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Intro
Nel precedente appuntamento di queste cronache marziane abbiamo lasciato il rover Perseverance a Krokodillen, la regione al confine occidentale del Cratere Jezero dove era entrato a inizio giugno. Tra abrasioni superficiali alle rocce e un nuovo prelievo complicato, in questi ultimi due mesi il nostro emissario robotico ha proseguito lo studio di Marte macinando tanti altri chilometri e forse scoprendo processi geologici inediti. Vediamo quali analisi l’hanno tenuto impegnato, si parte!
Un panorama Limpidissimo da Fallbreen
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Alcuni giorni dopo l’abrasione della roccia Fallbreen (eseguita il 23 maggio e documentata in Coelum Astronomia n. 275) e le successive analisi, Perseverance ha scattato un’ampia panoramica della regione nei dintorni impiegando le MastCam-Z, le camere zoom montate sulla sua “testa”. Il risultato è uno spettacolare mosaico assemblato magistralmente dagli esperti grafici del JPL e che potete ammirare come copertina di questo articolo: 96 singole fotografie mostrano il paesaggio attorno al rover a 360 gradi. A dare ulteriore valore a questa immagine, oltre al fascino, è l’atmosfera particolarmente trasparente che ha permesso di inquadrare per decine di chilometri verso ovest. La versione dell’immagine scelta mostra in colori esaltati, ovvero con le bande cromatiche processate separatamente per accentuare contrasto e differenze di tonalità, un cielo che appare con sfumature decisamente terrestri. Ma non bisogna farsi ingannare, in questo caso l’azzurro che vediamo è legato al processo di elaborazione e non all’occorrenza dello scattering di Rayleigh come avviene sul nostro pianeta. È altresì vero che ci sono dei momenti particolari in cui il cielo marziano può tingersi effettivamente di blu: è il caso delle albe e dei tramonti, ben documentati da Spirit nel 2005, dovuti al modo in cui le particelle di polvere diffondono la luce solare attraverso un percorso atmosferico più lungo.
In basso nell’immagine del panorama si distingue la macchia bianca dell’abrasione del 23 maggio, mentre sull’estremo bordo destro, a 4.4 metri dal rover, c’è un cosiddetto masso errante. Gli scienziati ritengono che esso sia giunto in questa regione come conseguenza di una frana, oppure spinto dall’acqua o dal vento, in un’epoca precedente alla formazione dell’increspatura sabbiosa grigia che lo circonda. Non sarebbe quindi poggiato sulla sabbia ma è probabile che giaccia direttamente sul basamento roccioso.
Un altro dettaglio degno di nota, evidente anche in altre riprese mostrate in queste pagine, è la differente tonalità nelle rocce e il punto di contatto tra unità geologiche: le rocce chiare e piatte nei pressi del rover sono ricche di olivina, mentre quelle più lontane e scure sono le regioni dove le osservazioni orbitali hanno rilevato abbondanza di argille. Una lunga traccia lasciata dalle ruote di Perseverance testimonia lo spostamento di 92 metri che aveva portato il rover a Fallbreen il 22 maggio.
Al termine delle foto e delle analisi chimiche in questa località, il robot NASA è tornato verso est per indagare i basamenti scuri di Krokodillen, confermare la presenza delle argille e prelevarne almeno un campione.
Perché le Argille sono così Importanti?
Nell’ampia famiglia dei minerali fillosilicati rientrano anche i minerali argillosi, di grande interesse per gli scopi di Perseverance. I fillosilicati si formano dall’interazione tra rocce silicatiche (come i basalti) e acqua, dando origine a minerali con struttura cristallina a strati. Gli scienziati distinguono diversi sottogruppi, in base al modo in cui si dispongono questi strati: caoliniti, smectiti/montmorilloniti, illiti e cloriti. Tutti condividono la presenza di gruppi ossidrilici OH⁻ che ne influenzano le proprietà chimiche e fisiche. Riuscire a rilevare la presenza di fillosilicati confermerebbe l’antica presenza di acqua liquida ma non solo: questi minerali svolgono un’eccellente funzione di preservazione delle strutture organiche le quali, se presenti, vengono assorbite e incapsulate nei reticoli.
