Ci siamo: oggi, 16 ottobre 2016, la sonda europea ExoMars è arrivata nei pressi di Marte, dopo un viaggio iniziato il 14 marzo scorso. Alle 16:42, ora italiana, avremo un primo momento importante e anche pericoloso: la sonda, 2.600 chili al lancio se non consideriamo il propellente, si dividerà in due parti, il Tgo, Trace Gas Orbiter, 2.000 chili, resterà in orbita attorno a Marte per studiarne l’atmosfera dall’alto, mentre la capsula Schiaparelli, 600 chili zeppa di strumentazione per l’analisi delle condizioni al suolo marziano, verrà lasciata letteralmente cadere su Marte con una traiettoria puramente balistica, come quella di un pallone da calcio che viene rimesso in gioco dal portiere. La caccia europea a tracce di vita marziana al suolo, o nell’immediato sottosuolo, entra quindi oggi nella sua fase più calda, che terminerà con la seconda missione Exomars nel 2021.
Il nostro vanto e responsabilità, come Italia, è di guidare l’Europa su Marte. Tutto infatti parla la nostra bella lingua in questa duplice missione, 2016 prima e 2021 poi, dalla sua ideazione nel 1996 alla realizzazione di strumentazione, software e alla responsabilità dell’assemblaggio di interi segmenti dei satelliti. Una parte importante che corrisponde, ma anche supera, il finanziamento italiano pari al 33% di Exomars, che, considerate entrambe le missioni, ammonta 1.2 miliardi di euro.
Oggi abbiamo un primo punto critico della missione. “Quello della separazione dei due componenti di Exomars 2016, Tgo e Schiaparelli, è il momento più rischioso della missione dopo il lift off del marzo scorso” ci dice Walter Cugno, direttore del progetto Exomars per Thales Alenia Space. Infatti se non riuscisse a dividersi il satellite potrebbe solo precipitare su Marte, dato che non ha mezzi per poter recuperare e virare in un’orbita sicura. Una volta che si saranno separati i due sottosistemi inizieranno la manovra prevista per ognuno di loro: il grande Tgo orbiterà varie volte attorno a Marte fino a portarsi in una situazione stabile, in cui resterà per anni a studiare i gas dell’atmosfera marziana e anche a fare da ponte radio, data replay, fra la superfice del pianeta e la Terra.
Il modulo Schiaparelli invece in tre giorni dovrà arrivare al suolo e lì, con tutta la strumentazione che porta, misurare le condizioni dell’atmosfera locale come umidità, temperatura e composizione, oltre ad effettuare un importante esperimento sulle polveri marziane (I lettori potranno seguire in diretta l’evento mercoledì 19 ottobre, nel pomeriggio, sul sito di Nòva). Saranno tre giorni di suspense per tutto il team che si concluderanno con 6 minuti di buio totale delle comunicazioni. “Bisogna ricordare che il modulo Schiaparelli entrerà nell’atmosfera marziana a 120 chilometri dal suolo” continua Cugno” con una velocità di 21.000 chilometri all’ora e dovrà arrivare a un paio di metri dalla superfice marziana con velocità di qualche chilometro all’ora”. In effetti la discesa su Marte è il vero punto da acquisire, l’Europa non lo ha mai fatto e qui sperimenta la soluzione a lungo pensata e provata: l’entrata nell’atmosfera frena per attrito Schiaparelli, fino a 19.000 chilometri ora, ma surriscalda tremendamente il modulo, protetto però da uno scudo termico. Così siamo scesi dopo 1:12 minuti fino ai 45 chilometri di altezza, poi altra potente frenata con il paracadute supersonico e, a 11 chilometri da suolo, il guscio protettivo che racchiude la piattaforma con la strumentazione scientifica verrà aperto come un’ostrica che lascerà uscire la sua perla, ossia la piattaforma marziana vera e propria che porta 153 chili di strumentazione direttamente esposti alle intemperie di quel pianeta, che d’altronde deve misurare. A questo punto entrano in gioco i retrorazzi della piattaforma che frenano e che, a due metri dal suolo, quando la velocità è oramai quella di una passeggiata veloce, 4 chilometri all’ora, vengono spenti e la piattaforma, varie centinaia di chili, si poggia al suolo attutendo l’urto con la deformazione della sua parte inferiore, una specie di paraurti spaziale. In sostanza è previsto che il mezzo, delicatissimo, prenda una “botta da parcheggio” controllata, un aspetto probabilmente inatteso di questa bellissima missione spaziale.
