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News da Marte #19

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Bentornati su Marte! Il racconto delle ultime settimane sul pianeta rosso coinvolge le recenti attività di Perseverance, uno studio appena pubblicato che analizza i dati del rover e – sorpresa sorpresa – il 52esimo volo di Ingenuity. Si parte!

Perseverance è ancora molto indaffarato
Avevamo lasciato il rover marziano impegnato con il prelievo Otis Peak dalla roccia Emerald Lake, portato a termine il Sol 832 (23 giugno terrestre). Qualche giorno marziano dopo Perseverance ha proseguito gli spostamenti in direzione sud-ovest come illustrato nella mappa sottostante.

Da questa nuova posizione adocchia una particolare roccia che gli scienziati battezzano Ypsilon Lake. Si presenta molto più grande delle rocce circostanti e non sorprende che abbia attirato le attenzioni dei controllori di missione.

Prima rilevazione della roccia Ypsilon Lake nel Sol 838, osservazione da parte della Left NavCam. NASA/JPL-Caltech/Piras

Nel Sol 843 il rover trova una via sicura per avvicinarsi alla roccia e può così osservarla più nel dettaglio con i suoi strumenti fotografici.

Ypsilon Lake da vicino, foto del Sol 845 ancora da parte della Left NavCam. NASA/JPL-Caltech/Piras

Due Sol più tardi Perseverance mette in azione uno dei suoi strumenti, mai menzionato in queste cronache ma comunque di grande interesse. Si tratta del Gas Dust Removal Tool (gDRT), qui evidenziato nella stessa immagine mostrata poco sopra.

Lo strumento Gas Dust Removal Tool installato sulla torretta del braccio robotico. NASA/JPL-Caltech/Piras

Il gDRT viene usato per soffiare via la polvere dalla superficie delle rocce, spesso quelle appena raschiate ma non solo. È costituito da un serbatoio principale (quello molto appariscente nella foto) che è stato caricato con circa 159 grammi di azoto. Una serie di elettrovalvole permette il rilascio di piccole quantità del gas pressurizzato attraverso l’ugello. Ogni azionamento consiste in quattro brevissimi soffi che rilasciano ciascuno 0.138 grammi di azoto.

Schema dello strumento. Fonte: Thermal Design and Validation of Mars 2020 Gas Dust Removal Tool (gDRT), Edgardo Farias, Elizabeth Jens, Barry Nakazono, Jason Kempenaar and Keith Novak, Jet Propulsion Laboratory

Per mezzo del gDRT Perseverance dà una spolverata a una piccola porzione della roccia di interesse, e il risultato dell’operazione è visibile nella sequenza delle due fotografie che seguono (consigliata l’apertura delle foto).

Sol 847, Perseverance orienta il gDRT verso la parte di Ypsilon Lake che intende ripulire. NASA/JPL-Caltech/Piras
Al termine dell’operazione di pulizia la torretta è stata ruotata e ora Perseverance può iniziare una serie di osservazioni dettagliate. Quella documentata nell’immagine consiste in un’analisi con lo strumento SHERLOC. NASA/JPL-Caltech/Piras
Dettaglio dell’area ripulita fornito dalla camera Watson. NASA/JPL-Caltech
Visuale più ampia di Ypsilon Lake prodotta dalla Left NavCam. Sol 848. NASA/JPL-Caltech/Piras

I lavori di Perseverance non sono però conclusi, perché due giorni dopo quest’ultima foto il rover mette in azione la sua speciale fresa ed esegue un’abrasione. Come di consueto l’operazione viene documentata dalle sue camere, con le visuali migliori che ci sono fornite dalla Front Left HazCam. Il risultato nel video che segue.

