ExoMars 2020 atterrerà ad Oxia Planum

Mappa di Oxia Planum. Credit; IRSPS/TAS; NASA/JPL-Caltech/Arizona State University

Il Gruppo di Lavoro per la scelta del sito di atterraggio di ExoMars ha scelto Oxia Planum come sito di atterraggio raccomandato per il rover e la piattaforma scientifica ESA/Roscosmos che verranno lanciati verso il pianeta rosso nel 2020.

La proposta verrà vagliata internamente sia dall’agenzia spaziale europea (ESA) che da quella russa (Roscosmos) e la conferma ufficiale arriverà nel 2019.

L’obiettivo principale del programma ExoMars è quello di determinare se sia mai esistita la vita su Marte, un pianeta che ha sicuramente ospitato acqua liquida in passato, ma che oggi ha una superficie arida ed esposta a forti radiazioni.

Mentre l’ExoMars Trace Gas Orbiter, lanciato nel 2017, cominciava la sua missione scientifica all’inizio di quest’anno alla ricerca di piccolissime quantità di gas nell’atmosfera che potrebbero essere legati ad attività biologica o geologica, il rover raggiungerà varie destinazioni sulla superficie e sarà capace di perforare fino a due metri sotto terra in cerca di indizi che potrebbero indicare l’esistenza di vita passata. Il rover utilizzerà Trace Gas Orbiter come ripetitore per trasmettere i dati a Terra.

Oxia Planum ripresa dallo strumento HiRISE su MRO. Credit: NASA/JPL/University of Arizona

Entrambi i siti che erano candidati – Oxia Planum e Mawrth Vallis – conservano una ricca storia geologica dal passato umido del pianeta, risalente a circa quattro miliardi di anni fa. Si trovano tutti e due appena a nord dell’equatore, distanziati di qualche centinaio di km, in una regione del pianeta con moltissimi canali che vanno dagli altipiani dell’emisfero sud alle depressioni del nord. Poichè la vita come la conosciamo sulla Terra ha bisogno di acqua liquida, questi siti rappresentano obiettivi primari per la ricerca di indizi che possano rivelare vita passata su Marte.

“Con ExoMars siamo alla ricerca di tracce biologiche. Entrambi i siti offrono opportunità scientifiche apprezzabili per l’esplorazione di ambienti una volta ricchi di acqua e che potrebbero essere stati colonizzati da microorganismi, ma Oxia Planum ha ricevuto la maggioranza dei voti”, ha dichiarato Jorge Vago, project scientist di ExoMars 2020 per ESA.

“È stata fatta una mole enorme di lavoro per caratterizzare i siti proposti, dimostrando che entrambi soddisfavano i requisiti per gli obiettivi della missione di ExoMars. Mawrth Vallis è un sito unico dal punto di vista scientifico, ma Oxia Planum offre molti più margini di sicurezza per la discesa e l’atterraggio, oltre a garantire un percorso migliore per raggiungere dalla superficie siti di interesse scientifico identificati dall’orbita”.

Oxia Planum in contesto. Sfondo proveniente dalle immagini delle missioni Viking. Credit: NASA/JPL/USGS

Il Gruppo di Lavoro ha anche evidenziato che le scoperte generate durante il processo di selezione del sito di atterraggio saranno un guida essenziale per le operazioni scientifiche del rover di ExoMars.

La scelta del sito è arrivata dopo un meeting di due giorni tenutosi al National Space Center di Leicester, nel Regno Unito, ed ha visto  esperti della comunità scientifica specializzata su Marte, dell’industria e del programma ExoMars presentare e discutere i meriti scientifici dei due siti così come le problematiche ingegneristiche e tecniche.

La ricerca per trovare il sito di atterraggio perfetto è cominciata circa cinque anni fa, nel dicembre del 2013, quando alla comunità scientifica fu chiesto di proporre dei candidati. Nell’aprile successivo furono presi in considerazione otto proposte, con quattro di esse che furono selezionate per un’analisi più dettagliata alla fine del 2014. Nell’ottobre del 2015 Oxia Planum fu identificata come uno dei siti più compatibili con i requisiti di missione – all’epoca con l’intenzione di lanciare nel 2018 – con una seconda opzione da scegliere tra Aram Dorsum e Mawrth Vallis. Nel marzo del 2017, furono selezionati Oxia Planum e Mawrth Vallis come i due condidati per la missione del 2020, ed entrambi sono stati sottoposti ad uno studio dettagliato in questi ultimi 18 mesi.

Mappa dell’elevazione dei siti candidati. Credit: NASA/JPL

Dal punto di vista tecnico, il sito di atterraggio deve essere ad una quota sufficientemente bassa affinché ci sia abbastanza atmosfera e tempo per permettere il rallentamento del paracadute della capsula di atterraggio. Inoltre l’ellisse di atterraggio, delle dimensioni di 120 x 19 km, deve essere libera da formazioni che potrebbero mettere in pericolo l’atterraggio, il dispiegamento delle rampe di discesa per il rover e il suo movimento successivo. Questo ha significato lo scrutinio della regione alla ricerca di pendii scoscesi, terreno troppo soffice e grandi massi.

