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Intro
Vediamo insieme alcuni dei più interessanti aggiornamenti su Perseverance e un po’ di notizie relative a missioni spaziali del presente e del futuro che riguardano il Pianeta Rosso. Si parte!
La scalata di Perseverance
Il rover della NASA ha iniziato a fine agosto la sua ascesa verso sud dando inizio al quinto capitolo della sua esplorazione di Marte, la Crater Rim Campaign.
In queste aree Perseverance sta affrontando alcune delle sue salite più ripide di sempre, guadagnando decine di metri in altezza nell’arco di poche settimane. Oltre agli spostamenti quasi quotidiani il rover ha sinora documentato anche l’abrasione di una roccia sedimentaria (vedi foto). Rilevazioni come questa saranno probabilmente ripetute lungo il percorso in modo da dare agli scienziati elementi per valutare come la geologia muti mentre il rover si allontana dagli scenari familiari che ha frequentato nei mesi passati tra Neretva Vallis e Bright Angel (l’area in cui, tra le altre cose, ha eseguito il suo ultimo prelievo e che risulta visibile nella zona più a nord della mappa).
Grazie alle posizioni sopraelevate che sta raggiungendo possiamo godere di spettacolari paesaggi attorno al rover acquisiti per mezzo delle NavCam e delle MastCam-Z. Le montagne più lontane risultano oscurate a causa delle tempeste di sabbia che affliggono questa zona di Marte. Oltre all’immagine in apertura di articolo vi propongo un panorama della regione frutto di un mosaico che si estende orizzontalmente. Tante altre foto trovano abitualmente spazio nelle pagine virtuali della rubrica ‘News da Marte’ ospitata sul sito di Coelum Astronomia.
Su questi tratti la navigazione procede a basse velocità, come deducibile dalle linee contorte in alto nella mappa e dall’alta densità di pallini bianchi. Ogni pallino rappresenta la posizione in un determinato Sol, quindi la distanza di un pallino da quello che lo precede indica quasi sempre lo spostamento che il rover ha compiuto in quella determinata giornata. Possiamo ragionevolmente supporre che la ragione dell’apparente lentezza non sia dovuta ad eventuali ostacoli del terreno da evitare (le immagini panoramiche non ne mostrano di rilevanti) ma piuttosto alle precauzioni adottate dai piloti che hanno fatto avanzare il robot su una collina parecchio scoscesa.
Intorno al Sol 1264 (9 settembre) Perseverance è arrivato in un’area più pianeggiante e di lì a poco avrebbe potuto riprendere ad aumentare considerevolmente le distanze percorse giornalmente superando i 150 metri per Sol. Ma dopo alcuni giorni di terreni abbastanza monotoni c’è qualcosa che cattura l’attenzione dei geologi: è una roccia molto particolare, come mai ne erano state osservate prima su Marte, che viene battezzata Freya Castle.
Quella strana roccia a strisce
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Gli appassionati sono andati in estasi per questa roccia, che può ingannare ma è grande solo 20 cm, così prontamente è arrivato il nomignolo “roccia zebrata”. I geologi stanno formulano alcune ipotesi sulla sua origine e sulla causa della sua collocazione . Il campione inusuale potrebbe risultare di formazione magmatica o metamorfica, oppure essere una combinazione dei due processi. Tuttavia resta certo che, date le profonde differenze con il terreno circostante, essa non sia autoctona della zona ma più probabilmente rotolata nell’area da regioni a quota maggiore. È un’ipotesi stimolante che lascia spazio all’immaginazione e che non esclude l’eventualità di incontrare altri reperti simili lungo il futuro percorso di Perseverance. I lettori più attenti potrebbero notare una similitudine con Atoko Point, il grande masso osservato da Perseverance nel Sol 1162 mentre attraversava per la prima volta Neretva Vallis (trovate i dettagli su Coelum Astronomia n. 269). Ma in quel caso si trattava di una roccia chiara con piccole inclusioni scure. La caratteristica conformazione a strisce di Freya Castle suggerisce una genesi differente.
