Perseverance: i dettagli della missione Nasa in arrivo su Marte
Delle tre missioni del febbraio marziano, Mars 2020 con i suoi Perseverance e Ingenuity è forse quella più attesa da molti. Si tratta di una missione incredibile, erede della più sofisticata scienza marziana degli ultimi decenni.
Nella storia dell’esplorazione spaziale, se si escludono gli sviluppi più recenti, Marte è stato quasi sempre a stelle e strisce. Non stupisce quindi che anche in un mese come questo, in cui sono ben tre le missioni marziane in arrivo, quella targata Nasa sia anche quella più sofisticata e intrigante dal punto di vista scientifico. Dopo Mars Hope e Tianwen-1, il 18 febbraio sarà infatti il turno di Mars 2020, la missione che porterà sul Pianeta Rosso il rover Perseverance e l’elicottero-drone Ingenuity.
Chi è Perseverance, il rover di nuova generazione su Marte
Perseverance atterrerà il 18 febbraio 2021 nel cratere Jezero. Si tratta di un rover, una sonda su ruote in grado di spostarsi sulla superficie del Pianeta Rosso seguendo le indicazioni impartitele da Terra. Molto simile come progetto al rover Curiosity, una delle missioni marziane più di successo della storia, Perseverance ne raccoglie l’eredità e ne migliora i punti critici. Per esempio le ruote saranno di alluminio e pensate per durare ben di più rispetto a quelle di Curiosity.
Per l’approvvigionamento di energia, Perseverance ha un generatore a radioisotopi che sfrutta il calore prodotto dal decadimento radioattivo del diossido di plutonio per la produzione di energia elettrica. Nei momenti di maggiore necessità, tuttavia, avrà anche a disposizione delle batterie al litio ricaricabili. Questo tipo di rifornimento elettrico evita anche si ripeta l’esperienza di Opportunity, il rover perduto durante la tempesta di sabbia del 2018.
Il momento dell’atterraggio sarà molto delicato: percorrere centinaia di milioni di chilometri nello spazio interplanetario per poi schiantarsi sulla superficie di Marte non sarebbe il massimo. Perseverance sarà dotato di un paracadute supersonico di nylon, Kevlar e Technora largo oltre venti metri. Paracadute che dovrà aprirsi al momento giusto, senza piegarsi né incastrarsi, e dovrà resistere al passaggio nella seppur tenue atmosfera marziana, rallentando la sonda abbastanza da impedirgli lo schianto.
Perseverance peserà il 14% in più di Curiosity per un totale di 1025 chilogrammi e sarà grande quanto una piccola automobile, 3×2,7×2,3 metri cubi.
Quali sono gli strumenti scientifici di Perseverance
Perseverance girerà per la superficie di Marte per almeno un anno marziano con l’obiettivo di cercare possibili segni di vita passata, studiare la geologia del cratere Jezero e raccogliere campioni di roccia. Perseguirà questi obiettivi con un insieme di ben sette strumenti scientifici accuratamente selezionati:
- Radar Image for Mars’ subsurface experiment (Rimfax) è un radar che ha l’obiettivo di studiare cosa c’è al di sotto della superficie. Il radar, di fattura norvegese, è in grado di penetrare fino a 10 metri di profondità e permetterà di scandagliare ad esempio le possibili riserve di ghiaccio d’acqua sotterranea;
- Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry (Pixl) è uno spettrometro a raggi X per lo studio della composizione superficiale;
- Mars Environmental Dynamics Analyzer (Meda) servirà a studiare l’ambiente in cui Perseverance sarà immersa, misurando la temperatura e la pressione, i venti, l’umidità, la radiazione, studiando le polveri e le loro caratteristiche;
- SuperCam è una versione aggiornata della ChemCam di Curiosity, un insieme di strumenti che permetteranno sia di immortalare la superficie marziana, sia di effettuare analisi di tipo mineralogico e chimico;
- Mastcam-Z è un sistema di camere per ottenere immagini di Marte, stereoscopiche, panoramiche ed eventualmente con l’utilizzo di zoom;
- Mars Oxygen Isru Experiment (Moxie) è uno strumento particolare, che ha l’obiettivo di estrarre dell’ossigeno dall’anidride carbonica marziana, qualcosa di utile per la futura esplorazione umana di Marte. Moxie lavorerà con l’elettrochimica per separare le molecole di anidride carbonica in monossido di carbonio e in ossigeno e ne misurerà poi la quantità prodotta e le sue caratteristiche;
- Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals (Sherloc), infine, è uno spettrometro Raman per lo studio della mineralogia e degli eventuali composti organici.