La ricerca di argille a Krokodillen è iniziata a fine maggio ma già ad aprile, grazie ad analisi precedenti tra cui l’abrasione “Strong Island”, si è iniziato a sospettare che la firma spettrale delle argille fosse variabile nella regione. Per questo motivo gli scienziati hanno deciso di andare alla ricerca di una descrizione coerente nella geologia di queste aree con l’obiettivo di costruire una visione d’insieme. Perseverance ha così parzialmente ripercorso i propri passi e, due Sol dopo aver scattato il panorama da Fallbreen, si è diretto nuovamente nel cuore di Krokodillen alla ricerca di un target adatto per un prelievo individuato (apparentemente), nel Sol 1524 (3 giugno), nella roccia Kenmore.
Il 5 giugno è stata effettuata un’abrasione superficiale, denominata Laknes. Cinque Sol più tardi, tutto sembrava procedere senza problemi quando il rover ha azionato nuovamente il trapano, a pochi centimetri di distanza, per eseguire un carotaggio e prelevare così un campione di roccia. Tuttavia, in modo simile a quanto accaduto nell’aprile precedente con il campione Bell Island, anche questa volta la punta ha iniziato a slittare durante la perforazione: la roccia, infatti, si è frantumata sotto la forza percussiva dello strumento. L’inconveniente ha prodotto un movimento laterale del sistema braccio-trapano, che di conseguenza ha portato al bloccaggio della punta nel terreno.
Ancora una volta il problema è stato risolto grazie all’ingegnosità dei tecnici del JPL i quali, dopo tre giorni impegnati nella diagnosi del problema, al quarto Sol (14 giugno sulla Terra) hanno inviato a Perseverance il comando per sollevare il braccio robotico, operazione che ha inizio rilasciando la forza di precarico usata per stabilizzarlo. Il rover così ha estratto con successo l’estremità di foratura dal campione frantumato chiudendo di fatto l’emergenza. Anche in questa occasione non è stato necessario sacrificare la preziosa punta distaccandola e abbandonandola incastrata nel terreno. Perseverance è in ogni caso dotato di un ampio set di bit di foratura, adeguato sia per contrastare l’usura che potenziali inconvenienti come quello appena descritto.
Un’ispezione visiva successiva della punta ha confermato che non ci sono stati danni agli apparati ma purtroppo ha rivelato anche come la fiala, predisposta per l’occasione, fosse rimasta vuota. Condizione successivamente confermata anche con le osservazioni della CacheCam. Il tentato prelievo non si rivela però un totale fallimento perché la fragilità della roccia Kenmore, ovvero proprio la causa dell’aborto dell’operazione, ha comunque portato alla luce interessanti frammenti chiari altrimenti celati.
In un mondo extraterrestre dominato da tonalità grigie e scure, queste rocce appaiono sorprendentemente biancastre quasi un’anomalia, dato che, sulla superficie di Marte, le rocce chiare sono rare e, nel caso presenti, indicano spesso processi geologici legati alla presenza di acqua.
Gli scienziati ipotizzano che sul bordo del Cratere Jezero tali formazioni rocciose possano essere il risultato di antichi fenomeni idrotermali legati all’acqua calda o al vapore generati dall’impatto che diede forma al cratere stesso. In scenari simili la circolazione di fluidi può trasformare le rocce in due modi: o dissolvendo parte dei minerali e lasciando dietro di sé residui ricchi di silice i quali, con il tempo, si trasformano in quarzo, oppure concentrano la silice in fratture della roccia e formare vene di quarzo.
Altre rocce bianche, già osservate in passato a Jezero, sembravano effettivamente simili a quarzo massiccio, compatibili con la seconda ipotesi. Quelle individuate nell’immagine appaiono invece diverse: non solidi blocchi solidi, ma piuttosto superfici ricoperte da un sottile strato più chiaro. Potrebbe trattarsi ancora di silice, ma non è da escludere che si tratti di altri minerali come solfati, per esempio gesso, anch’essi tipici di ambienti dove, in passato, l’acqua ha giocato un ruolo determinante.
La presenza di altre rocce simili nella stessa area suggerisce che non si tratti di un fenomeno isolato, sebbene fosse sfuggito all’osservazione nel corso dell’abrasione precedente. Determinare con precisione la composizione di questi materiali sarà cruciale per risalire al processo che li ha generati, a tal fine gli strumenti a bordo del rover hanno già raccolto i dati necessari nei Sol successivi al carotaggio. Non ci resta a questo punto che attendere il lavoro di analisi degli scienziati e la pubblicazione dei relativi paper tra qualche mese. Ne renderemo sicuramente conto nelle pagine di Coelum di questa rubrica.
