazzi installati sul guscio posteriore. Una volta raggiunta una quota di pochi metri dal suolo marziano, i
numerosi
airbag che circondano il lander si sono aperti, in vista
dell'impatto col suolo marziano. Si sono poi accesi i retrorazzi, che
hanno ridotto la velocità di caduta quasi a zero, dopodiché è stata
tagliata la corda che teneva il lander ancora legato al guscio
posteriore. I retrorazzi ancora accesi hanno allontanato guscio e paracadute,
mentre il lander, ormai libero, ha iniziato a rimbalzare su Marte,
"per più di 10 minuti" secondo la NASA finché,
esaurita la spinta, si è fermato, e gli airbag si sono sgonfiati.
L'insieme di queste operazioni è davvero straordinario. Il tempismo, la
sequenza giusta nel momento giusto.... sarebbe bastato anche un errore
minimo per mandare a monte l'intera operazione di atterraggio e
distruggere i rover!
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In queste immagini possiamo vedere, a sinistra, la fase di
atterraggio. Sopra: Il sistema di airbag delle sonde
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Il lander ha la forma di un
tetraedro; questo fa sì che, su qualunque lato vada a poggiare una
volta fermo, l'apertura dei tre petali faccia sì che alla fine il
lander venga per forza a poggiarsi sulla sua base, in modo che il
rover all'interno possa liberamente uscire.
Tutte le fasi dall'ingresso nell'atmosfera all'arresto finale sono
descritte in questa immagine:
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Una volta fermatosi il lander, il rover, dopo essersi
dispiegato è libero di scendere e andare
in giro su Marte.
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In quest'ultima foto è possibile vedere il lander ormai vuoto ripreso
dal rover. Si nota in primo piano lo "scivolo" da cui è sceso il rover, mentre in
secondo piano si intravedono gli scivoli sugli altri due lati,
parzialmente ostruiti dagli airbag sgonfi. |
Tabella riassuntiva pesi
delle varie costituenti delle sonde.
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Componente |
Massa singola |
| Rover |
185 kg |
| Lander |
348 kg |
| Backshell / Paracadute |
209 kg |
| Scudo termico |
78 kg |
| Cruise Stage |
193 kg |
| Carburante |
50 kg |
| Totale |
1063 Kg |
Le immagini proposte sono
Credits NASA/JPL. La trattazione di questa sezione è stata curata sulla
base di informazioni tratte da
www.wikipedia.org
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