MRO 10 anni intorno a Marte
L’Agenzia Spaziale Italiana celebra il decennale della sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), la missione della NASA entrata nell’orbita del Pianeta Rosso il 10 marzo 2006. Ideata per studiare la storia dell’acqua su Marte e caratterizzarne il clima, MRO è stata lanciata da Cape Canaveral il 12 agosto 2005 a bordo di un vettore Atlas V e ha raggiunto il suo target dopo poco meno di sette mesi di viaggio. Il seminario promosso dall’ASI mercoledì 15 giugno è stato dedicato ai risultati della missione, soprattutto per quanto riguarda la geologia marziana, e allo strumento SHARAD, (SHAllow RADar) uno dei dispositivi principali della sonda, sviluppato in Italia e fornito alla NASA dall’ASI come Facility Instrument, in grado di penetrare nel sottosuolo e che ha rivelato la struttura interna delle calotte polari marziane. Grazie ai suoi sei strumenti, ancora pienamente attivi, la sonda è stata sinora in grado di delineare, con un dettaglio senza precedenti, il ritratto di un pianeta che miliardi di anni fa presentava svariati ambienti umidi e che tuttora mostra una situazione di notevole dinamismo. Le scoperte di maggiore rilievo di MRO, che si muove ad una quota compresa tra il 250 e i 316 km ed ha superato il termine della vita operativa inizialmente previsto, riguardano la possibilità della presenza stagionale di acqua su Marte, l’identificazione di strutture geologiche sotterranee, l’analisi degli strati dell’atmosfera e l’osservazione quotidiana del clima sull’intero pianeta. I dati raccolti da MRO hanno consentito agli studiosi di individuare tre distinti periodi su Marte. Le osservazioni condotte sulle superfici più antiche mostrano che sono esistiti diversi tipi di ambienti in cui era presente l’acqua, alcuni di essi con condizioni più favorevoli ad accogliere la vita. In tempi più recenti, l’acqua è passata allo stato di vapore tra i depositi di ghiaccio polare e quelli di neve e ghiaccio a latitudini più basse, creando dei fenomeni connessi a cambiamenti ciclici simili a quelle delle ere glaciali sulla Terra. Il pianeta odierno, infine, è caratterizzato da una notevole e varia attività dinamica, che include crateri di recente formazione, valanghe, tempeste di polvere, gelate stagionali e scioglimento di strati di biossido di carbonio, e, durante l’estate ‘marziana’, il gocciolamento di acqua salmastra. La sonda, ogni settimana, invia al proprio segmento di Terra una messe di dati di gran lunga maggiore rispetto alle altre missioni marziane considerate tutte insieme nello stesso arco di tempo. Inoltre, MRO ha realizzato la mappatura delle zone del Pianeta Rosso in cui si sono posati i rover di altre missioni di esplorazione e ha permesso agli esperti di condurre un’accurata valutazione di zone potenzialmente adeguate per futuri sbarchi su Marte.
I primi due mesi di dati mostrano infatti che, nel range di frequenze tra 60 mHz e 1 Hz, la precisione di Lisa Pathfinder è limitata solo dal rumore dei sensori del sistema ottico, usato per monitorare la posizione e l’orientamento delle masse di prova. Alle frequenze tra 1 e 60 mHz, il controllo delle masse è invece limitato dal piccolo numero di molecole di gas rimaste nel vuoto intorno ai cubi e che rimbalzano sulla loro superficie. Questo effetto è diminuito rendendo ancora più spinto il vuoto esistente e ci si aspetta possa essere ridotto ulteriormente nei prossimi mesi. Infine, a frequenze ancora più basse, inferiori a 1 mHz, gli scienziati hanno misurato una forza centrifuga che agisce sui cubi e dovuta alla forma dell’orbita di LISA Pathfinder, combinato con l’effetto del rumore nel segnale dello strumento usato per orientare la sonda. Questa forza che disturba lievemente il moto delle masse nella sonda, non sarebbe però un problema per un futuro osservatorio spaziale, dove ogni massa sarebbe collocata nella sua navicella e collegata con un laser alle altre, distanti milioni di chilometri. I risultati ottenuti mostrano quindi che LISA PAthfinder ha provato la fattibilità tecnologica e aperto la strada alla realizzazione di un osservatorio per onde gravitazionali nello spazio, che sarà realizzato come terza missione di grande scala (L3) nel programma Cosmic Vision dell’ESA. L’attività scientifica dell’intero LISA Technology Package continuerà fino alla fine di giugno 2016 e sarà seguita da tre mesi di operazioni del Disturbance Reduction System, fornito dalla NASA-JPL per validare la tecnologia aggiuntiva di future navicelle di questo tipo.