 

Il foro dell’abrasione osservato da vicino dalla camera Watson montata sul braccio robotico, Sol 850. NASA/JPL-Caltech

Osservazioni dettagliate vengono eseguite anche con lo strumento SHERLOC. Lo menziono di rado perché il suo prodotto più interessante non sono le immagini, ma mi è utile fornire un po’ di contesto per il prossimo paragrafo. Il fantasioso acronimo sta per Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals ed è uno spettrografo a luminescenza e scattering Raman. La possibilità di eseguire l’osservazione di due fenomeni spettrali, la fluorescenza nativa e la risonanza Raman, amplia il ventaglio di rilevazioni permesse dallo strumento. In entrambi i casi si studia la reazione del campione all’illuminazione per mezzo di un laser nel profondo ultravioletto (DUV) per dedurre la presenza di varie classi di composti organici.

Il fascio laser, la cui larghezza è inferiore ai 100 micron, viene fatto scorrere per mezzo di un sistema ottico per scansionare un’area di 7×7 mm. Sherloc è dotato anche di una camera, otticamente allineata con il laser, chiamata Autofocus Context Imager (ACI) che produce immagini in bianco e nero dal grande dettaglio che sono usate per fornire agli scienziati un contesto visivo dell’area analizzata dallo spettrografo. In aggiunta alle immagini dell’ACI è possibile combinare anche quelle dell’altra camera associata allo strumento SHERLOC, ovvero Watson

Le due camere di SHERLOC, Watson e ACI, osservano un target di calibrazione. L’intero riquadro è l’immagine catturata da Watson mentre il rettangolo in bianco e nero rappresenta il campo visivo della camera ACI. Fonte: Bhartia, R., Beegle, L.W., DeFlores, L. et al. Perseverance’s Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals (SHERLOC) Investigation.

Ho provato anche io a combinare le immagini di Watson e Sherloc-ACI relativamente alle osservazioni della roccia Ypsilon Lake, vi mostro di seguito qualche elaborazione.

Acquisizione della camera Watson. NASA/JPL-Caltech
Acquisizione della camera SHERLOC-ACI. NASA/JPL-Caltech
Allineamento delle due immagini. NASA/JPL-Caltech/Piras

Il vantaggio di poter combinare le immagini delle due camere di SHERLOC è che da una parte ACI fornisce un’acquisizione ad altissima risoluzione spaziale (10.1 micron/pixel) e dall’altra Watson aggiunge informazioni cromatiche, non meno importanti per caratterizzare i materiali studiati.

Visuale d’insieme di Ypsilon Lake con l’abrasione eseguita da Perseverance, Sol 850 (11 luglio). NASA/JPL-Caltech/Piras

Tanti, tantissimi minerali organici
Una ricerca pubblicata su Nature il 12 luglio riporta la scoperta nel cratere Jezero di varie specie di minerali organici. Già prima d’ora era stata accertata la presenza di tali composti in meteoriti provenienti da Marte o nel cratere Gale, attualmente esplorato dal rover Curiosity.

La conferma della presenza di composti organici nel cratere Jezero aggiunge un ulteriore tassello alla nostra conoscenza del pianeta rosso. Il loro rinvenimento in una regione dall’accertato passato umido porta eccitazione da parte degli astrobiologi ma è la dottoressa Sunanda Sharma, prima autrice dell’articolo, a frenare eventuali entusiasmi.

Il rinvenimento di questi composti “è un indizio elettrizzante in quanto sono spesso considerati i mattoncini della vita” – spiega la dottoressa Sharma. “Possono tuttavia essere generati anche da processi non biologici.” È su questo aspetto che si baseranno i futuri studi, per capire più nel dettaglio quali siano i minerali rilevati e la natura biologica o geologica della loro formazione.

I dati su cui si sono basati i ricercatori sono stati prodotti dallo strumento SHERLOC (che dal precedente paragrafo per noi non ha praticamente più segreti). Perseverance ha eseguito delle misurazioni su dieci rocce nelle regioni Máaz e Séitah visitate nel corso del suo primo anno (terrestre) di lavoro su Marte

Le dieci rocce analizzate da Perseverance. Fonte: Sharma, S., Roppel, R.D., Murphy, A.E. et al. Diverse organic-mineral associations in Jezero crater, Mars. Nature (2023)

Tutti i dieci campioni sottoposti a SHERLOC hanno mostrato la presenza di composti organici, a coprire complessivamente un intervallo temporale che va da 2.3 a 2.6 miliardi di anni fa indicando quindi la loro presenza già in un tempo parecchio remoto nella storia geologica marziana.