Poco è noto della chimica di Freya Castle e, in attesa di poter analizzare più nel dettaglio rocce simili, il team scientifico ha programmato Perseverance per una serie di acquisizioni in banda stretta per mezzo delle due MastCam-Z. Trovate la racconta delle immagini, in totale 12, nel mosaico a seguire.
Le camere montate sulla “testa” del rover integrano dei filtri e con ciascuno di essi è possibile isolare bande molto strette dello spettro. Ai lettori, me compreso, la sequenza di scatti potrebbe non mostrare significative differenze o al massimo solo deboli variazioni di luminosità, ma per i geologi sono estremamente preziose: la chiave per individuare le specie chimiche che costituiscono la roccia stessa. Sono quattro i filtri non inclusi nella raccolta fotografica: si tratta dei due RGB, con cui le camere realizzano le foto “normali”, e i due filtri solari.
Successivamente l’avanzata di Perseverance è ripresa a buon ritmo verso sud costeggiando la regione di Dox Castle puntando Aurora Park e Pico Turquino ma è proprio a durante il tragitto che sorgono dei problemi.
Terreno scivoloso
Nel Sol 1285 (30 settembre) Perseverance è impegnato ad aggirare un promontorio e sta cercando una via verso ovest. I piloti della NASA programmano il rover per una salita ma qualcosa sembra non vada per il verso giusto. La telemetria e le foto scattate dalle camere di navigazione tracciano un quadro chiaro dimostrando come il nostro robot non sia riuscito a completare il percorso previsto slittando alcune volte durante i tentativi di avanzamento. Queste perdite di trazione sono visibili nella mappa dello spostamento come dei tratti simili ad apparenti lievi correzioni di rotta.
La sabbia di questa regione possiede delle proprietà particolari comportandosi in modo imprevisto, quasi come se fosse umida. Incastrandosi poi tra le righe trasversali del battistrada delle ruote finisce per creare un corpo compatto incapace di aggrapparsi al suolo rallentando l’avanzamento del rover.
La soluzione è stata di far procedere Perseverance in retromarcia! Forse avvantaggiandosi del peso del generatore a radioisotopi (45 kg) questa strategia viene attuata nel Sol 1288 e permette al rover di risalire il crinale e proseguire poi verso ovest in assetto più convenzionale.
La Cina vuole fortissimamente Marte
Sono trascorsi solo pochi mesi dalla conclusione della missione Chang’e-6 con la quale l’agenzia spaziale cinese CNSA è riuscita nell’obiettivo di portare sulla Terra della regolite lunare, raccolta per la prima volta sul lato lontano del nostro satellite e i piani spaziali del gigante asiatico non danno segno di volersi fermare. I progetti di espansione passano inevitabilmente anche per la prossima frontiera, Marte, e le enormi possibilità di ricerca scientifica offerte dal pianeta rosso. La leadership dell’esplorazione spaziale detenuta ora saldamente dalla NASA potrebbe essere, tra pochi anni, minacciata anche a causa dell’intervento delle compagnie private che ormai stanno prendendo confidenza con le missioni lunari.
All’inizio di settembre la CNSA ha presentato dei piani di modifica alla sua missione Tianwen-3 che, secondo i programmi diffusi nell’autunno 2023, sarebbe dovuta partire nel 2030 per svolgere dei compiti di raccolta di materiale dalla superficie di Marte per poi portarlo sulla Terra.
Il concetto è il medesimo a cui NASA ed ESA mirano con la Mars Sample Return ma mentre la missione occidentale sta soffrendo, come sappiamo, sia la complessità dell’impresa che le disponibilità di budget con il rischio di accumulare gravi ritardi, l’agenzia spaziale cinese sembra potersi permettere persino di anticipare i tempi.
