È partita la missione MMX verso la luna marziana Fobos

È finalmente iniziata la missione robotica giapponese Martian Moons eXploration (MMX) che, per la prima volta, tenterà di riportare a Terra campioni di suolo da Fobos, la maggiore delle due lune marziane.

Il decollo, a bordo di un vettore H3-24L realizzato da Mitsubishi Heavy Industries e gestito da JAXA, è avvenuto alle 21:41 italiane del 19 ottobre dallo Yoshinobu Launch Complex 2, presso lo Tanegashima Space Center sull’omonima isola nell’estremo sud del Giappone. Tutte le fasi del lancio si sono susseguite regolarmente, a partire dalla separazione dei quattro booster laterali, seguita da quella del primo stadio e le due accensioni del secondo, che ha accelerato fino a raggiungere la velocità di quasi 39.000 km/h necessari a sfuggire al campo gravitazionale terrestre. Pochi istanti dopo la sonda MMX si è separata per iniziare indipendentemente il viaggio verso Marte.

La sonda impiegherà circa un anno per raggiungere Marte dopodiché, grazie a tre manovre orbitali denominate MOI (Mars Orbital Insertion), riuscirà a stabilirsi definitivamente nelle vicinanze di Phobos. La ridotta massa della luna marziana, la quale ha una forma “a patata” con l’asse maggiore lungo 27 chilometri, non permetterà alla sonda di inserirsi nella sua orbita, ma in quella che viene definita Quasi-Satellite Orbit (QSO). Sulla superficie la forza di gravità varia a seconda della posizione e comunque è mediamente 2.000 volte inferiore a quella terrestre.

La sonda

MMX è composta da tre elementi: il modulo propulsivo, per le correzioni di rotta, il mantenimento dell’assetto durante il viaggio e la decelerazione per l’inserimento in orbita marziana; il lander esplorativo e campionamento, dotato di quattro gambe; il modulo di ritorno, che porterà sulla Terra il prezioso carico di almeno 10 grammi raccolti sulla superficie.

Il modulo propulsivo verrà separato dopo l’inserimento nell’orbita di Marte e durante i 18 mesi successivi MMX studierà Fobos nel dettaglio e catturerà immagini delle potenziali zone di atterraggio. Il primo che scenderà sulla superficie sarà il piccolo rover franco-tedesco Idefix, seguito poi dalla sonda madre, che potrebbe compiere un primo atterraggio, prelevare campioni ed effettuare un balzo verso un altra parte della luna. Terminate le operazioni di superficie, il modulo esplorativo fungerà da piattaforma di lancio per il modulo di ritorno, su cui è presente la capsula contenente il materiale raccolto e che, in prossimità della Terra dovrà affrontare il rientro atmosferico ad alta velocità.

La suite scientifica di MMX si compone di sette strumenti:

• TENGOO (TElescopic Nadir imager for GeOmOrphology), una camera a campo stretto per la ripresa in dettaglio, di immagini della superficie con risoluzione di circa 40 cm. Realizzato dalla Rikkyo University di Tokyo;
• OROCHI (Optical RadiOmeter composed of CHromatic Imagers), una camera a campo largo per l’osservazione, in diverse lunghezze d’onda nel visibile, della topografia e la composizione della superficie. Realizzato dalla Rikkyo University di Tokyo;
• LIDAR (Light Detection and Ranging), un laser che colpisce la superficie e ne osserva la luce riflessa per caratterizzarne la morfologia. Realizzato dallo Chiba Institute of Technology di Narashino;
• MIRS (MMX InfraRed Spectrometer), strumento di osservazione nel vicino infrarosso della superficie per lo studio dei minerali, in particolare gli idrati e eventuali materiali organici. Realizzato dal LESIA Observatoire de Paris in collaborazione con l’Agenzia spaziale francese CNES;
• MEGANE (Mars-moon Exploration with GAmma rays and NEutrons), è uno spettrometro per lo studio delle origini di Phobos. Caratterizza la composizione del suolo grazie al continuo bombardamento di raggi cosmici (gamma e neutroni) a cui la superficie della luna è continuamente sottoposta. Realizzato dal Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, dal Lawrence Livermore National Laboratory e dalla NASA;
• CMDM (Circum-Martian Dust Monitor), rilevatore di granelli di polvere cosmica o proveniente dalla superficie, con granulometria superiore a 10 μm, presente intorno a Phobos. Realizzato dallo Chiba Institute of Technology di Narashino;
• MSA (Mass Spectrum Analyzer), analizzatore dell’ambiente ionizzato che circonda Phobos, la cui origine potrebbe essere locale, dal pianeta Marte o dal vento solare. Realizzato per la JAXA da Meisei Electric Co. Ltd.

Il rover Idefix

Sotto il lander, tra le quattro zampe di atterraggio, si trova il piccolo rover Idefix, nato dalla collaborazione tra l’Agenzia spaziale francese CNES e quelle tedesca DLR.
Idefix verrà rilasciato da una distanza compresa tra 40 e 100 metri dalla superficie, dove rotolerà liberamente fino a fermarsi. Dopodiché inizierà la sequenza automatica di apertura delle gambe provviste di ruote, che consentirà al rover di stabilizzarsi nell’assetto corretto e aprire i moduli fotovoltaici per la ricarica delle batterie.

Idefix è un parallelepipedo rettangolo di 45x40x36 cm e 24 kg di massa, dotato di quattro ruote a trazione indipendente, sarà in grado di muoversi alla velocità di 1 millimetro al secondo. L’energia elettrica è garantita da quattro moduli fotovoltaici, uno centrale superiore e tre che si apriranno come petali, che forniranno circa 60 Wh per ogni giorno locale (pari a 7 ore terrestri).

La strumentazione scientifica di bordo comprende uno spettrometro Raman, un radiometro all’infrarosso, due camere di ripresa per la navigazione e due per l’osservazione dell’interazione delle ruote con la regolite. Il rover è stato progettato e realizzato per operare almeno 100 giorni in condizioni di temperatura che variano tra -200℃ e 60℃, in conseguenza del rapido susseguirsi del giorno e la notte.

L’Agenzia spaziale europea (ESA) partecipa alla missione con la strumentazione di bordo che garantisce le comunicazioni e la copertura a Terra con le sue stazioni riceventi della rete ESTRACK.

Se la missione andrà secondo quanto stabilito e avrà successo la raccolta e ripartenza con i campioni da Fobos, la capsula di rientro atmosferico dovrebbe tornare a Terra nel 2031, atterrando nel deserto australiano.

Non è la prima volta che il Giappone lancia un veicolo spaziale verso Marte. Nel 2003, infatti, la sonda Nozomi eseguì un passaggio ravvicinato del pianeta senza però riuscire ad inserirsi in orbita.
Per quanto riguarda Fobos, che comunque è stata sorvolata e ripresa molteplici volte da diverse sonde operanti in orbita marziana, storicamente sono state lanciate solo due missioni dedicate ed entrambe fallite. La prima fu la sovietica Phobos 1 nel 1988 (la gemella Phobos 2 lanciata contemporaneamente si inserì in orbita marziana ma non riuscì a far atterrare su Fobos i due lander dedicati). Nel 2011 seguì la russa Phobos-Grunt, di cui AstronautiNews commentò tutta la vicenda.