Un grande padiglione dedicato allo Spazio nella quattro giorni dello ILA Berlin Air Show, appuntamento che precede di un mese il salone aerospaziale inglese di Farnborough, che apre tradizionalmente i battenti a luglio. Accanto alle novità dell’aeronautica civile e militare, alle evoluzioni tecnologiche di aeromobili e componenti, con 1017 espositori provenienti da 37 Paesi, c’è stata un angolo importante riservato ai programmi orbitali e di esplorazione cosmica. Le missioni su Marte e questi la padrona di casa dello spazio, L’Agenzia Spaziale Tedesca (DLR), l’Agenzia Spaziale Europea e l’Agenzia Spaziale Italiana, hanno ospitato una serie di eventi volti alla conoscenza del presente e del futuro. In evidenza, il ruolo italiano per la Stazione Spaziale Internazionale, l’esplorazione di Marte e i nuovi lanciatori. A campeggiare nell’area espositiva un modello in scala 1:4 alto 17 metri del nuovo lanciatore Ariane 6. Il successore di Ariane 5 è destinato a entrare in servizio nel 2020 e garantirà costi di esercizio ridotti del 60 per cento, da 170 a 70 milioni euro per ogni singola campagna di lancio. Il lanciatore Ariane 6, che avrà una capacità di trasferimento di di 6,5 tonnellate in orbita geostazionaria, mantiene la sequenza degli stadi, che prevede il primo e il secondo stadio a propulsione solida e il terzo stadio a propulsione criogenica. L’Agenzia Spaziale Europea ha assegnato all’industria aerospaziale italiana Avio il compito di guidare lo sviluppo dei nuovi motori a propellente solido in fibra di carbonio per il nuovo vettore spaziale europeo Ariane 6.
I social network sono ormai un capitolo costante dell’esperienza di bordo degli equipaggi della stazione spaziale internazionale. Se Avamposto 42, il blog di Samantha Cristoforetti durante i 200 giorni in orbita, ha spopolato tra gli appassionati di astronautica, il primo giugno 2016 ha segnato una tappa storica per il primo collegamento tra la Terra e la Stazione spaziale internazionale (Iss) attraverso Facebook, condotto atttraverso le domande interattive degli utenti del social network. E’ stato proprio Mark Zuckerberg, fondatore di Facebook, a collegarsi per venti minuti a partire dalle 18,55 ora italiana, parlando con l’equipaggio della stazione orbitale. Il collegamento è stato condiviso dal profilo Facebook della Nasa che ha intitolato l’evento «Join Mark Zuckerberg to Connect with Space Station». Zuckerberg ha dialogato con i tre astronauti che attualmente si trovano a bordo del complesso orbitale: Tim Kopra e Jeff Williams della Nasa e Tim Peake dell’Agenzia spaziale europea. Il fondatore del social network ha sottoposto agli astronauti anche le domande inviate in tempo reale dal pubblico sulla pagina Facebook della Nasa.
Il programma spaziale Apollo, culminato con lo sbarco di sei equipaggi sulla Luna, ha consentito di portare a Terra un enorme quantitativo di campioni lunari. Dalle prime analisi risultava che queste rocce fossero completamente prive di acqua, ma ricerche più accurate hanno mostrato che, sebbene in piccole quantità, l’acqua è presente sul nostro satellite naturale. Secondo un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature Communications, la maggior parte dell’acqua presente all’interno della Luna è stata portata da asteroidi tra 4.5 e 4.3 miliardi di anni fa. Nell’era del programma Apollo la Luna è stata spesso descritta come un corpo privo di acqua. Grazie al progressivo miglioramento delle tecniche di analisi, gli scienziati si sono resi conto che l’acqua è presente nel sottosuolo lunare, ma in quantità così piccole da non essere rilevabili all’epoca del rientro a Terra dei primi campioni. La scoperta di acqua nella Luna apre un nuovo dibattito circa la sua provenienza. Nello studio gli scienziati hanno confrontato la composizione chimica e isotopica dei materiali volatili lunari con quella dei volatili trovati in comete e campioni meteorici di asteroidi. Il team ha poi calcolato la proporzione di acqua che potrebbe essere stata trasportata da queste due popolazioni di oggetti, e i risultati indicano la maggior parte (più dell’80 percento) dell’acqua lunare deriva da asteroidi simili alle meteoriti condritiche carbonacee. Le condriti sono meteoriti rocciose che non sono state modificate da processi di fusione o differenziazione, e sono quindi costituite da materiale primitivo del Sistema solare, che si è addensato da grani e polveri a formare asteroidi. Le condriti carbonacee sono caratterizzate dalla presenza di carbonio e suoi composti, tra cui amminoacidi. L’acqua sembra dunque arrivata sulla Luna quando questa era ancora circondata da un oceano di magma, molto prima che si formasse la crosta che vediamo ora, e che impedisce agli oggetti che impattano sul nostro satellite di portare quantità significative di materiale negli strati più profondi. Per quanto riguarda l’arrivo dell’acqua sulla Terra, deve essere accaduto qualcosa di molto simile, all’incirca nello stesso intervallo di tempo. In sostanza, la Luna potrebbe aver ricevuto acqua quando si trovava in uno stato ancora parzialmente fuso, mentre la sua crosta primordiale si stava formando. Le composizioni isotopiche degli elementi volatili presenti nei campioni lunari suggeriscono che le fonti principali di quell’acqua siano state asteroidi simili a meteoriti carbonacee di tipo CI, CM e CO. Le meteoriti di tipo CI e CM contengono acqua dal 10 al 20 percento, mentre quelle di tipo CO ne contengono dal 2 al 5 percento. Sebbene le comete possano contenere molta più acqua (fino al 50 percento), le loro composizioni isotopiche non corrispondono a quelle degli elementi volatili lunari. Si ritiene che meno del 20 percento dell’acqua all’interno della Luna provenga dalle comete.
