Mars Exploration Rover 1

25 gennaio 2010

# 1

Missione Marte - Il viaggio   
  
6 anni fa, precisamente il 4 ed il 25 gennaio del 2004, due sonde automatiche chiamate Mars Exploration Rover A e B raggiunsero il pianeta Marte dopo quasi 7 mesi di navigazione nello spazio.
Poiché sono interessato all'argomento e la documentazione giornalistica, televisiva e multimediale è tantissima, a volte generica ma spesso esaustiva nei dettagli al punto da essere comprensibile solo dagli addetti ai lavori, ho cercato di condensare la missione ricercando fra la miriade di informazioni che il sito web della NASA rilascia con lo scopo di descriverla in modo facile affinchè io per primo possa capire qualcosa nella lettura ed avere quindi una semplice ma efficace visione d'insieme.
La storia incomincia nel 2003  a Cape Canaveral in Florida quando  nel mese di giugno viene lanciato il vettore Delta II a tre stadi che trasporta il Rover A chiamato più confidenzialmente SPIRIT e quasi un mese dopo viene lanciato il veicolo gemello, il Rover B chiamato OPPORTUNITY.
Il missile è dello stesso tipo, ma il secondo lancio richiede un'energia maggiore per cui il secondo vettore viene potenziato.

La causa di questa differenza sta nel fatto che ogni 26 mesi circa la Terra si trova allineata fra il Sole e Marte  e così si apre una finestra temporale limitata che consente l'invio del missile usando la minor quantità di energia possibile sfruttando la velocità della Terra che ruota su se stessa ed intorno al Sole e la relativa vicinanza del nostro pianeta rispetto a Marte. L'ideale sarebbe quindi procedere al lancio contemporaneo dei due veicoli, ma questo non può essere fatto per motivi logistici, di rampe di lancio e di organizzazione.
La soluzione è perciò di inviare due vettori con differenti capacità di spinta.

I lanci avvengono regolarmente secondo una sequenza che prevede:
il decollo e la fase di spinta,
l'inserimento in un'orbita circolare terrestre di parcheggio,
la separazione della navicella dal razzo vettore, verifiche, controlli e test.
Nei 5 mesi successivi avviene la navigazione vera e propria, la traiettoria prevede l'inseguimento del pianeta Marte percorrendo milioni di chilometri durante i quali da Terra vengono eseguiti i test di controllo degli apparati e dei sistemi di bordo, si procede alla correzione della traiettoria con manovre opportune e ci si prepara all'avvicinamento del pianeta.
Seguiranno l'ingresso nell'atmosfera, la discesa e l'atterraggio.
L'avvicinamento incomincia 45 giorni prima della data prevista per l'atterraggio.
Gli scienziati regolano gli orologi e le attività programmate sul tempo di Marte il cui giorno non è di 24 ore come quello terrestre, ma dura quasi 40 minuti in più. La giornata marziana viene chiamata SOL.
Vengono effettuate continue misure sulla distanza tra la capsula ed il pianeta, sulla velocità e traiettoria.
Quest'ultima viene affinata per mezzo di 3 manovre.
Siamo quasi alla fine del viaggio, ma ora incominciano le fasi più delicate.
Un' interessante ricostruzione filmata fornita dalla NASA che potete trovare QUI intitolata efficacemente "6 minuti di terrore", racconta come avviene l'ingresso della sonda nell'atmosfera marziana, la discesa e l'atterraggio.
Si tratta di un filmato che permette di comprendere soprattutto visivamente cosa accade.
Il veicolo sta viaggiando a quasi 20.000 km/h, si tuffa nell'atmosfera marziana e lo scudo termico di protezione si arroventa a causa dell'attrito con essa.    
La parte esterna del cuscinetto di gas, sottoposto alla gigantesca pressione causata dalla velocità, raggiunge i 5000 - 6000 gradi, quasi come la superficie del Sole, mentre la temperatura superficiale dello scudo si limita a 1600 gradi.
Il contenuto della sonda è protetto da questo scudo termico e la velocità si riduce in fretta proprio a causa dell'attrito.
Dopo una trentina di secondi il veicolo viaggia ad una velocità di 1600 km/h che è circa il doppio della velocità del suono su Marte e a questo punto si apre un robustissimo paracadute che riduce ulteriormente l'andatura.
Alla velocità di circa 350km/h si stacca lo scudo termico  e si libera il contenuto della sonda che pur cadendo verso il suolo è trattenuto con delle funi lunghe alcuni metri.

Ora si forma così uno strano veicolo formato da un tetraedro nella parte più bassa che è vincolato a quello che resta della capsula per mezzo delle funi e sopra il paracadute.
Il perché di tutto questo è spiegabile in questo modo.
La densità atmosferica di Marte è minore all'1% di quella terrestre e il paracadute da solo non potrebbe rallentare il Mars Exploration Rover in modo sufficiente per garantire un atterraggio a bassa velocità.
Intanto il radar e l'altimetro di bordo monitorano continuamente la distanza dal suolo.
A circa 250 km/h di velocità la parte bassa tetraedrica del mezzo di trasporto gonfia dei giganteschi palloni che funzioneranno come degli airbag e contemporaneamente si accendono 3 retrorazzi collocati nel residuo della capsula.
Il loro orientamento parziale verso l'esterno e la distanza di sicurezza dal tetraedro che contiene i Rover non danneggiano gli airbag.
La velocità viene ridotta fino a zero a 10 - 15 metri dal suolo marziano e a questo punto viene sganciato il veicolo in caduta libera, che è protetto dai palloni e cade sufficientemente lontano dal resto dell'equipaggiamento.
L'impatto con il suolo avviene a circa 90 km/h e i ripetuti rimbalzi lo allontanano ulteriormente.
Una volta fermatosi e stabilizzatosi si sgonfiano i palloni.

CONTINUA