Il sito selezionato per l’atterraggio è Meridiani Planum, una pianura situata 2° a Sud dell’equatore. È stato scelto per due motivi principali: la conformazione planare del terreno che assicura un safety landing, e poiché da diverse osservazioni è emerso che probabilmente tale sito è stato caratterizzato in passato dalla presenza di acqua allo stato liquido. Meridiani Planum è infatti chiamato anche “Hematite region” poiché gli scienziati hanno osservato la presenza di diversi depositi di Ematite grigia, un minerale di ferro che solitamente sulla Terra si forma in presenza di flussi d’acqua liquida di lunga durata.

Meridiani Planum sembra contenere inoltre vari tipi di solfati di ferro e magnesio ed è caratterizzato da depositi sedimentari. Da studi della conformazione e della composizione terreno sembra che tale sito sia stato caratterizzato in passato da fenomeni episodici di inondazione, di erosione e di evaporazione d’acqua. Tutte queste caratteristiche rendono tale sito importante per la sua potenziale abitabilità. Esso è stato infatti scelto anche come sito di atterraggio per il rover Opportunity della NASA.

Quanto dovremo aspettare per sapere se tutto sarà andato per il meglio? Noi spettatori terrestri dovremo restare con il fiato sospeso fino alle 18:30 ora italiana, quando – incrociando le dita – arriverà la conferma dell’arrivo di Schiaparelli. Dovremo infatti attendere che i segnali emessi dal lander vengano raccolti e “rimbalzati” dalla sonda Mars Express dell’ESA e dalla sonda MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) della NASA. Però se tutto sarà andato per il meglio non lo sapremo fino al giorno successivo, quando arriveranno a Terra i dati del Trace Gas Orbiter, la sonda della missione ExoMars che ha viaggiato per oltre 50 milioni di chilometri insieme al lander Schiaparelli.

Sarà possibile seguire in diretta le fasi di atterraggio tramite il sito ESA e tramite i social network (su Twitter tramite i canali ufficiali @esaoperations, @ESA_ExoMars, @ESA_TGO e @ESA_EDM, e con l’hashtag #ExoMars).

Gli obiettivi della missione

ExoMars è una missione congiunta di ESA Roscomos, concepita per indagare l’ambiente marziano alla ricerca di prove dirette e/o indirette della presenza di forme di vita estinte o attuali. Tra gli obiettivi della missione vi sono inoltre la conoscenza dell’ambiente marziano dal punto di vista geofisico e geochimico e l’identificazione della presenza di possibili rischi per missioni future.

L’intera missione è suddivisa in due fasi. La prima (ExoMars 2016), attualmente in corso, che vede la sonda TGO (Trace Gas Orbiter) in orbita attorno al Pianeta Rosso e il lander Schiaparelli in fase di atterraggio su Marte. Nella seconda parte della missione, prevista per il 2020, l’ESA proverà a portare sulla superficie del pianeta un vero e proprio rover. A tale scopo Schiaparelli è di fondamentale importanza per testare le tecnologie necessarie per l’atterraggio. Infatti Schiaparelli, che prende il nome in onore del noto astronomo italiano, Giovanni Schiaparelli, è un Entry, descent and landing Demonstration Module (EDM).

Un importante ruolo italiano

L’ESA ha assegnato all’industria italiana la leadership principale di entrambe le missioni; oltre alla responsabilità complessiva di sistema di tutti gli elementi. Il Programma è sviluppato da un consorzio europeo guidato da Thales Alenia Space Italia che coinvolge circa 134 aziende spaziali dei Paesi partner dell’ESA. È italiana la responsabilità diretta dello sviluppo di Schiaparelli, il modulo di discesa della missione ExoMars 2016, e del modulo orbitante. L’Italia è responsabile inoltre della progettazione e costruzione del drill di due metri che perforerà il suolo marziano per prelevare campioni e farà parte del rover della missione ExoMars 2020.

Poiché Schiaparelli, come già detto, è stato realizzato in primo luogo per testare le tecnologie necessarie per l’atterraggio in vista della missione Exomars 2020, la durata prevista per la sua missione è di pochi giorni (da 2 a un massimo di 8 Sol – giorni marziani). Tuttavia, una serie di sensori analizzerà l’ambiente locale durante la fase di discesa e dopo l’atterraggio. Schiaparelli contiene gli esperimenti DREAMS, AMELIA, COMARS+, DECA e INRRI.

• AMELIA (Atmospheric Mars Entry and Landing Investigation and Analysis) studierà i dati ingegneristici registrati da Schiaparelli durante la discesa e l’atterraggio del modulo per studiare l’atmosfera di Marte.
• COMARS+ monitorerà la pressione, la temperatura superficiale e il flusso di calore sulla copertura di Schiaparelli quando il modulo passerà attraverso l’atmosfera.
• DECA (Descent Camera) è la camera di discesa che catturerà immagini del sito di atterraggio, all’avvicinarsi ad esso fornendo al tempo stesso una misura della trasparenza dell’atmosfera.
• INRRI (INstrument for landing-Roving laser Retroreflector Investigations) è un array di laser retroriflettori situato sulla superficie di Schiaparelli che sarà rivolta verso lo zenith e potrà essere utilizzato da futuri orbiter del pianeta per localuzzare il modulo.

Ma il cuore di Schiaparelli è l’esperimento DREAMS(Dust Characterisation, Risk Assessment, and Environmente Analyser of the Martian Surface)realizzato tra Napoli e Padova (Principal Investigator Francesca Esposito, INAF – Osservatorio Astronomico di Capodimonte). Si tratta di una centralina metereologica che misurerà le condizioni ambientali su Marte: il vento, la pressione, l’umidità, la temperatura, l’opacità dell’atmosfera e le sue proprietà elettriche come non sono mai state misurate prima d’ora.