Nel corso della seconda International Deep Space Exploration Conference, del 5 e 6 settembre a Huangshan, Liu Jizhong, progettista capo della missione, ha rilasciato un aggiornamento che vede la data di lancio di Tianwen-3 anticipata dal 2030 al 2028. Un anticipo di circa due anni non casuale ma che è piuttosto dettato dalla combinazione dei periodi orbitali della Terra e di Marte. La missione cinese impiegherà due razzi Lunga Marcia 5 che porteranno verso Marte un orbiter (con incluso il veicolo di ritorno verso la Terra) e un lander dotato del razzo di ascesa. La raccolta di materiale sarà eseguita dallo stesso lander che metterà al sicuro circa 500 grammi di regolite e piccoli sassi. Liu ha aggiunto che la CNSA intende collaborare con partner internazionali e i veicoli spaziali cinesi ospiteranno anche carichi scientifici per conto di altre nazioni. Ci sarà condivisione di dati e persino di campioni di materiale, il tutto nell’ottica di stabilire un’aperta e fruttuosa cooperazione globale. È un auspicio più che condivisibile in questi anni in cui il mondo sembra stia tornando indietro a una deleteria suddivisione in due blocchi contrapposti.
Il successo di Tianwen-3, rafforzato se avverrà entro i tempi stimati, candiderebbe definitivamente la Cina al ruolo di nuovo leader mondiale nell’esplorazione spaziale realizzando, per usare le parole del capo di stato Xi Jinping, il “sogno eterno” cinese. Grazie a enormi investimenti e piani lungimiranti il paese del dragone intende inoltre proseguire le missioni lunari robotiche ma non solo (il primo astronauta cinese è atteso sulla Luna entro il 2030), la raccolta di roccia da una cometa con Tianwen-2 e l’esplorazione del sistema satellitare gioviano con Tianwen-4.
A proposito del programma Tianwen, potreste ricordare la missione capostipite che nel 2021 portò attorno e su Marte per conto della Cina il suo primo orbiter, il primo lander e il primo rover (Zhurong). La missione riuscì in ogni aspetto, con uno dei risultati più notevoli sull’atterraggio che i cinesi hanno azzeccato al loro primo tentativo.
MAVEN e Hubble scoprono il destino dell’acqua marziana
Nonostante decenni di ricerca sono ancora molti i dubbi su quale sia stato il destino dell’acqua un tempo ospitata sulla superficie di Marte. Parte di essa è presumibilmente finita nel sottosuolo (a riguardo si veda Coelum Astronomia n 270), ma che fine ha fatto il resto? Un nuovo tassello nella nostra comprensione della storia del pianeta viene da uno studio pubblicato a luglio sulla rivista Science Advances e a prima firma di John T. Clarke della Boston University.
Clarke e colleghi hanno utilizzato i dati della sonda MAVEN e del telescopio spaziale Hubble per cercare di quantificare il tasso di fuga dell’idrogeno marziano nello spazio.
Il meccanismo con cui l’acqua di Marte evapora è indotto dalla radiazione solare che scinde le molecole di H2O nelle sue componenti ossigeno e idrogeno. L’idrogeno è un atomo molto leggero e tende a disperdersi nello spazio con facilità, ma il suo isotopo, il deuterio, presente in una certa quantità, è più pesante poichè nel suo nucleo ospita anche un neutrone. Con il doppio del peso atomico il deuterio fugge dall’atmosfera a un tasso estremamente inferiore. Paragonando la sua attuale presenza in atmosfera rispetto alla quantità di idrogeno, gli scienziati creano uno strumento in grado di stimare l’ammontare di acqua presente su Marte in passato.