Durante la permanenza nei pressi di Kenmore, Perseverance esegue anche un’estesa serie di analisi con i sensori fotografici e altri raffinati strumenti:
- le MastCam-Z con i loro filtri a banda stretta;
- la SuperCam, che grazie a impulsi laser permette di vaporizzare le rocce e analizzare la composizione chimica dei gas liberati;
- gli spettrografi PIXL e SHERLOC, il primo a raggi X e il secondo che impiega l’effetto Raman.
Una straordinaria suite di strumenti che ha consentito agli esperti di confermare, già poco dopo le analisi, la presenza di argille. Viene individuato anche feldspato e, per la prima volta su Marte, un minerale di idrossido di manganese.
Con le analisi su Kenmore completate e una quantità di dati sufficiente inviata verso Terra per successive indagini, Perseverance è pronto a proseguire la sua esplorazione sul bordo occidentale del Cratere Jezero.
Ritorno a Nord alla Ricerca di un campione
Il Sol 1540 di missione, corrispondente al nostro 20 giugno, ha visto il rover tornare verso nord e nel farlo esso ha percorso la maggiore distanza di sempre in modalità di auto-navigazione nel corso di un singolo spostamento, ben 411.7 metri, migliorando di 64 metri il precedente record stabilito il 3 aprile 2023. In effetti il viaggio sarebbe potuto proseguire ancora se il rover non fosse già giunto alla destinazione prestabilita: l’area, già visitata, chiamata “Main Topsail”. Ha percorso poi altri 10 metri per posizionarsi meglio su un affioramento della stessa unità geologica che aveva tentato di campionare oltre 400 metri più a sud.
Tra i Sol 1545 e 1548 (25 e 28 giugno) Perseverance ha eseguito nuovamente delle abrasioni del terreno ma, a conferma della continuità geologica all’interno dell’area, anche qui le rocce hanno ceduto sotto la forza del trapano proprio come era già accaduto in precedenza.
Il giorno dopo la seconda abrasione il rover si è spostato per poco meno di 100 metri verso est in direzione della roccia “Salmon Point” sullo stesso basamento ove il 12 aprile, aveva eseguito l’abrasione “Strong Island” (vedi Coelum Astronomia 275). Durante il primo tentativo la roccia fresca portata alla luce aveva evidenziato una firma chimica significativa della presenza di argille. Visto l’esito per lo meno accettabile della vecchia abrasione, i tecnici hanno riportato il rover sul luogo del delitto sperando di trovare qui dei materiali più favorevoli a un prelievo. Il confronto tra le immagini scattate a mesi di distanza mostra inoltre quando il vecchio foro sia stato quasi cancellato dalla polvere spostata dal vento marziano.
Fiduciosi i tecnici hanno tentato un nuovo carotaggio. Il trapano è azionato il 2 luglio su “Salmon Point” ma, non sorprendentemente, le rocce continuano a sbriciolarsi sotto la violenta azione dello strumento del rover lasciando numerosi frammenti sul terreno attorno al punto di foratura.
Non tutto è andato perduto però perché nel tentativo almeno un sassolino è stato catturato all’imboccatura della punta, afferrato in modo fortuito dal meccanismo di ritenuta che, in condizioni nominali, frattura e distacca il cilindretto quando è ancora all’interno della roccia e ne assicura il prelievo. Una condizione anomala ma prevista e già studiata dai tecnici del JPL durante i test eseguiti anni fa nei laboratori sulla Terra. Il sassolino trattenuto all’estremità della punta in questi casi è detto “fungo”.
Il trapano a seguire viene puntato verso l’alto con un’inclinazione di circa 45° azionando i meccanismi di rotazione e percussione. L’obiettivo dell’operazione è liberare la punta espellendo il frammento oppure facendo sì che lo stesso finisca per accomodarsi in modo sicuro all’interno della fiala.
Nel tardo pomeriggio del medesimo Sol marziano il contenitore viene fotografato dalla CacheCam, la quale dà conferma che qualcosa, forse proprio quel sassolino, è stato trattenuto e si trova al sicuro all’interno del contenitore. Si tratta di Gallants ed è il 30esimo campione prelevato da Perseverance. Il nome viene scelto dal piccolo Joshua che, insieme a Madeline, a fine giugno è stato un visitatore speciale del JPL grazie al supporto della fondazione Make-a-wish. La fiala non sarà ancora sigillata in attesa di trovare un eventuale campione di maggior valore scientifico con cui sostituire Gallants. Questo fa parte della nuova strategia di gestione dei campioni voluta dalla NASA che deve far affrontare a Perseverance ancora vari anni di missione avendo a disposizione ormai poche fiale.
