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News da Marte! #3

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Credit NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Bentornati su Marte! (puntata n°3)

Oggi dedichiamo il racconto degli ultimi aggiornamenti al lander Insight, tra alti e bassi della situazione energetica e recentissimi nuovi studi relativi alle sue rilevazioni.

Insight cambia i programmi

Il lander della NASA che studia l’interno del pianeta rosso ha come unica fonte di alimentazione dei pannelli solari, i quali soffrono degli stessi problemi che abbiamo visto affliggere l’elicottero Ingenuity: oscuramento atmosferico e polvere.

Soprattutto quest’ultima è stata da sempre la spina nel fianco dei tecnici del JPL, con il costante declino dell’energia raccolta da Insight e il fallimento dei più recenti tentativi di rimuoverla almeno in parte dalle grandi superfici dei pannelli. L’apparente impossibilità di invertire la tendenza ha spinto il team che gestisce la missione del lander a delineare la timeline che porterà alla fine della missione. 

 

A fine maggio era stata così programmata la dismissione progressiva di tutti gli apparati scientifici, con l’intenzione di lasciare attivi solo i sistemi legati alla rilevazione di temperatura e pressione atmosferica, le camere e i sistemi di comunicazione. In queste condizioni si stimava che Insight avrebbe continuato a funzionare sino circa a dicembre 2022.

Nella seconda metà di giugno il Jet Propulsion Laboratory ha diffuso un aggiornamento che ha revisionato i programmi. È stato infatti deciso che il sismometro, l’ultimo strumento che si sarebbe dovuto spegnere alla fine del mese, sarebbe invece rimasto attivo a tempo indefinito. Questo dispendio energetico extra avrebbe portato invariabilmente a ridurre le prospettive di vita di Insight, che perdipiù opera già da alcuni mesi in modalità d’emergenza disattivata. Il cosiddetto safe mode permette al lander di entrare automaticamente in una modalità a ridottissimo consumo energetico nel caso di condizioni sfavorevoli (legate per esempio alla temperatura o alla scarsa energia disponibile) per dare modo agli ingegneri di gestire la situazione.

Insight scattata il 2 ottobre
La foto più recente inviataci da Insight scattata il 2 ottobre, Sol 1368, alle 5 del pomeriggio marziano. In primo piano si trova la campana che scherma dal vento il delicatissimo sismometro. Crediti: NASA/JPL-Caltech

L’obiettivo è diventato ottenere più dati scientifici possibile finché le condizioni lo permetteranno piuttosto che prolungare il funzionamento di Insight senza però ottenere da ciò alcun beneficio per gli studi in corso.

Un risvolto inaspettato e decisamente positivo si è delineato in queste ultime settimane grazie all’aumento delle ore di luce (il solstizio invernale è avvenuto il 21 luglio) e la mutazione delle condizioni climatiche. La situazione energetica di Insight è così leggermente migliorata grazie anche alla riduzione del 30% rispetto a giugno dell’opacità atmosferica. Questo ha portato a una maggiore quantità di energia generata giornalmente; nello specifico parliamo di un incremento da 400 Wh misurati a inizio luglio per arrivare agli attuali 425 Wh nelle rilevazioni più aggiornate. Si tratta comunque di una piccola frazione rispetto ai circa 5000 Wh che Insight generava appena atterrato su Marte nel 2018.

Ma per il povero lander non c’è pace, e proprio nella serata di venerdì 7 settembre è arrivato un funesto aggiornamento da parte della NASA che riguarda una probabile tempesta di sabbia di dimensioni colossali che sta interessando l’emisfero sud di Marte.

Osservata per la prima volta il 21 settembre, la tempesta ha continuato a crescere di dimensioni sino a raggiungere un’estensione raffrontabile con le dimensioni del pianeta stesso. Il 3 ottobre la crescita del fenomeno atmosferico, formatosi a 3500 km dalla posizione di Insight, aveva iniziato a interessare anche l’atmosfera nella regione Elysium Planitia dove si trova il lander. La densità della foschia è aumentata del 40% portando a un crollo della generazione di energia, scesa a soli 275 Wh al giorno. Una quantità assolutamente insufficiente per l’attuale configurazione operativa di Insight.

