• 4 Ottobre 2022 19:30

Corriere NET

Succede nel Mondo, accade qui!

ExoMars, Schiaparelli è atterrato su Marte a circa 370 Km/h

Ott 20, 2016

Nonostante lo sforzo per restare ottimisti, sembra ormai chiaro che le speranze che il lander Schiaparelli dia segni di vita siano sfumate. A farlo dedurre alcune dichiarazioni incrociate di ESA. La prima, cauta ma significativa, nel report ufficiale della missione: “I propulsori sono stati brevemente attivati ma sembra probabile che si siano spenti prima del previsto, ad una quota che è ancora da determinare”.

grafica che mostra le fasi di atterraggio della sonda exomars schiaparelli su marte credit esa atg m 44f595c2c2c7b4feb05c5de6e4597a18cgrafica che mostra le fasi di atterraggio della sonda exomars schiaparelli su marte credit esa atg m 44f595c2c2c7b4feb05c5de6e4597a18c

La seconda, decisamente più forte, nella dichiarazione che Paolo Ferri (responsabile delle operazioni di volo) ha rilasciato all’agenzia di stampa ANSA: “I dati che abbiamo dicono che la sequenza di atterraggio ha funzionato fino al distacco dello schermo posteriore del paracadute. A quel punto l’accensione dei retrorazzi ha funzionato solo per tre secondi, poi il computer di bordo ha deciso di spegnerli”.

Non è molto, e sia chiaro che non ci sono al momento in cui scriviamo dichiarazioni ufficiali in cui ESA certifica pubblicamente che Schiaparelli si è schiantato. Tuttavia possiamo farci un’idea con qualche calcolo, a partire dai dati di dominio pubblico, che abbiamo avuto modo di condividere con voi in un articolo precedente.

In particolare, è noto che Schiaparelli pesa 577 kg, e che è entrato nell’atmosfera marziana a un’altitudine di circa 121 km e una velocità di circa 21000 km/h.

Stando ai dati nominali (che potete vedere nella grafica ESA ufficiale riportata sopra) a 11 Km di altitudine la velocità di caduta era scesa a 1650 km/h. A questo punto sappiamo per certo che Schiaparelli ha aperto il paracadute, perché l’ha confermato ESA durante la conferenza di questa mattina.

Sappiamo anche che ha espulso correttamente lo scudo termico e il paracadute, e che ha acceso i retrorazzi. Stando ai dati nominali avrebbe quindi dovuto essere a una velocità di 240 km/h. Con l’accensione di 1 minuto dei retrorazzi avrebbe dovuto rallentare fino a 7 km/h. Sempre che sia vero che i propulsori siano stati accesi solo per 3 secondi, questo significherebbe che Schiaparelli avrebbe toccato il suolo con un impatto approssimativo di 370 km/h circa.

Il calcolo – che riportiamo di seguito – potrebbe non essere preciso perché ci sono delle variabili non confermate, ma rende l’idea.

Nel calcolo bisogna tenere conto che l’atmosfera su Marte è estremamente rarefatta, quindi l’effetto di rallentamento dovuto all’attrito con l’atmosfera è praticamente nullo.

Se volete mettervi alla prova con i conti, ecco quelli che abbiamo fatto noi, e il relativo link al notebook Julia così anche gli appassionati di programmazione potranno divertirsi a

seguire i conti:

Secondo i piani avremmo dovuto avere:

velocità iniziale: v0 = 250 km/h

quota iniziale: x0 = 1.1 km

tempo iniziale: t0 = 23 s

velocità allo spegnimento dei razzi: v1 = 4 km/h

quota allo spegnimento dei razzi: x1 = 2 m

tempo allo spegnimento dei razzi: t1 = 52 s

Assumendo costante l’accelerazione dei razzi, l’accelerazione totale a cui sarebbe dovuto essere sottoposto Schiaparelli in questi 52 – 23 = 29 s era di:

a = (v1 – v0)/(t1 – t0) = -2.356 m/s^2

Sempre assumendo che l’accelerazione dei razzi fosse costante, avrebbe dovuto percorrere uno spazio di

Δx = v0*(t1 – t0) + 0.5*a*(t1 – t0)^2 = 1023 m

che è compatibile con la variazione |x1 – x0| = 1098 m.

L’accelerazione di sopra è la somma di accelerazione dei razzi a_r (negativa, verso l’alto) e accelerazione di gravità g (positiva, verso il basso) che sull’equatore di Marte (nelle vicinanze del Meridiani Planum) dovrebbe valere g = 3.71 m/s^2 (l’accelerazione non è costante fra la superficie e 1.1 km di quota, ma cambia di meno l’1 per mille), quindi l’accelerazione dei soli razzi era di:

a_r = a – g = (v1 – v0)/(t1 – t0) – g = -6.069 m/s^2

I razzi hanno funzionato per 3 secondi, assumendo che per questi 3 secondi abbiano fornito un’accelerazione costante pari al valore calcolato sopra (non sappiamo se questa sia un’ipotesi valida) Schiaparelli in questo tempo sarebbe sceso alla quota

s = x0 – [ v0*(3 s) + 0.5*a*(3 s)^2 ] = 902.3 m

a una velocità di

v1′ = v0 + a*(3 s) = 62.38 m/s

Da questo punto in poi avrebbe fatto una caduta libera nel campo

gravitazionale di Marte, a una velocità finale di

v_f = sqrt( (v1′)^2 + 2*g*s) = 102.9 m/s = 370.2 km/h.

Una conclusione che ci rattrista, perché dopo il fallimento di Beagle 2 l’Europa si sarebbe meritata un plauso internazionale e una soddisfazione senza compromessi. Il compromesso invece è d’obbligo, e guardando il bicchiere mezzo pieno è da ammettere che nonostante il destino del lander, ExoMars 2016 non si può definire un fallimento. La parte di missione relativa all’orbiter è stata impeccabile, e per molto tempo il TGO ci invierà dati scientificamente rilevanti.

La parte di missione relativa alla raccolta delle informazioni in fase di discesa è stata soddisfatta quasi del tutto, dato che dei sei minuti intercorsi fra l’ingresso in atmosfera e l’atterraggio sono omessi 50 secondi. Non è andata a buon fine la parte sperimentale di 2 giorni che avrebbe dovuto svolgere Schiaparelli, oltre ai 50 secondi maledetti dell’atterraggio.

Inconvenienti che insegneranno molto a chi sta progettando ExoMars 2020 e che ci permetteranno di realizzare un rover migliore per la prossima missione. Del resto andare su Marte non è un gioco: come ricordava qualcuno nei commenti, oltre la metà delle missioni sono fallite. E non stiamo parlando di Europa, ma di tutti.

Mosè Giordano è dottorando in astrofisica all’Università del Salento, ha al suo attivo pubblicazioni su Astrophysical Journal, MNRAS (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) e altre prestigiose riviste specializzate, si occupa di divulgazione scientifica ed è un appassionato di tecnologia. Le sue specializzazioni sono relatività generale, microlensong gravitazionale, ricerca di pianeti extrasolari. Collabora con Tom’s Hardware per la produzione di contenuti scientifici.

Utilizzando il sito, accetti l'utilizzo dei cookie da parte nostra. Guarda la Policy

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close