Il 18 febbraio in diretta “Nasa Live Tv” lo sbarco su Marte di “Perseverance”

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Mauro Romano
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New York – (Di Manlio Passalacqua) L’appuntamento destinato ad esperti ed appassionati è fissato per il prossimo 18 febbraio alle ore 20,15 circa ora di Roma (11,15 PST), per una diretta (leggermente differita ovviamente) che, ne siamo certi, segnerà la storia dell’esplorazione del pianeta rosso. La missione  Mars 2020, appunto, sta per concludere la sua corsa di 470 milioni di km alla volta del pianeta rosso Marte, distanza percorsa in poco più di 6 mesi. Era infatti il 30 luglio 2020 quando il vettore si staccò da terra con il prezioso carico, il nuovo rover Perseverance. In tempi di pandemia rispettare i tempi di lancio non è stato facile, ma a causa della posizione reciproca dei due pianeti, la finestra di lancio era molto ben definita e si sarebbe chiusa dopo il 18 agosto. Chiusasi la finestra la prossima si sarebbe aperta solo tra due anni. Adesso siamo in dirittura di arrivo. Il 18 febbraio prossimo la capsula che protegge il rover Perseverance terminerà il suo lungo viaggio verso Marte. Al suo arrivo avrà percorso la distanza tra i due pianeti, in poco più di 6 mesi. Il prezioso rover che  impegnerà la piena attenzione di tanti scienziati nei prossimi anni è stato progettato e costruito presso il JPL (Jet Propulsion Laboratory), forse il più prestigioso della NASA. Va ricordato che la NASA è l’unica tra le agenzie spaziali della Terra ad essere riuscita a portare sulla superficie marziana diversi mezzi. Nonostante ciò ad oggi solamente 9 missioni su 20 tra quelle destinate ad arrivare sulla superficie marziana sono state completate con successo. Il primo lander dotato di capacità di movimento è atterrato su suolo marziano nel 1976, (sonda Viking, seguito da  Curiosity nel 2012). Pertanto anche questa volta, come sempre, la trepidazione è alta per questa ennesima e complessa missione, ed il timore del fallimento nella fase più complessa e delicata (l’atterraggio) tiene da luglio col fiato sospeso gli scienziati del JPL. Gli occhi e le orecchie di specialisti, e non, infatti, sono puntati verso la cosiddetta EDL (Entry, Descent, and Landing) ovvero il temuto ingresso in atmosfera marziana e successivi discesa ed atterraggio (talvolta definito pittorescamente anche come ammartaggio). Il fine ultimo della missione è, lo ricordiamo, permettere l’atterraggio e la messa in funzione del rover Perseverance, un gioiello della tecnica che nasconderà diverse e spettacolari sorprese durante la sua attività sul pianeta rosso. La prossima EDL viene ormai unanimemente riproposta da tanti media come i “7 minuti di terrore“ per diversi motivi. Primo tra tutti il problema del segnale radio che comanderà le operazioni della capsula che contiene il rover da Terra; per percorrere la distanza che separa Marte dalla Terra, l’impulso radio impiegherà un tempo di circa 11 minuti e 30 secondi, per cui è stato necessario progettare la sonda Mars 2020 per completare l’intero processo EDL in modo autonomo e senza alcuna possibilità di intervento da Terra, per ovvi motivi di asincronismo, impossibile da azzerare. E’ evidente che il rischio di vedere andare in fumo lavoro e i soldi spesi è sempre piuttosto elevato, in missioni così lontane dalla Terra. Ricordiamo a titolo di esempio che, durante le missioni verso la Luna, la distanza relativa dei due corpi celesti comportava un ritardo nelle trasmissioni e comunicazioni radio di soli 2 secondi circa. In seconda analisi c’è da ricordare che la gravità e l’atmosfera su Marte sono piuttosto diverse da quelle terresti. La pressione atmosferica media su Marte è dell’ordine dei 0,7 kPa (sulla Terra raggiunge i 101 kPa), quindi risulta meno dell’1 % rispetto a quella terrestre. La bassissima densità pertanto ha comportato notevoli problemi nella progettazione del paracadute che dovrà rallentare la discesa del rover che ha il peso di 1.050 kg sulla Terra. Esso rappresenta  attualmente il carico di maggior peso inviato dall’uomo su Marte. Tuttavia la ridotta gravità marziana  (circa 1/3 di quella terrestre) comporta  che un oggetto di 80 kg sulla Terra su Marte pesi circa 30 kg;  il peso reale del rover, pertanto, una volta giunto a destinazione, si aggirerà sui 310 kg circa.  Il complesso atterraggio si svolgerà in diverse ed altrettanto complesse fasi che dovranno succedersi con precisione, sincronismo ed in tutta autonomia come detto (https://youtu.be/tITni_HY1Bk per vedere il video ufficiale dimostrativo). Dopo la separazione dello stadio utilizzato in fase di crociera in questi mesi di avvicinamento, contenente i pannelli solari, il serbatoio di carburante e le componenti per le comunicazioni radio, rimarrà solo il guscio di protezione con dentro il rover e lo stadio utilizzato per frenarne la discesa, che entrerà in atmosfera marziana; il cambio repentino di densità farà sentire il suo effetto rallentando drasticamente la capsula, e surriscaldando il guscio esterno fino a circa 1.300 gradi Celsius dopo soli 80 secondi. Il rover non risentirà di questo passaggio grazie alla protezione offerta dallo scudo termico, un componente ormai testato con successo in tante precedenti missioni. In caso di deviazione dalla traiettoria ideale, e grazie ad un radar autonomo montato a bordo, interverranno dei piccoli propulsori posteriori per compensare l’angolo di ingresso e la direzione, mantenendo il mezzo nella giusta traiettoria. Dai 20.000 km/h iniziali con cui la capsula di Mars 2020 entrerà nell’atmosfera superiore marziana si passerà a circa 1.600 km/h e a quel punto i tempi saranno maturi per l’apertura del paracadute supersonico.  L’apertura del paracadute avverrà 4 minuti dopo l’ingresso in atmosfera ad un’altitudine di circa 11 km e precisamente quando la velocità sarà di 1.512 km/h. Solamente 20 secondi dopo avverrà la separazione dello scudo termico ormai logoro dal lavoro di protezione. Ma il paracadute non sarà sufficiente a rallentare del tutto Perseverance, poiché la sua velocità potrà scendere fino a 320 km/h e come è facile immaginare, non sarà sufficiente per un atterraggio senza danni. A questo punto il mezzo si libererà del paracadute e attiverà 8 motori posizionati all’interno del guscio di protezione che saranno puntati verso il basso alla massima potenza.Quando il rover si troverà a 20 metri d’altezza, circa 12 secondi prima dell’atterraggio, prenderà vita la manovra finale che la NASA chiama Skycrane. A quel punto, si snoderanno dei cavi di nylon attraverso delle guide di uscita per 6,4 metri. Nel frattempo, il rover attiverà il suo sistema di mobilità, bloccando le gambe e le ruote in posizione di atterraggio. La zona d’atterraggio è situata nel cratere Jezero, un’area selezionata con attenzione e scrupolo dagli scienziati, per le probabili peculiarità geologiche e biologiche che potrebbe presentare, rappresentando verosimilmente un antico delta fluviale, risalente ai tempi in cui Marte pare abbia avuto acqua liquida corrente in superficie. Una volta che Perseverance toccherà la superficie, delle lame attivate con una piccola carica di esplosivo taglieranno le corde liberando il rover, mentre il razzo di discesa si allontanerà.