Gran parte dei dati impiegati nello studio derivano da misurazioni della sonda MAVEN la quale però non è abbastanza sensibile da poter rilevare le emissioni dovute al deuterio per tutta la durata dell’intero anno marziano. Infatti, a causa della marcata ellitticità dell’orbita di Marte, la distanza tra afelio e perielio oscilla di ben il 40% attorno al valore medio. MAVEN è in grado di eseguire le sue rilevazioni solo quando Marte è più vicino al Sole, quando fra gli altri effetti, l’atmosfera si espande a causa del maggior calore ricevuto.
Il buco nei dati relativo all’afelio è stato colmato invece dal telescopio Hubble in grado di produrre osservazioni utili allo scopo fin dagli anni ‘90 Una mole di dati che può coprire interi cicli marziani.
Insieme all’analisi del rapporto D/H (deuterio/idrogeno) i ricercatori hanno anche affinato i modelli matematici usati per descrivere l’atmosfera del pianeta. Il team autore dello studio ha scoperto che l’atmosfera di Marte è molto più dinamica di quanto ritenuto in passato e presenta cicli termici variabili anche su tempi molto brevi, persino poche ore.
Il nuovo modello messo a punto dagli scienziati mostra come le molecole di acqua tendano a salire in alta quota favorendo la “fuga atomica”, la quale tuttavia non può contare solo sulle alte temperature ma deve usufruire anche del contributo di altri fenomeni quali collisioni con i protoni del vento solare e reazioni chimiche indotte dalla radiazione luminosa.
Lo studio dell’evoluzione del clima di Marte attraverso la storia della sua acqua aggiungerà elementi alla comprensione del passato degli altri due mondi all’interno della fascia abitabile del Sole, la Terra e Venere, ma anche di molti esopianeti che è impossibile osservare con analogo dettaglio.
Le sonde ESCAPADE partiranno l’anno prossimo (forse)
Il via libera era arrivato a fine agosto ma il 6 settembre c’è stato un improvviso contrordine. La NASA infatti ha annunciato lo stop al lancio dei due satelliti gemelli ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) previsto il 13 ottobre a bordo del pesante vettore incaricato del lancio: il lungamente atteso New Glenn costruito da Blue Origin, compagnia spaziale fondata dal magnate ed imprenditore Jeff Bezos.
Nonostante le rassicurazioni di Blue Origin, la NASA non ha ritenuto soddisfacenti i risultati dell’ultimo flusso di verifiche nonostante i test delle integrazioni e lo static fire (prova di accensione dei motori) avessero prodotto risultati positivi.
La ragione per rinunciare al lancio a poco più di un mese dall’apertura della finestra verso Marte del 13-21 ottobre è da individuare nelle fasi di preparazioni al lancio fra cui la più critica è senz’altro quella che riguarda il caricamento del propellente nei serbatoi dei due satelliti. I composti utilizzati sono idrazina e tetrossido di azoto, rispettivamente combustibile e ossidante, che vengono fatti venire in contatto per generare una violenta reazione senza l’uso di altri inneschi. Si tratta di un tipo di miscela usata fin dagli anni ‘50 per la sua affidabilità ma è altamente tossica e richiede particolari cautele nella sua gestione.
Attraverso una dichiarazione ufficiale diffusa sui propri canali la NASA ha reso noto che in caso di annullamento del lancio l’operazione di svuotamento dei serbatoi delle sonde avrebbe costituito una complicazione tecnica ed organizzativa, nonché causa di una grossa spesa aggiuntiva. Un rischio troppo elevato che ha spinto l’agenzia ad optare per un rinvio del lancio a non prima della primavera 2025. A seguito della scelta le sonde ESCAPADE perderanno purtroppo la finestra per arrivare verso il Pianeta Rosso lungo la traiettoria più rapida, con la probabilità abbastanza concreta che il viaggio si allunghi di svariati mesi rispetto ai 6/7 necessari in condizioni ideali.
Non sono stati rilasciati dettagli su traiettorie alternative, ancora in fase di studio, ma c’è una possibilità non trascurabile che il lancio venga rimandato di due anni in attesa del prossimo avvicinamento tra la Terra e Marte.
