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6 agosto2012

Capitolo 2 di 2

Tutto ciò fa molto "epopea del vecchio West".

Oggi è il giorno dell'atterraggio di Curiosity su Marte.

Stamattina, poco prima delle 7.30, ero già davanti al PC sul sito della NASA per seguire in diretta gli aggiornamenti dei comunicati che l'Ente Spaziale scandiva.

Una serie di notizie, poi finalmente arriva la comunicazione che Curiosity è atterrato sul suolo marziano come da programma, dopo più di 200 milioni di chilometri di viaggio e 8 mesi e mezzo di tempo.

Le telecamere della sala di controllo della missione intanto mostravano scene di entusiasmo fra i tecnici.

La fase più critica della missione, oltre al lancio, è stato l'attraversamento di quello che gli scienziati hanno chiamato i "7 minuti di terrore" , il tempo intercorso tra  l'ingresso nell'atmosfera marziana, ad un' altitudine maggiore di 100 chilometri dalla superficie del pianeta e l'atterraggio. (Post precedente)

Nella realtà quando è iniziata l'ultima fase della missione l'atterraggio era già avvenuto ma, a causa della distanza, le notizie da Marte arrivavano con circa 14 minuti di ritardo pur viaggiando alla velocità della luce.

Ora il veicolo è al suolo e per qualche giorno verranno espletate tutte le procedure di controllo degli apparati, saranno tolti i cappucci protettivi dalle telecamere di bordo e poi dovrebbe partire il programma di ricerca.

Dicevo che tutto ciò fa molto epopea del vecchio West perché il veicolo è arrivato in un mondo alieno, vergine e selvaggio, tutto da scoprire.

Lo immagino muoversi  lentamente fra le mille difficoltà del suolo e del clima, governato da moderni "cavalieri" che, a milioni di chilometri di distanza, gli impartiscono gli ordini da eseguire.

Qui però non ci saranno popolazioni contro cui combattere per il "possesso" del territorio, qui ci saranno soltanto la conquista della conoscenza e l'acquisizione di esperienza che serviranno dal presente ad un futuro non molto remoto per imparare qualcosa di più di noi stessi .

Ben arrivato a casa su Marte, Curiosity.

Mars Science Laboratory

30 luglio 2012

Capitolo 1 di 2

Nel marzo del 2010 scrissi  che gli scienziati e tecnici della NASA stavano cercando di liberare il rover Spirit dall'insabbiamento sul pianeta Marte ma, non riuscendoci, nella primavera 2011 la sua missione venne considerata conclusa.

Un successo comunque clamoroso visto che il funzionamento della sonda era stato previsto per 90 Sol (giorni marziani)  che invece diventarono più di 2200.

Il rover gemello Opportunity, invece, ancora oggi continua la sua missione di esplorazione del pianeta Marte.

Sul sito NASA, a questo indirizzo,  è possibile seguire lo stato di avanzamento della missione che ormai ha raggiunto i 3000 Sol di durata.

Dal gennaio del 2004, mese dell'atterraggio su Marte delle due sonde, sono passati più di 8 anni, sono state scattate ed inviate più di 200.000 foto, è stata acquisita una notevole conoscenza del pianeta ed è maturata un'esperienza di come si gestisce una missione di questo tipo.

Se alcune domande hanno ricevuto una risposta anche indiretta, come la presenza di acqua in passato su Marte, altre, come l'esistenza di una vita attuale o passata, sono ancora in fase di riscontro.

Naturalmente questi sono gli aspetti più vistosi di queste missioni, ma l'analisi del suolo, lo studio del clima o della geologia marziana non hanno un aspetto secondario.

Proprio in funzione dell'acquisizione dei tanti dati e informazione ricevuti a Terra,  NASA ha maturato l'idea di preparare un nuova missione su Marte.

Questa nuova esperienza è in fase di attuazione perché il 26 novembre del 2011 da Cape Canaveral partì un vettore con un nuovo rover a bordo: il Curiosity.

Quel giorno alle 16.02 ero davanti al Pc perché sapevo che l'Ente Spaziale avrebbe trasmesso il lancio in diretta Web e non mi persi la sequenza del decollo, nonostante sapessi che sarebbe stato possibile rintracciarlo successivamente.