La posizione della tempesta di sabbia
La posizione della tempesta di sabbia come ripresa il 29 settembre dalla camera Mars Climate Imager a bordo della sonda MRO. Crediti: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Sebbene l’osservazione dall’orbita faccia pensare che il picco di intensità della tempesta sia ormai passato e che il fenomeno stia rallentando, la situazione per il lander non sembra destinata a migliorare nel breve periodo. Per questa ragione il team della missione ha preso la decisione di spegnere per due settimane il sismometro, altrimenti tenuto in funzione continuativamente tutto il giorno, per permettere così alle batterie di mantenere una carica adeguata. Senza questo intervento si stima che a Insight sarebbero rimaste solo poche altre settimane di operatività.

 

Terremoti ma anche crateri

Dei circa 1300 eventi sismici rilevati da Insight, si è sospettato a lungo che alcuni di essi fossero generati da impatti al suolo di meteoriti. Le ragioni per ritenerlo sono la sottilissima atmosfera marziana, che blocca solo i meteoroidi più piccoli, e la vicinanza con l’importante fascia di asteroidi tra il pianeta rosso e Giove. Tuttavia per molto tempo è mancata l’evidenza sperimentale che permettesse di collegare delle registrazioni di una scossa con un cratere da impatto.

Le cose sono cambiate il 19 settembre con la pubblicazione su Nature Geoscience di un articolo che, per la prima volta, ha dimostrato la possibilità di analizzare a un nuovo livello le registrazioni del sismometro impiegando i dati relativi alla pressione acustica e le onde sismiche. Non è solo l’impatto al suolo a generare potenziali vibrazioni di cui Insight resta in ascolto, ma anche l’ingresso in atmosfera del corpo. I modelli matematici usati dai ricercatori mettono in relazione inoltre il tempo di arrivo delle onde sismiche e la loro polarizzazione, permettendo infine di stimare la posizione degli impatti meteorici.

Il paper documenta in dettaglio ben quattro di questi eventi, rilevati da Insight tra il 2020 e il 2021, e avvenuti a distanze comprese tra 85 e 290 km. Il primo riconosciuto e indubbiamente più spettacolare è quello occorso il 5 settembre 2021, che ha visto un corpo principale entrare in atmosfera e frantumarsi in almeno tre parti più piccole.

Al link https://soundcloud.com/nasa/insight-captures-sound-of-a-meteoroid-striking-mars è possibile ascoltare la registrazione audio processata a partire dai dati del lander.

I tre impatti sono udibili distintamente come fossero il suono di tre gocce, con tempi di arrivo molto diversi tra suoni a bassa ed alta frequenza a causa dell’interazione con l’atmosfera.

Successivamente il satellite Mars Reconnaissance Orbiter, durante un sorvolo dell’area sospettata di aver subito gli impatti, ha acquisito delle immagini in bianco e nero a bassa risoluzione della regione. Tre macchie scure hanno confermato i sospetti, così nuove immagini più dettagliate sono state programmate per la camera HiRise.

tre siti di impatto del meteorite
Immagine dei tre siti di impatto del meteorite “ascoltato” da Insight il 5 settembre 2021. I colori sono stati elaborati per agevolare la visualizzazione all’occhio umano dei dettagli rilevanti. Crediti: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Gli altri tre eventi registrati da Insight sono avvenuti il 27 maggio 2020, 18 febbraio e 31 agosto 2021. Ciascuno ha lasciato l’inconfondibile firma di un cratere.

I tre crateri dovuti ad altrettanti mini-terremoti
I tre crateri dovuti ad altrettanti mini-terremoti rilevati da Insight. Foto acquisite dal satellite MRO. Crediti: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Torniamo così alla domanda iniziale: perché abbiamo documentato il primo impatto di un meteorite su Marte tramite Insight solo un anno fa, se stimiamo un’alta frequenza di ingresso di questi corpi in atmosfera? La risposta del team è che data la debolissima intensità delle scosse generate da questo tipo di fenomeno, non superiore al secondo grado di magnitudine per questi quattro eventi, si pensa che la maggior parte di essi sia stata confusa con il rumore del vento marziano e di fenomeni atmosferici stagionali.
Ora che è stato possibile caratterizzare la “firma sismica” dell’impatto di un meteorite su Marte, ci si aspetta che se ne troveranno numerosi altri andando ad analizzare con attenzione i quattro anni di registrazioni del lander a disposizione degli scienziati.

Per questo aggiornamento marziano è tutto, appuntamento al prossimo che cercherò di rendere meno monotematico!

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