Il 4 luglio, ricorrenza dell’Independence Day americano, innesca una breve pausa nelle attività su Marte. Qualche giorno prima il rover aveva fotografato alcune delle targhe affisse sulla propria struttura esterna, inquadrate per mezzo della camera WATSON montata sul braccio robotico. Le targhe immortalate sono quelle con il logo del Jet Propulsion Laboratory, il logo della NASA e anche una targa speciale dedicata a medici e infermieri che nell’estate nel 2020, periodo del lancio della missione Mars 2020, si trovavano a fronteggiare in prima linea il periodo più duro dell’emergenza mondiale legata a COVID-19. Sul fondo nero della targa troviamo il bastone di Asclepio sormontato dal globo terrestre. Una scia sottile orbita la Terra vicino all’equatore: si tratta della traiettoria stilizzata della capsula contenente Perseverance e Ingenuity che decolla da Cape Canaveral e giunge su Marte.
Perseverance fotografa anche la bandiera statunitense, e chissà che questo atto patriottico non possa spingere l’attuale Amministrazione a recedere dai propositi di cancellazione di Mars Sample Return, l’ambizioso programma NASA-ESA che punta a portare sulla Terra nel prossimo decennio i campioni che il rover sta attualmente raccogliendo. La Camera dei Rappresentanti ha già mostrato di pensarla diversamente, destinando 300 milioni di dollari al progetto e chiedendo alla NASA di valutare partnership commerciali, anche per non lasciare il passo alla Cina che prepara una propria missione di ritorno campioni entro il 2028. Tuttavia i lavori del Congresso sono attualmente fermi, e la decisione definitiva sul futuro del programma resta in sospeso.
Il soffio Distruttivo di Perseverance a Westport
Terminato il weekend delle festività nazionali, il rover percorre circa 180 metri verso ovest e l’8 luglio approda nella regione Westport. L’interesse è legato al punto di contatto tra le rocce argillose di Krokodillen, relativamente piatte e coperte di sabbia e ghiaia, e una formazione molto più rocciosa e inclinata a ovest ricca di olivina.
Secondo una delle ipotesi del team, queste rocce ricche di olivina potrebbero costituire un’unità ignea intrusiva, formatasi quando magma proveniente dall’interno del pianeta è risalito e si è raffreddato sotto la superficie. Westport potrebbe perciò conservare tracce di un evento geologico importante: l’intrusione di materiale fuso in rocce preesistenti. Intrusioni magmatiche di questo tipo possono alterare la geologia circostante tramite il metamorfismo da contatto. In questo caso il calore del magma riscalda le rocce vicine formando nuovi minerali e, potenzialmente, anche ambienti favorevoli alla vita microbica. Contemporaneamente il magma si raffredda rapidamente laddove entra in contatto con rocce solide preesistenti. A Westport l’obiettivo è cercare prove di entrambi i fenomeni: da una parte rocce di Krokodillen “cotte” al contatto e a ovest rocce oliviniche “raffreddate” ai margini. La linea di contatto è costellata di frammenti scuri irregolari e massi più grandi, chiari e lisci. Entrambe le tipologie di roccia si preannunciano complicate da analizzare, ma abbiamo visto che gli scienziati del JPL sono ricchi di risorse.
Le prime analisi che Perseverance tenta riguardano i frammenti scuri, troppo piccoli per essere raschiati con la punta abrasiva ma che possono essere puliti superficialmente con un altro strumento: il gDRT, (gas Dust Removal Tool). Si tratta di un soffiatore ad azoto che rilascia piccoli ma potentissimi “sbuffi” di gas i quali, direzionati opportunamente verso le rocce, rimuovono la polvere superficiale. Potete trovare maggiori dettagli sul gDRT e il suo funzionamento nella News da Marte #19 pubblicata sul sito di Coelum a luglio 2023.
Lo strumento viene impiegato nel Sol 1562 su “Holyrood Bay” producendo un risultato a dir poco più incisivo di quanto atteso: il getto supersonico di azoto frantuma parte della roccia, sparpagliando frammenti ad alcuni centimetri di distanza dal bersaglio. Vengono così portate alla luce porzioni chiare di materiale che offrono agli scienziati possibilità di studio inattese, a partire dalla considerazione che una tale fragilità della roccia potrebbe indicare alterazioni intense da parte dell’acqua. Anche il colore, con le macchie chiare, fa propendere per la presenza di argille anche se non si escludono carbonati, solfati o silice.