Per quanto tecnicamente molto avanzato, Perseverance non dispone degli strumenti per svolgere analisi in maggior dettaglio. La conferma dell’origine organica e l’identificazione specifica delle molecole rinvenute richiederanno che i campioni vengano riportati sulla Terra per l’analisi di laboratorio.

Tuttavia questa ricerca indica la possibilità che un ciclo organico-geochimico più complesso possa essere esistito su Marte di quanto fosse stato precedentemente descritto da misurazioni in situ.

Ingenuity ha volato!
È stata una notizia giunta un po’ a sorpresa.
Il 28 giugno Perseverance, grazie allo spostamento eseguito in corrispondenza del Sol 836, supera un importante dislivello e dopo
63 giorni riprende contatto con l’elicottero Ingenuity!
In quel momento, grazie a un aggiornamento pubblicato dalla NASA, la community di appassionati viene messa al corrente del fatto che il volo 52, quello che su queste pagine abbiamo atteso a lungo, sia stato già eseguito!

Era il 27 aprile, di fatto a ridosso della data stimata, quando Ingenuity ha portato a termine lo spostamento verso ovest di 363 metri. Grazie ai fotogrammi del volo, gli ultimi dei quali sono stati diffusi 17 luglio, possiamo sperimentare anche noi l’intero spostamento dell’elicottero. Lo facciamo attraverso le riprese delle due camere di bordo con i flussi video precisamente allineati tra loro.

A questo punto è doveroso correggere le valutazioni imprecise relative all’altimetria che, durante queste settimane, separava Ingenuity e Perseverance.

Poco prima dell’ultimo volo la posizione dei due robot era quella nella figura sottostante, con una distanza reciproca di poco meno di 170 metri e con un rilievo che, rispetto alla posizione di Perseverance, si elevava per 8.5 metri. Da questa posizione la comunicazione tra i due era garantita, e infatti è in questa condizione che il rover ha potuto inviare a Ingenuity il piano per il volo 52.

Posizioni prima del volo 52

Giunge il Sol 776, e all’alba del nostro 27 aprile Ingenuity porta a termine il volo programmato.
La sua distanza dal rover è ora di 520 metri e il profilo altimetrico peggiora notevolmente dal punto di vista della comunicazione radio: all’ampio rilevo si aggiunge un’ulteriore cresta che porta a 9.5 i metri di dislivello massimo rispetto alla posizione di Perseverance.

Posizione al Sol 776 al termine del volo 52: Ingenuity è in completa ombra radio

Trascorrono varie settimane, durante le quali ogni tentativo di comunicazione da parte di Perseverance fallisce. Il rover prosegue le sue attività nelle regioni Onahu Outcrop ed Emerald Lake (descritte nel dettaglio in News da Marte #18), al termine delle quali può dirigersi verso ovest e finalmente, il 28 giugno, torna in visibilità del suo compagno elicottero. È il Sol 836 e i due distano ancora parecchio tra loro (circa 400 metri) ma il profilo altimetrico è evidentemente più favorevole con un dislivello che, riferito alla posizione di Ingenuity, è di poco superiore ai 5 metri. 

Sol 836, Perseverance e Ingenuity riprendono contatto

In queste settimane Ingenuity sta trasmettendo al rover una gran quantità di immagini relative non solo al più recente volo ma anche ad altri dei mesi passati, svuotando la sua memoria da centinaia di MB di dati. Non mi dilungo oltre nell’occupare queste pagine, ma qualora vi interessasse trovate una playlist con (quasi) tutti i voli che curo su YouTube all’indirizzo https://www.youtube.com/playlist?list=PL7Re8WpuVU3LPzHhx2wpLkpayuEpztqIr

Anche per questo aggiornamento marziano è tutto, alla prossima.