Ancora adesso infatti  lo si può rivedere qui.

Il viaggio verso Marte durerà quasi 9 mesi e, se le cose andranno come devono, si concluderà con l'atterraggio del veicolo su Marte il prossimo 6 agosto alle ore 7.31 italiane.

In un post precedente raccontai di come avviene il viaggio.

Non ripeterò la descrizione visto che in buona sostanza la situazione è analoga, però voglio sottolineare che il veicolo lanciato a novembre è lungo il doppio, circa 3 metri, e pesa 5 volte tanto, cioè attorno ai 900 kg, rispetto ai precedenti.

A causa del suo peso non è stato possibile prevedere di farlo atterrare all'interno degli appositi airbag come successe a Spirit e Opportunity, per cui gli scienziati hanno escogitato un nuovo metodo: la gru spaziale. (Sky Crane)

Una volta esaurita l'azione frenante dello scudo termico all'ingresso nell'atmosfera e successivamente del paracadute, si sgancerà un dispositivo che, guidato da appositi 8 razzi, scenderà fino a meno di 20 metri dalla superficie riducendo a zero la velocità di caduta per pochi secondi e cioè per il tempo necessario affinchè lo Sky Crane possa calare dolcemente al suolo il rover mediante apposite briglie.

Artist's concept of Mars Science Laboratory entry, descent and landing.

Image credit: NASA/JPL-Caltech

A contatto avvenuto, i cavi si dovrebbero sganciare lasciando il rover al suolo mentre la Gru Spaziale si allontanerà quanto basta per precipitare in sicurezza.
E' intuibile che il tempismo d'intervento di tutti i dispositivi dovrà essere precisissimo, pena il fallimento totale della missione.

Si può vedere la sequenza di quanto ho scritto nell'animazione fornita dalla NASA che trovate qui.

Il filmato, breve e suggestivo, dura circa un minuto e mezzo.

Personalmente l'ho trovato istruttivo, chiarificatore e ben costruito sia dal punto di vista del realismo che della grafica.

Anche il commento musicale è appropriato e contiene effetti sonori, musiche tipo thriller, fantascienza e avventura.

Curiosity, grazie ad un sistema che produce energia elettrica per decadimento radioattivo, sarà in grado fin da subito di operare per circa un anno marziano (687 giorni terrestri) anche in condizioni di luce scarsa.

Dopo anni di analisi dati e di ricerca è stato deciso che l'atterraggio avverrà nel cratere Gale a fianco di un monte alto 5000 metri.

Il cratere Gale copre un'area di 154 km di diametro dove è stato avvistato un conoide tipicamente alluvionale, con argille e solfati, formato probabilmente da sedimenti trasportati dall'acqua in tempi remoti.

La speranza è che prelevare materiale stratificato ed eterogeneo nei depositi accumulati, aumenti la probabilità di riscontro di acqua o altro.

Il criterio della missione non prevede solo la strategia del "follow-the-water" (segui l'acqua), perché i dispositivi scientifici a bordo di Curiosity sono in grado di cercare composti organici che potranno essere analizzati direttamente sul posto.

Infatti l'attrezzatura di cui dispone il rover comprende varie telecamere, sia per lo spostamento teleguidato che per l'identificazione dei materiali con funzioni da microscopio, un sensore di radiazioni, rilevatore di idrati, rilevatore di composti organici, sensori climatici, uno spettrometro per l'analisi della composizione chimica, un braccio mobile capace di prelevare materiale dal suolo.

Uno strumento chiamato "Chem Cam" utilizzerà impulsi laser per vaporizzare strati sottili di materiale  proveniente da rocce marziane o obiettivi al suolo fino a 7 metri di distanza, con lo scopo di analizzare rapidamente il materiale per identificare i campioni più interessanti da esaminare con altri strumenti a bordo del veicolo.
Come ha detto l'astronauta 
e attuale Amministratore della NASA Charles Bolden, "Marte è fermamente nelle nostre vedute. Curiosity non solo restituirà una grande quantità di dati scientifici importanti, ma servirà come precursore di una missione per l'esplorazione umana sul Pianeta Rosso."

Un'avventura da seguire.

Continua. 