DREAMS è formato da una serie di sensori per la misura della velocità e della direzione del vento (MetWind), dell’umidità (DREAMS-H), della pressione (DREAMS-P), della temperatura atmosferica in prossimità della superficie (MarsTeam), della trasparenza dell’atmosfera (Solar Irradiance Sensor SIS) e dei campi elettrici in atmosfera (Atmospheric Radiation and Electricity Sensor; MicroARES).

La sonda Exomars inizierà il suo lavoro proprio quando Marte entrerà nel pieno della stagione delle tempeste, quindi in condizioni ideali perché DREAMS possa indagare i danni che le polveri potrebbero arrecare alle attrezzature e agli eventuali esploratori umani in un futuro non lontanissimo.

Secondo un modello teorico elaborato dal planetarista della NASA James Shirley, Marte raggiungerà il culmine dell’attuale stagione delle tempeste di polvere il 29 ottobre di quest’anno. Secondo le previsioni di tale modello si tratterà di una tempesta di sabbia globale. Il Pianeta Rosso è spesso caratterizzato da tempeste di polvere locali che sono appunto localizzate in aree delimitate e talvolta si uniscono fino a formare sistemi regionali. Ciò accade in particolare durante la primavera e l’estate australi, quando Marte è più vicino al Sole. Tuttavia, solo di rado, queste tempeste si estendono a tal punto che la polvere sollevata avvolge l’intero pianeta rendendo impossibile distinguere i dettagli della sua superficie. Si hanno quindi vere e proprie tempeste planetarie, come quella ripresa dall’Hubble Space Telescope nel settembre del 2001.

Il modulo Schiaparelli atterrerà e lavorerà in uno dei maggiori periodi di frequenza di tempeste di polveri e anche quando il lander non sarà più attivo la sonda TGO continuerà a monitorare l’atmosfera marziana durante questi fenomeni.

TGO studierà i gas presenti nell’atmosfera marziana con particolare attenzione a quelli più rari, come il metano rilevato diverse volte a partire dal 2003. Monitorando la sua dipendenza geografica e stagionale grazie agli strumenti a bordo della sonda si proverà a capire se il metano osservato ha origine biologica o geologica.

Come siamo arrivati su Marte

La missione ExoMars è decollata il 14 marzo 2016 alle 10:31 ora italiana dal cosmodromo russo di Baikonur, in Kazakistan. Ha inviato il primo segnale di comunicazione verso le 22:30, confermando l’apertura dei pannelli solari.

Domenica 16 ottobre l’orbiter, con agganciato il lander Schiaparelli, si sono separati: il primo ha proseguito la discesa su Marte con una traiettoria balistica, l’orbiter ha effettuato una correzione di rotta per immettersi nell’orbita da cui dovrà operare.

Concentrandosi sul lander e sugli avvenimenti di domenica, prima di tutto è stato effettuato un ultimo controllo a tutti componenti del modulo di atterraggio prima di sganciarlo dalla sonda madre. Esperti di Thales Alenia Space Italia, che lavorano presso l’ESOC, hanno verificato il set di comandi caricati attraverso TGO e immagazzinati su Schiaparelli che gli permetteranno di funzionare in modo più o meno autonomo durante la sua missione.

Alle 16:42 ora italiana, come previsto, Schiaparelli si è separato dalla sonda madre, mentre gli scienziati qui sulla Terra erano con il fiato sospeso nell’attesa di una conferma che tardava ad arrivare. L’EDM è stato lanciato verso Marte da una distanza pari a circa 800.000 km, il doppio della distanza che c’è tra la Terra e la Luna, ad una velocità iniziale di circa 10.000 km/h.

Il segnale della conferma che la separazione era effettivamente avvenuta ha impiegato 9 minuti e 36 secondi ad arrivare a Terra, e alle 17:02 ora italiana il team di controllo della missione ha confermato la separazione del lander sulla base di un segnale doppler ricevuto dal vettore. Inoltre il Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) vicino a Pune, in India, ha registrato un segnale molto debole che indicava la separazione. Ma per la conferma ufficiale dell’avvenuta separazione si aspettava la telemetria che tardava ad arrivare lasciando tutti con il fiato sospeso!

Alle 18:30 ora italiana è arrivata la telemetria e finalmente è stato ufficiale: il modulo Schiaparelli si era staccato dalla sonda TGO alle 16:42 esattamente come previsto. Da ESA hanno fatto sapere che anche oggi potrebbe accadere qualcosa di simile, quindi incrociamo le dita e facciamo il tifo per una missione che merita tutto il nostro supporto.

Da allora Schiaparelli ha iniziato il suo viaggio verso la superficie di Marte su una traiettoria balistica. Il resto lo vedremo nel pomeriggio, e c’è da stare certi che Marte ci lascerà ancora una volta con il fiato sospeso. Stay tuned, vi aggiorneremo non appena possibile!

Giulia Alemanno è dottoranda in astrofisica presso l’Università del Salento e fa parte del gruppo del laboratorio di planetologia di Lecce. La sua attività scientifica si basa sullo studio di superfici planetarie, in particolare del pianeta Marte, alla ricerca di segni della presenza di forme di vita estinte o attuali. Si occupa inoltre dello studio spettroscopio di materiali di interesse planetario. È coinvolta in iniziative di divulgazione scientifica ed è appassionata di fotografia. Ama osservare il cielo con il suo telescopio. Siamo felici di annunciarvi che collabora con Tom’s Hardware per la produzione di contenuti scientifici.