Alcuni giorni dopo il rover si è spostato di pochi metri per studiare un masso chiamato “Drake’s Point”. Su di esso è stata anche tentata un’abrasione che è riuscita solo parzialmente, perché la combinazione tra la ridotta dimensione del masso e l’inclinazione del trapano ha fatto sì che la roccia si muovesse durante l’operazione di fresatura, che è stata quindi interrotta anticipatamente in modo automatico. Tuttavia l’attività ha raschiato una quantità di materiale sufficiente a esporre gli strati interni, che hanno confermato la presenza di olivina.
Il puzzle iniziava a formarsi ed ogni tessera disposta giustamente, e così il rover è stato fatto subito tornare vicino ai frammenti della roccia osservata pochi Sol prima, “Holyrood Bay”, per svolgere analisi più approfondite. Le macchie chiare, probabili minerali di alterazione generati dall’interazione con calore e acqua, e la presenza di olivina nell’unità geologica adiacente, sono due potenti indizi che potrebbero confermare per la prima volta che su Marte ha effettivamente avuto luogo il metamorfismo da contatto.
È un processo comune sulla Terra ma mai documentato sul Pianeta Rosso, ove è assente la tettonica a placche che invece da noi spinge in superficie rocce metamorfiche e corpi magmatici intrusivi, rendendoli osservabili. Su Marte il sollevamento di rocce intrusive sotterranee può però avvenire attraverso la formazione di crateri da impatto, lungo il bordo di uno dei quali, guarda caso, Perseverance si trova attualmente.
Esistono anche altri scenari che avrebbero potuto produrre le osservazioni rilevate dal rover. Per esempio la presenza di olivina potrebbe essere dovuta a rocce ignee intrusive (rocce che si raffreddano dal magma in profondità), oppure la caduta di cenere piroclastica proveniente da un’eruzione vulcanica. Per questa ragione non è ancora possibile dare una conferma definitiva su quali processi geologici sia intervenuti qui, al confine occidentale del Cratere Jezero.
Il Rapido Bordo Est di Krokodillen
Concluse le analisi aggiuntive su “Holyrood Bay”, Perseverance si è rimesso in marcia verso sud-est diretto diretto a “Midtoya”, un affioramento roccioso situato in un’altra regione. Tra il 26 e il 28 luglio (Sol 1576-1578) percorre circa 550 metri e inizia a risalire un rilievo molto ripido con un’inclinazione di circa 22°. Una visuale di questo promontorio è disponibile nella panoramica scattata da Fallbreen di inizio articolo, in particolare nel ritaglio in colori naturali puntato posteriormente rispetto a Perseverance.
In condizioni favorevoli questa salita sarebbe alla portata del rover, progettato per affrontare pendenze fino a 30°, ma il terreno si mostra friabile e ricco di ghiaia con il risultato che le ruote di Perseverance perdono trazione e scivolano. Questo è documentato dalle tracce a zig-zag che il rover lascia dietro di sé durante gli sforzi nella risalita. Ulteriori tentativi vengono fatti nel Sol 1579 (29 luglio) e poi 5 giorni dopo cercando un passaggio meno ripido, ma senza fortuna.
Il 5 agosto una roccia inusuale battezzata Horneflya, smossa dai tentativi di arrampicata di Perseverance e caduta verso valle, cattura l’attenzione degli scienziati come un altro sasso osservato mesi fa 540 metri più a nord (vedi Coelum 274). La roccia è ricoperta di piccole sferule da impatto, ovvero gocce di roccia fusa espulse durante un gigantesco impatto meteorico e poi ricadute al suolo, raffreddandosi rapidamente in volo. L’impatto che le ha generate è, con grande probabilità, proprio quello che ha prodotto il cratere che Perseverance sta esplorando.
Dopo un’altra fallita incursione a est nel Sol 1590 (10 agosto), i piloti di Perseverance decidono di rinunciare all’osservazione della regione di contatto su questo versante del pendio. Si opta quindi per spostarsi ulteriormente verso sud-est percorrendo quasi 600 metri nel corso di alcuni Sol durante i quali attraversa il sito “Kerrlaguna” approcciando le formazioni sabbiose alte sino a un metro note come megaripple. Al termine dell’attraversata, il 17 agosto, il rover giunge in un’altra zona dai toni chiari, ben visibile anche dalle immagini orbitali, che taglia Krokodillen per un centinaio di metri da nord a sud. Al momento della chiusura dell’articolo le analisi su questa unità geologica sono in corso da un paio di Sol, vedremo tra due mesi quali altri importanti indizi saranno stati prodotti per capire meglio la storia di queste regioni marziane.
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