Dal lato scientifico, l’analisi doveva identificare siti dove il rover potesse usare il proprio trapano per estrarre campioni dal sottosuolo e doveva definire percorsi che permettessero al rover di raggiungere il massimo numero di luoghi interessanti entro 5 km dal punto di atterraggio.

Oxia Planum si trova al confine della regione in cui molti canali sfociavano nella vasta pianura dell’emisfero nord. Osservazioni dall’orbita hanno dimostrato che la regione possiede strati di minerali argillosi che si sono fomati in condizioni umide circa quattro miliardi di anni fa, molto probabilmente all’interno di un vasto bacino d’acqua ferma. I canali che trasportavano materiali verso il bacino, all’interno del quale si trova l’ellisse di atterragio, coprono un’area di 212.000 chilometri quadrati. Molti strati di roccia che sono stati esposti grazie all’erosione sono oggi facilmente accessibili dai possibili punti di atterraggio, offrendo una finestra di osservazione sul passato remoto di quest’area.

Una “fetta” di Oxia Planum ripresa da MRO. Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

I minerali presenti in Oxia Planum sono rappresentativi di quelli che si trovano in una vasta area intorno alla regione e quindi possono essere utilizzati per capire le condizioni a cui quella regione di Marte era sottoposta a scale globali, permettendo lo studio del clima e sul potenziale di abitabilità di Marte in quel periodo.

Vari episodi “umidi”, come sono chiamati i periodi in cui Marte è stato interessato da grosse quantità di acqua liquida superficiale, sono stati seguiti da successive attività vulcaniche che hanno ricoperto i depositi argillosi. Alcuni materiali vulcanici hanno resistito fino ad oggi all’erosione, facendo sì che i materiali sottostanti venissero esposti solo recentemente, proteggendoli dalle radiazioni spaziali e permettendo al rover e ai suoi strumenti di poterli raggiungere più facilmente.

L’ellisse di atterraggio ha una quota piuttosto bassa e contiene pochissimi ostacoli topografici o pendii scoscesi.

Il rover, a conduzione di ESA, e la piattagorma scientifica, guidata da Roscosmos, verranno lanciati tra il 25 luglio e il 13 agosto 2020 su un razzo Proton-M dallo spazioporto di Baikonur, in Kazakistan. Faranno il viaggio verso Marte all’interno di un modulo di discesa collegato ad un modulo di trasporto che arriverà su marte il 19 marzo 2021.

Il modulo di discesa si separerà dal modulo di trasporto appena prima di raggiungere l’atmosfera marziana, ed utilizzerà due grandi paracadute insieme a retrorazzi e un sistema di ammortizzatori per rallentare ed atterrare sul pianeta rosso. Mentre il rover verrà guidato verso luoghi diversi per analizzare la superficie e il sottosuolo, la piattaforma stazionaria contribuirà alle immagini di contesto del sito di atterraggio, al monitoraggio climatico di lungo termine e a studiare l’atmosfera.

La campagna di test per preparare il rover per Marte è in pieno svolgimento. I test termici e strutturali sono stati completati con successo e si sta ora per completare una campagna di sei settimane per collaudare l’Analitical Laboratory Drawer, un laboratorio di bordo dove verranno processati ed analizzati i campioni raccolti. I test prevedono la verifica della funzionalità del meccanismo di processazione dei campioni mediante l’utilizzo di analoghi di roccia marziana in condizioni di ambiente marziano simulato – bassa pressione, atmosfera ricca di anidride carbonica e una grossa escursione termica.

Il laboratorio del rover nella camera di test. Credit: TAS-I

Altri test effettuati riguardano l’abilità del rover di affrontare diversi tipi di terreno, grazie al locomotion verification model. Stanno anche cominciando le consegne dell’hardware di volo, incluso il computer di bordo del rover, le batterie e il braccio principale, insieme alla maggior parte degli strumenti scientifici.

“La nostra missione ExoMars combina performance estreme con il design innovativo del rover, e non vediamo l’ora di rendere operativa la prima missione europea sulla superficie di Marte”, ha dichiarato Francois Spoto, il team leader del programma ExoMars.

“Atterrare su Marte prevede una lunga catena di rischi, ma grazie all’abilità e all’esperienza combinata dell’industria europea e russa e all’utilizzo di tecnologie affidabili, siamo concentrati per ottenere un atterraggio in sicurezza”.

Fonte: ESA

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Matteo Carpentieri

Appassionato di astronomia e spazio, laureato in una più terrestre Ingegneria Ambientale. Lavora come lecturer (ricercatore) all'Università del Surrey, in Inghilterra. Scrive su AstronautiNews.it dal 2011.

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