Fonti:
http://marsrovers.jpl.nasa.gov/gallery/all/spirit.html
http://marsrovers.jpl.nasa.gov/mission/tm-spirit/index.html
http://it.wikipedia.org/wiki/Opportunity
http://marsrovers.jpl.nasa.gov/mission/status_opportunity.html
http://marsrovers.jpl.nasa.gov/gallery/all/opportunity.html
http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/news/msl20110722.html
http://mars.jpl.nasa.gov/msl/multimedia/videos/index.cfm?v=2&a=2 
http://mars.jpl.nasa.gov/msl/mission/timeline/launch/
http://mars.jpl.nasa.gov/msl/multimedia/videos/index.cfm?v=34
http://it.wikipedia.org/wiki/Mars_Science_Laboratory
http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/index.html
 

Mars Exploration Rover 2

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23 marzo 2010

# 2
Missione Marte - L'esplorazione

Le due sonde Spirit e Opportunity sono atterrate a circa 3 settimane l'una dall'altra, entrambe poco più a sud dell'equatore marziano ma in località del pianeta opposte fra loro.
I palloni che hanno attutito l'urto con il suolo si sono sgonfiati e la struttura contenuta, a forma di tetraedro, viene aperta un lato alla volta come se fossero petali di un fiore, con una sequenza opportuna in modo da raddrizzare il contenuto qualsiasi tra le posizioni possibili avesse conseguito durante la caduta.
Questa operazione permette al Rover situato all'interno di collocarsi in modo adeguato, rispettando l'alto e il basso.
Il veicolo è ancora ripiegato su se stesso e appiattito ma i numerosi servomeccanismi, aiutati anche dallo spiegamento dei pannelli solari che forniscono energia elettrica, sistemano i componenti del mezzo nella posizione corretta.
Ora il Rover è montato e funzionante e può abbandonare il proprio guscio.
Sono trascorsi quasi 7 mesi dalla data di lancio dei 2 veicoli, ma ora essi possono iniziare la loro vera missione che consiste nell'esplorazione del suolo di Marte.
L'autonomia prevista è di 90 sol (giorni marziani) durante i quali devono ottenere il maggior numero di informazioni possibile riguardo il pianeta rosso.

Nel progettare la missione gli scienziati si sono prefissati alcuni obiettivi.

• 1) Determinare se la vita su Marte sia mai sorta.
• 2) Studiare le caratteristiche del clima
• 3) Studiare la geologia marziana
• 4) Preparazione per una prossima esplorazione umana.

      Sul primo punto finora non sono state riscontrate tracce di vita.
La vita, almeno come la intendiamo noi, richiede la presenza di acqua.
Attualmente non c'è acqua allo stato liquido su Marte, perché il pianeta è troppo freddo e la pressione atmosferica troppo bassa.
E' stato però scoperto che in un passato più o meno lontano, almeno alcune zone del pianeta erano impregnate da acqua allo stato liquido.

      Riguardo al clima, in rare occasioni sono state avvistate piccole formazioni di nubi di acqua simili ai nostri cirri. La pressione atmosferica corrisponde circa ad un centesimo di quella terrestre e l'aria è costituita quasi totalmente da anidride carbonica.

      Gli studi della geologia marziana da parte di Spirit e Opportunity  raccontano la storia di un pianeta sottoposto ad eruzioni vulcaniche e ad un massiccio bombardamento di meteoriti.
Anche per questa ragione si ritiene che la superficie del pianeta fosse intrisa di acqua in alcuni luoghi per cui resta  aperto il dibattito sulla possibile presenza di antiche forme di vita.

      E' stato dimostrato nei fatti che è possibile gestire sofisticate apparecchiature in condizioni climatiche molto diverse da quelle terrestri e per molto tempo.
Il comportamento dei due Rover sta insegnando molto anche sull'affinazione delle tecniche robotiche che dovranno essere messe in pratica in un prossimo futuro.
Le analisi in loco hanno incrementato di molto la conoscenza umana sul pianeta consentendo di avere i dati per progettare l'equipaggiamento che servirà ad un prossimo sbarco umano.
Nel frattempo sono state scattate ed inviate più di 200.000 foto.

