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

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.

In questa foto si può osservare il percorso completo coperto nella prima fase della missione (90 sol) da Spirit

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!"

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.

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.

 

 

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!

In queste immagini possiamo vedere, a sinistra, il rover in movimento. A destra:  Il sistema di airbag delle sonde

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:


Il lander 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.

Una volta fermatosi il lander, il rover, dopo essersi dispiegato è libero di scendere e andare in giro su Marte.

  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.

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

Orbit Mars

U.S.A. Mars Society

Mars News Mars Today Picture of Day

Space.com

Messenger

Cassini-Huygens

Link To Universe

 

La Stampa Scienze

Apollo Image Atlas

Ceifan.org

Italian Mars Society

Sistema Solare

Mappa Stellare

La Repubblica Scienze

Corriere.it - Scienze

Rai Explora

Galileo

Le Scienze Web

News Spazio

Astronomicamentis

Videogulp - Astronomia

Unione Astrofili Italiani

 

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