La missione ESCAPADE è composta da due veicoli spaziali identici progettati per studiare l’interazione del vento solare con l’ambiente magnetico di Marte, causa della fuga dell’atmosfera dal pianeta.
“Questa missione può aiutarci a studiare l’atmosfera di Marte, un’informazione chiave mentre esploriamo sempre più lontano nel nostro Sistema Solare e abbiamo bisogno di proteggere astronauti e veicoli spaziali dal meteo spaziale,” ha dichiarato Nicky Fox, amministratrice associata per la scienza presso il quartier generale della NASA a Washington. “Siamo impegnati a portare ESCAPADE in sicurezza nello spazio, e non vedo l’ora di vederla partire per il suo viaggio verso Marte“.
La Terra e Fobos osservati da Curiosity
Non è raro che i rover marziani vengano usati per fotografare il cielo del Pianeta Rosso. Questo avviene spesso di giorno per misurare il tau (il tasso di oscuramento legato alle polveri, rilevato quasi quotidianamente) o riprendere i saltuari transiti dei due satelliti di fronte al disco solare.
Sono più rare, e forse per questo più affascinanti, le riprese del cielo notturno di Marte.
Una di queste occasioni è capitata di recente a Curiosity che il 5 settembre (Sol 4295 di missione) è stato programmato per puntare il suo “sguardo” verso l’alto dopo il tramonto del Sole. Dalla sua posizione su Texoli, una collina isolata alle pendici del Monte Sharp, il rover ha eseguito una serie di scatti che hanno spaziato dall’orizzonte fino a circa 15° di elevazione. E in un piccolo angolo di cielo, grande appena mezzo grado, Curiosity ha eseguito la prima osservazione in assoluto di Fobos insieme alla Terra. I due corpi sono visibili nella parte alta dell’immagine, processata dagli esperti della NASA a partire da 17 foto. E qui si svela un piccolo “trucco” perché 5 di queste foto sono state eseguite di giorno mentre le restanti 12 sono esposizioni lunghe (comunque solo pochi secondi per evitare l’effetto scia) acquisite otto ore dopo, di notte a Sole tramontato da diverse ore e a più di 20° sotto l’orizzonte.
Vediamo ora di aggiungere qualcosa di inedito alle cronache della NASA sin qui riportate, nello spirito proprio di questa rubrica che spesso indaga dettagli inaspettati ma (spero) di grande fascino.
L’elaborazione dell’immagine con lo zoom su Fobos e la Terra, in mezzo al notevole disturbo che emerge schiarendo le aree buie, rivela un piccolo “grumo” di pixel sospetto. Si tratta di distribuzione casuale del rumore digitale o c’è dell’altro?
Una possibile risposta viene dalla simulazione della scena immortalata da Curiosity tramite il software Stellarium. I dati della posizione possono essere ricavati dalla mappa messa a disposizione dalla NASA con la posizione del rover, le informazioni di scatto (con la data e l’ora in formato UTC) sono invece incluse nei metadati che corredano ogni singola immagine raw.
Il simulatore fornisce una risposta sorprendente: quel piccolo gruppo di pixel potrebbe infatti celare la nostra Luna brillante in quel momento di magnitudine 2.8. Gli altri corpi apparivano invece estremamente più luminosi, come la Terra stimata a -1.7 e Fobos a -4.1. Va ricordato che tali misure non tengono conto dell’estinzione dovuta alla presenza di polveri nell’atmosfera di Marte, oggi anche causa di un significativo oscuramento per le temperature in aumento.
Stellarium si conferma uno strumento di simulazione astronomica di notevole fedeltà. L’immagine a seguire è stata ottenuta modificando solo di una decina di arcominuti (corrispondenti all’incirca ad altrettanti km) la latitudine ricavata dalla mappa in modo da avvicinarsi quanto più possibile alla foto reale. L’ora di scatto è stata inserita esattamente come indicata nei metadati.
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