Un quinto punto, non contemplato tra gli obiettivi era il funzionamento massimo previsto delle sonde per 90 Sol ma oggi, nel marzo 2010 a 6 anni di distanza e dopo più di 2000 Sol, le sonde funzionano ancora perfettamente, anche se una in questo momento è bloccata.
Gli scienziati da Terra stanno facendo il possibile per liberare Spirit dalla morsa della sabbia che l'ha intrappolata per darle la possibilità di percorrere altro terreno sul suolo marziano.
In queste ultime settimane però sta avanzando l'inverno  e su alcune apparecchiature sono state misurate temperature di -41 gradi centigradi.
L'attuale strategia è di cercare di far risparmiare alla sonda quanta più energia possibile ponendola in una specie di "Stand By" per permetterle di arrivare a primavera.
Se non sarà più possibile muoverla si pensa di usarla come postazione fissa di laboratorio analisi.

Poco più di un secolo fa l'astronomo italiano Giovanni Schiaparelli compiva importanti esplorazioni su Marte al telescopio ottico, indicando la presenza di canali naturali che modificavano i loro aspetto al variare delle stagioni sul pianeta.
La traduzione del termine "canali" verso l'inglese fu fatta erroneamente usando la parola "Canals" cioè "Canali artificiali" anziché "Channels", cioè "Canali naturali" e ciò per alcuni decenni generò l'idea che Marte fosse abitato da esseri senzienti.
Lo doccia fredda definitiva sull'esistenza di ipotetici abitanti marziani avvenne negli anni '60 quando le prime sonde incominciarono a mostrare il pianeta per quello che è.
Nei 40 anni successivi l'uomo, abitante di un pianeta Terra sempre più piccolo e sempre più popolato, ha raggiunto i risultati descritti con lo scopo di incrementare la propria conoscenza al fine di ottenere futuri benefici che contribuiranno a disporre di una quantità di risorse maggiori per migliorare ulteriormente la qualità della vita degli abitanti del pianeta Terra.

Fonte: http://marsrovers.jpl.nasa.gov/home/index.html

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

Vita su Marte

31 gennaio 2008

(Reloaded)

Qualche giorno fa è apparsa sui giornali la notizia della scoperta di un oggetto sulla superficie di Marte che assomiglia molto ad una figura femminile.

Non è per niente chiaro se la “STATUETTA”, come è già stata ribattezzata, sia un gioco di luci ed ombre piuttosto che un sasso di forma strana o quello che sembra.

Al di là dei miei pensieri personali, che esporrò in un’altra situazione, ho piacere che ogni tanto notizie come queste facciano il giro del mondo perché siamo abituati ad occuparci quotidianamente di “quel problema politico” piuttosto che delle gambe di quel calciatore o della velina di turno.

E’ vero che non si vive solo di scienza, ma è anche vero che grazie alle scienze ed alla tecnologia l’uomo ha raggiunto un livello di conoscenza, di civiltà e di qualità della vita che finora non era stato mai raggiunto.

Certo la strada da fare è tanta: troppe persone fanno fatica a sopravvivere in molte parti del mondo e neanche tutte ci riescono.

Sono convinto che le scienze e la ricerca debbano essere potenziate proprio per risolvere gli innumerevoli problemi che affliggono l’umanità.

Allora, visto che viviamo nella società dell’immagine, ben vengano anche le spettacolarizzazioni di un evento che di per sé è poco significativo, ma pone sotto i riflettori tutti coloro che quotidianamente lavorano direttamente o indirettamente per il benessere dell’umanità.

L’unica critica che riesco fare alle scienze ed alla tecnologia in generale è che le persone normali come me fanno una certa fatica a collegare missioni scientifiche come l’esplorazione di Marte con la nostra realtà quotidiana ed il futuro benessere e a questo scopo dovrebbero essere ingaggiati più professionisti di marketing e divulgatori scientifici in grado di “vendere” meglio l’immagine di quello che la ricerca scientifica può implicare.

Mi vengono in mente due esempi: il primo è che quando fu inventata la “camera d’aria” per gli pneumatici, i bene informati dell’epoca dissero che era impossibile far muovere un veicolo “appoggiato” sull’aria e la seconda, ancora migliore, è che quando fu scoperta l’elettricità non si sapeva a cosa potesse servire!

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA10214

http://www.corriere.it/scienze_e_tecnologie/08_gennaio_23/marte_foto_statua_298bcf1e-c997-11dc-97c6-0003ba99c667.shtml