Il luogo di arrivo di Perseverance: Jezero Crater
In passato Marte doveva essere un luogo umido, con un clima mite, piogge e oceani di acqua sulla sua superficie. Il cratere Jezero, il luogo di atterraggio di Perseverance selezionato tra 60 candidati, probabilmente ospitava un bacino lacustre. Jezero è un cratere dal diametro di 45 chilometri situato nella regione di Isidis Planitia, a nord dell’equatore marziano.
Jezero è un cratere meteorico formatosi all’interno del cratere di Isidis, un gigantesco cratere di 1200 chilometri di diametro. Le analisi geomorfologiche e chimiche sembrano indicare che un antico fiume scorresse all’interno di Jezero, immergendosi con un delta fluviale in un bacino lacustre. E si pensa che nel distante passato in cui Marte era ricco di acqua potrebbe essere stato un luogo che potenzialmente poteva ospitare la vita.
Le rocce di Jezero potrebbero essere antiche anche 3,6 miliardi di anni e analizzarle con Perseverance sarà un’occasione unica per lo studio del passato di Marte, di come era e di come è diventato il pianeta arido che conosciamo oggi.
E la Mars Sample Return Mission?
Perseverance è anche parte della prima missione di tipo sample-return su Marte, ossia che punta a riportare a Terra alcuni campioni di rocce marziane prelevate direttamente in loco. L’Esa e la Nasa stanno infatti lavorando a una possibile missione Mars Sample Return, che dovrebbe avere luogo alla fine di questo decennio.
Dopo averli accuratamente selezionati, Perseverance infatti raccoglierà campioni della superficie di Marte, li incapsulerà e li lascerà lungo il tragitto. In un secondo momento, con la missione Mars Sample Return, un piccolo rover carrello seguirà i passi di Perseverance e raccoglierà queste capsule con i campioni, riportandoli a Terra.
Ingenuity: gli esperimenti di volo che faranno compagnia a Perseverance
Volare nella tenue atmosfera marziana è complicato, ma viste le possibili implicazioni per l’esplorazione marziana futura, è arrivato il momento giusto per fare qualche esperimento di volo. Agganciato sulla pancia di Perseverance si trova infatti Ingenuity, un piccolo elicottero-drone sperimentale che per svolgere il suo compito di ingegnosità ne richiede molta. Le future missioni marziane potranno portare elicotteri più complessi per esplorare Marte anche dal cielo. In questo modo si potrebbero esplorare creste, grotte, crateri e altre destinazioni difficili da raggiungere via terra.
Ingenuity verrà rilasciato circa due mesi dopo l’atterraggio di Perseverance. Durante queste operazioni, il team di missione cercherà possibili piste di lancio per l’elicottero. I requisiti sono che sia un luogo piatto, grande almeno 100 metri quadrati, privo di ostruzioni e nei pressi del tracciato di Perseverance.
Quando il luogo ideale sarà individuato Perseverance rilascerà lo scudo di grafite che protegge l’elicottero e poi andrà verso il centro della pista di lancio. Il sistema di rilascio dell’elicottero farà ciò che deve: verrà rimosso il dispositivo di blocco che tiene fermo l’elicottero, poi con uno sparo si attiverà un braccio caricato a molla che farà ruotare Ingenuity dalla sua posizione orizzontale. Un piccolo motore elettrico tirerà il braccio fino a portare l’elicottero in posizione verticale con due delle zampe dispiegate. Una seconda esplosione rilascerà le altre zampe e se tutto va come deve il controllo missione darà il comando di distacco e Ingenuity toccherà il suolo. A quel punto Perseverance si farà da parte e l’elicottero inizierà a ricaricare le batterie con il pannello solare. Una volta finita la ricarica sarà pronto per i test di volo.