Una scoperta scientifica di straordinaria importanza, vale a dire la prima osservazione in assoluta di glicina su una cometa, e a seguire il timore di perdere i contatti con la sonda Rosetta. L’ultimo weekend di maggio ha lasciato in apprensione il team di controllo della missione, dopo il segnale di modalità provvisoria che è durata 24 ore. Poi la ripresa delle comunicazioni con Rosetta, che viaggia a 5 km dalla superficie di 67P/Churyumov-Gerasimenko. Probabilmente i grani di polvere cometaria hanno investito la sonda ingannando i sensori stellari inducendo i computer di bordo a porre tutti i sistemi in safe-mode. Sylvian Lodiot, operation manager di Rosetta, ha spiegato che, dopo aver perso il contatto, sono stati inviati comandi ‘alla cieca’, operazione che riportato in funzione i sensori stellari e ha ricondotto il veicolo spaziale in assetto. Subito dopo è stato ripristinato il contatto con la sonda. Tuttavia, il team sta ancora cercando di confermare la posizione esatta del veicolo spaziale lungo la sua orbita attorno alla cometa. Il comando è stato impartito dalla stazione di terra di New Norcia, Australia, e più tardi, la base dell’ESA Cebreros, in Spagna, è stato utilizzata in supporto per il recupero della sonda. Sono state ore molto delicate per Rosetta che si muoveva senza l’ausilio dei suoi sensori stellari, una sorta di bussole spaziali utili per il controllo dell’assetto e grazie alle quali le sonde si orientano e navigano. Tali strumenti sono dotati di un sistema automatico di riconoscimento delle stelle e permettono al veicolo di conoscere il proprio orientamento rispetto al Sole e alla Terra. A sua volta, ciò assicura l’orientamento corretto dell’antenna ad alto guadagno, che serve a inviare e ricevere segnali. Se la sonda non riesce a ‘inseguire’ correttamente i suoi punti di riferimento – le stelle appunto – le comunicazioni con la Terra possono interrompersi. Ed è quanto sembra essere accaduto a Rosetta, ipotizzano all’ESA. Come sempre avviene durante le procedure di safe-mode, gli strumenti di bordo vengono commutati automaticamente, consentendo agli operatori di attivare le misure necessarie per recuperare completamente il veicolo spaziale prima di riprendere le attività scientifiche. Prima dell’’incidente’, l’obiettivo per questa settimana era di portare Rosetta su orbite di 30 km entro mercoledì 1 giugno. Gli eventi occorsi nel weekend mettono in evidenza i rischi e le criticità che la navicella dovrà affrontare durante le ultime settimane della missione quando Rosetta scenderà ancora più vicino alla superficie di 67P e sarà quindi più colpita dall’attività cometaria. I grani di polvere potrebbero nuovamente disturbare i sensori di assetto stellare e tanto che il team sta valutando l’ipotesi di spegnere ‘le bussole’ in alcuni momenti specifici. Ciò per evitare che il veicolo entri in modalità provvisoria e quindi ‘escluda’ gli strumenti scientifici proprio nelle fasi conclusive della missione. Attualmente i piani prevedono di scendere sul piccolo lobo vicino al sito scelto originariamente per lo sbarco di Philae nell’area denominata Agilkia, il prossimo 30 settembre.