Rimane chiaro come in questa delicatissima e pericolosa manovra il controllo dell’assetto di Schiaparelli, software e hardware, e la misura precisa dei parametri di volo e di distanza dal pianeta sono fondamentali, e anche questi sono made in Italy. Appena sceso sul terreno il modulo avrà poche ore, forse qualche giorno, di funzionamento per verificare le condizioni dell’atmosfera e capire, con un esperimento tutto italiano pure lui, se le tempeste di sabbia che infuriano periodicamente su Marte possono produrre fulmini, così come succede alla polvere eiettata nelle eruzioni dei vulcani. C’è il sospetto infatti che i grani di sabbia urtandosi fra loro si carichino elettricamente e possano dar luogo a fulmini, che sarebbero esiziali per il rover sofisticatissimo che la seconda missione Exomars porterà nel 2021 sul pianeta, alla ricerca della vita. Pensiamo cosa succederebbe se appena arrivato il rover miliardario prendesse un fulmine, rimanendone folgorato. Per questo Schiaparelli è stato intenzionalmente spedito su Marte durante la stagione delle tempeste di sabbia. Anche il nome del modulo di discesa, dedicato al grande astronomo italiano che alla fine dell’800 disegno la prima dettagliata carta del Pianeta Rosso, osservandolo dai tetti dell’Osservatorio di Brera a Milano, ci racconta della italianità del progetto e in particolare del segmento che scenderà fino al suolo marziano.
Questa prima missione è fondamentale per testare le tecnologie di discesa e la prova dello speciale paracadute e tutta la strumentazione di entrata in quella leggera atmosfera e discesa, compresa la strumentazione e il software, verrà riportata nella missione del 2021.
C’è però una parte fondamentale del contributo italiano che non si vede immediatamente, ed è costituita da quanto ha fatto Leonardo Finmeccanica per questa missione. Ad esempio i pannelli solari di Exomars 2016 hanno un’apertura alare di 17,5 metri e forniscono una potenza di 3 kW alla distanza di Marte, dove la luce solare è ovviamente meno intensa che sulla Terra per la maggior distanza. Sono costruiti da Leonardo partendo dalle singole celle di 4×3 centimetri assemblate assieme. Pannelli che, nel caso di Exomars 2016, sono usati anche come veri e propri “freni” per diminuire la velocità del TGO mentre passa dall’orbita di arrivo su Marte a quella definitiva e devono quindi essere irrobustiti per sopportare la spinta aerodinamica di discesa, come i flap di un aereo che atterra. Sempre Leonardo poi è l’elettricista della situazione, si fa per dire, dato che i 3 kW prodotti, senza i quali addio funzionamento del satellite, devono essere distribuiti, controllati e soprattutto occorre avere dei circuiti di protezione per la delicata strumentazione per evitare accidentali quanto fatali sovraccarichi di tensione. Anche la scheda di alimentazione di Schiaparelli è opera di Leonardo assieme al navigatore stellare, un piccolo strumento che in ogni momento fornisce la posizione per controllare l’assetto del satellite in un ambiente, il cosmo, in cui non c’è né sopra né sotto né una direzione preferenziale o un punto cardinale. Lo fa grazie all’osservazione delle stelle che riconosce in un catalogo di circa 3000 che ha a bordo. Siamo i leader in questo campo, basta pensare che Leonardo nel corso degli ultimi anni, ne ha costruiti e piazzati un migliaio di vari tipi, e oggi ne ha in ordine altre decine, un record notevole che però di sicuro non viene da sé. Marco Molina, Cto della linea di business spazio di Leonardo ci tiene a sottolineare che queste posizioni devono essere conquistate di volta in volta nelle varie gare di aggiudicazione, che Leonardo vince sempre grazie alla superiorità del suo prodotto rispetto a quello dei concorrenti.
Sono 1500 le persone che hanno partecipato allo sviluppo di Exomars, e tuttora ci lavorano, e di queste circa 600 sono di Finmeccanica o Thales Alenia Space, che peraltro è anch’essa una partecipata del grande gruppo che fino a poche settimane fa conoscevamo col nome di Finmeccanica. Anche questa è una misura dell’impegno italiano nella missione, anche se, come ci assicura Molina, oramai si sta già lavorando alla fase due, quella del 2021 e al trapano marziano, anch’esso frutto della geniale idea italiana sortita dal Politecnico di Milano, che arriverà a due metri di profondità. Se c’è un microbo, un battere, un microfossile qualunque che testimoni la presenza di vita presente o passata su Marte, bene: la scoveremo nel 20121. E sarà la prova definitiva che la nostra vita su questo pianeta è solo un multiplo di un processo che si è replicato anche altro nell’universo vicino. Siamo sempre più periferici ad un processo, l’evoluzione della vita, di cui ci siamo sempre pensati unici proprietari. Buona fortuna Schiaparelli.
Leopoldo Benacchio
Astronomo e science writer, scrive sopratutto di stelle, satelliti e razzi http://lblog.it