Mappa topografica realizzata dal Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA), uno strumento sul Mars Global Surveyor (MGS). Crediti: IRSPS/TAS-I
“Solo” sette mesi di viaggio e il lander Schiaparelli a bordo della sonda ExoMars potrebbe arrivare sulla superficie marziana. Una missione importante per l’ESA, perché – dopo il fallimento di Beagle 2 nel 2003 – per la prima volta un manufatto europeo potrebbe atterrare con successo su Marte.
Più che altro, l’ESA con Schiaparelli vuole dimostrare al mondo che è pronta a inviare un lander (o un rover, come farà nel 2018) su Marte, ma potrà portare a casa anche alcuni risultati scientifici. Schiaparelli è un modulo EDM (Entry and Descent demostrator Module) a cui partecipa anche l’Italia con lo strumento DREAMS (Dust Characterisation, Risk Assessment, and Environment Analyser on the Martian Surface) realizzato tra Napoli e Padova (Principal Investigator Francesca Esposito, INAF – Osservatorio Astronomico di Capodimonte): si tratta di una stazione meteorologica che studierà l’ambiente attorno al lander. Nel payload scientifico troviamo anche AMELIA (Atmospheric Mars Entry and Landing Investigation and Analysis), COMARS+, la camera DECA (Descent Camera) e INRRI (INstrument for landing-Roving laser Retroreflector Investigations).
Tre giorni prima di arrivare nell’atmosfera di Marte, il lander si separerà della sonda preparandosi alla discesa che compierà in totale autonomia dalla Terra. La discesa durerà 6 lunghissimi minuti. Il lander comincerà a lavorare sulla superficie marziana e lo farà per circa 2-4 sol (giorni marziani). La serie completa di dati sarà trasmessa alla sonda entro 8 sol dopo l’atterraggio.
Gli ingegneri hanno già impostato l’obiettivo dell’EDM: si tratta di Meridiani Planum. Scopriamo con Simone De Angelis, ricercatore presso IAPS-Roma nonché membro del team dello strumento Ma_MISS (Mars Multispectral Imager for Subsurface Studies per ExoMars 2018 – Principal Investigator: Maria Cristina De Sanctis, INAF-Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica) cosa ha di particolare questo sito. «Tutti i siti proposti nelle varie fasi di selezione sono piuttosto simili e caratterizzati da diversità e variabilità geologica. L’aspetto scientifico principale nell’indirizzare la scelta è dato da evidenze osservative della presenza di acqua liquida in superficie nel passato», ha detto.
Perché proprio Meridiani Planum?
«Meridiani Planum è stato scelto principalmente per la conformazione planare del territorio, assicurando così un safety landing, e per il fatto che è ben nota ai ricercatori; in base alle osservazioni si ritiene ci sia stata in passato attività acquosa allo stato liquido. Questo sito è caratterizzato dalla diffusa presenza di minerali che tipicamente si formano in condizioni di stabile presenza di acqua, quali ad esempio concrezioni di ematite e vari tipi di solfati di ferro e magnesio. È inoltre caratterizzato da morfologie di tipo sedimentario e di tipo diagenetico, con rocce derivate da alterazione chimica e acquosa di materiali vulcanici. Si ritiene che vi siano stati in passato episodi sia di inondazioni che di erosione e evaporazione di acqua. La presenza di grandi volumi di acqua liquida e stabile in superficie per molto tempo è un requisito per la potenziale abitabilità di una zona».
Simone De Angelis, ricercatore presso IAPS-Roma
Cosa speriamo di trovare sul sito prescelto?
«Nel caso di ExoMars 2016, il lander ha quasi solo uno scopo di dimostrazione tecnologica. Grazie agli strumenti a bordo verranno effettuate misure di alcune grandezze per caratterizzare l’atmosfera a livello della superficie (pressione, temperatura, campi elettrici, polveri). Poiché il lander una volta atterrato rimane fermo in quella posizione, non avremo un’esplorazione del territorio, come avverrà con il rover nella missione successiva, ExoMars 2018».
Ci sono nelle vicinanze (o altrove) altri siti idonei a missioni simili?
«Sicuramente sulla superficie di Marte esistono numerose aree candidate (dal punto di vista dei requisiti scientifici) a missioni simili, in cui è largamente documentata la presenza passata di acqua liquida (paleolaghi, resti di antichi sistemi fluviali e reti di valli scavate dall’azione dell’acqua). Meridiani Planum è comunque stato studiato a fondo direttamente in-situ dagli strumenti a bordo del Mars Exploration Rover Opportunity, e inoltre soddisfa uno dei requiti ingegneristici di planarità e facile accesso».
Come si procede di solito per scegliere un sito di atterraggio su un altro pianeta?
«Nel selezionare i candidati siti di atterraggio, innanzitutto, è stato necessario soddisfare alcuni vincoli ingegneristici: il sito in cui atterrerà il rover – ad esempio – dovrà stare alle basse latitudini, pochi gradi attorno all’equatore, e avere una bassissima elevazione sul livello della superficie marziana, anzi anche al di sotto, in modo da avere abbastanza esposizione solare (per l’energia necessaria alla locomozione) e abbastanza atmosfera da attraversare in fase di discesa e landing (per essere frenato). Inoltre nell’area del landing non devono essere presenti grandi montagne o canyon, per motivi legati a facilità di locomozione del rover.
Una volta soddisfatti questi primi requisiti tecnici, alcuni team hanno selezionato diverse zone studiate e conosciute, nella fascia equatoriale, che potessero soddisfare i requisiti scientifici: dunque presenza di antichi mari, laghi o fiumi, presenza di altri segni di acqua nel passato, occorrenza di minerali idrati (che si formano per l’azione prolungata di acqua). Individuati questi siti candidati, essi devono ancora soddisfare altri requisiti tecnici, come ad esempio: la planarità del territorio, la presenza o meno di zone con forti pendenze (scarpate, canyon), un basso (e stimato) numero di massi dispersi che ostacolerebbero la locomozione del rover, la presenza di target di interesse primario facilmente raggiungibili nell’area in cui con più probabilità atterrerà il rover».
Meridiani Planum. Crediti: IRSPS/TAS-I
Qual è la conformazione geologica del sito dove atterrerà il rover ExoMars2?
«Parliamo del sito candidato attualmente più probabile, Oxia Planum. È caratterizzata da antichi terreni ricchi di minerali argillosi del Noachiano (>3 miliardi di anni fa), evidenze dell’esistenza passata di corpi d’acqua liquida stabili (laghi e antichi sistemi fluviali), materiali vulcanici di copertura in alcune zone, e alcuni delta probabilmente subacquei».
Quanto è importante questa missione per l’Europa, ma soprattutto per l’Italia?
«La missione è importante sia per motivi tecnologici che scientifici. Per quanto riguarda gli aspetti tecnologici, l’ESA e l’industria europea (e italiana) vogliono dimostrare, con il modulo Schiaparelli, di essere in grado di effettuare entrata in atmosfera, discesa e atterraggio in condizioni controllate sulla superficie marziana. Per quanto riguarda gli aspetti scientifici, la missione ha come obiettivo quello di cercare segni di una eventuale vita passata (o presente) su Marte. Il modulo di discesa Schiaparelli è essenzialmente una dimostrazione tecnologica, per cui la missione scientifica avrà breve durata. Gli strumenti scientifici a bordo del lander permetteranno di effettuare misure di atmosfera a livello della superficie, pressione e temperatura, campi elettrici atmosferici, polveri».
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