La capsula del Mars 2020, a differenza delle precedenti, vanta una telecamera montata sul guscio di protezione del rover, assolutamente inedita, che permetterà al grande pubblico per la prima volta di “vedere” nel dettaglio anche la fase di discesa.

Inoltre, il rover stesso è dotato di 19 camere oltre a quelle montate sul veicolo coinvolto nell’atterraggio e, novità assoluta, sarà presente anche un microfono montato sul lato del rover che consentirà di sentire il suono dell’atterraggio. Altra novità assoluta è che l’intero evento che sarà mostrato in diretta su NASA Live TV sul canale You Tube della Nasa. Sembrerà per alcuni versi, e solo per coloro che allora erano ragazzi, di tornare alle trepidazioni vissute durante le missioni Apollo negli anni ’60.  Ultima piccola annotazione, è la presenza, all’interno del rover Perseverance, del drone elicottero Ingenuity, che verrà dispiegato nei giorni successivi all’ammartaggio.

Il drone non possiede alcuna strumentazione tecnologica aggiuntiva e nessun obiettivo scientifico; l’interesse è del tutto ingegneristico e si vuole dimostrare che anche nella sottile atmosfera marziana (ricordiamo densa appena l’1% di quella terrestre) sia possibile volare. Ingenuity tenterà fino a cinque voli di prova entro una finestra dimostrativa di 30 giorni marziani (31 giorni terrestri). L’unico optional presente a bordo è una piccola fotocamera, equivalente a quella di uno smartphone, che permetterà di catturare immagini della superficie esplorata durante le sessioni di volo.

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