Mars Express: non solo immagini

In futuro scambi di dati fra satelliti e sonde saranno certamente uno dei punti di forza dell’esplorazione del sistema solare. Ma è solo uno dei tanti esempi di collaborazione che la scienza ci ha abituato a vedere, per fortuna. In particolare, poi, la collaborazione ESA/NASA è del tutto naturale, come dimostra la missione Cassini/Huygens, in questo momento impegnata a scoprire i segreti del sistema di Saturno.

Dal punto di vista scientifico è l’intera comunità a guadagnare in termini di conoscenza. Nel caso di Marte, per esempio, la Camera Stereo (HRSC) a bordo della Mars Express sta dando immagini tridimensionali a colori che, oltre a essere bellissime da vedere, che si prestano in modo splendido ad essere usate in batteria con dati ottenuti da altre missioni.

Nelle immagini 3D della Mars Express, infatti, le altezze dei picchi sono altezze relative, cioè sono significative solo all’interno di ogni immagine. Lo strumento MOLA, invece, a bordo della missione della NASA Mars Global Surveyor è un altimetro, ovvero uno strumento che può determinare l’altimetria delle varie superfici marziane rispetto al centro del pianeta.

Nel corso del 1999 il Mars Global Surveyor acquisì due immagini di una stessa zona in tempi diversi: in una di queste, sembrava evidente una formazione molto simile a una linea costiera, mentre nell’altra non si vedeva niente del genere. La superisoluzione della Camera Stereo a bordo della Mars Express ha dipanato una serie di dubbi di questo genere, dando un contributo significativo al dibattito sulla presenza di acqua, in tempi passati, sul pianeta rosso.

La Mars Express aveva iniziato in modo sfortunato, con la perdita del piccolo robot Beagle 2, che probabilmente si è schiantato sulla superficie del pianeta. A circa 9 mesi di distanza, gli scienziati sono soddisfatti della sonda europea?

A circa 7 mesi dall’inizio della fase operativa della missione, gli strumenti stanno dando ottimi risultati. Naturalmente i più accessibili e spettacolari sono le immagini ottenute dalla Camera Stereo ad alta risoluzione che, insieme alle immagini prodotte dai rover della NASA, stanno letteralmente cambiando il nostro rapporto con il pianeta rosso, facendocelo sentire molto più familiare.

La Camera Stereo è uno strumento complesso, che acquisisce contemporaneamente 10 immagini della stessa area attraverso 10 rivelatori CCD, nella banda del visibile e dell’infrarosso. Quattro immagini sono ottenute con filtri monocromatici blu, verde, rosso e infrarosso, con i quali si ricostruisce una paletta di colori completa per la generazione dell’immagine a colori finale.

Tre immagini riprendono invece la zona da punti di vista leggermente diversi, in modo da originare, una volta elaborate, un’immagine in 3D. E 2 vengono usate per studiare la superficie dal punto di vista fotometrico (riflessioni ecc.). La decima immagine è uno zoom monocromatico ad altissima risoluzione (circa 2 metri).

Proseguendo come nei mesi passati, si prevede che nel corso dell’anno la Camera Stereo sarà in grado di fornire una mappa a colori tridimensionale dell’intero pianeta a una risoluzione di 10 metri, un risultato mai ottenuto prima d’ora. Inoltre entro un anno, avremo anche una copertura ad altissima risoluzione del’1% della superficie globale di Marte.

Ma perché immagini con una risoluzione di 10 metri sono considerate buone? Le riprese aeree terrestri sono le dita di una mano di un bambino sulla Terra. Non è possibile usare la stessa tecnologia su Marte?

L’esplorazione dello spazio porta con sé un problema di base: è possibile andare nello spazio solo se si riesce a lasciare la Terra. Occorre vincere la forza di gravità: e per farlo bisogna viaggiare leggeri. I sistemi ottici attualmente usati per l’osservazione aerea della Terra sono troppo pesanti per essere trasportati “di peso” nello spazio. Si sta però lavorando per alleggerire sempre di più i sistemi di ripresa satellitari. Un esperimento interessante è il piccolo satellite dell’ESA Proba, che è in orbita intorno alla Terra e che ci sta dando immagini bellissime del nostro pianeta: la sua risoluzione è simile a quella della Camera Stereo di Mars Express.

D’altra parte, le camere fotografiche non sono certo le uniche frecce all’arco di Mars Express: il mistero di Marte è legato alla sua evoluzione, a quei processi cioè che lo hanno trasformato dal momento della sua formazione fino a oggi e deve essere affrontato globalmente, con uno studio della superficie, dell’atmosfera e, se possibile, del sottosuolo. La dotazione strumentale della missione europea è stata pianificata proprio in funzione di questi obiettivi.

Per limitarci con un esempio alla superficie del pianeta, il problema della sua evoluzione deve essere studiato anche dal punto di vista della composizione chimica, che deve portare tracce di cambiamento dovute alla scomparsa dell’acqua, alla tettonica a zolle primitiva del pianeta, agli impatti meteorici, alla deposizione di polvere e così via.

Cosa che stanno facendo egregiamente i due rover della NASA ma a cui sta dando contributi fondamentali anche lo strumento Omega della sonda europea, che ha dimostrato che lo strato di acqua ghiacciata al polo sud del pianeta è molto più esteso di quanto non si pensasse in precedenza.

I risultati della Mars Express saranno presentati in un evento pubblico organizzato dall’amministrazione comunale di Milazzo, in provincia di Messina, e dalla Regione Sicilia. Alla manifestazione prenderanno parte anche Joy Crisp, Project Scientist della missione Mars Exploration Rover della NASA, Tom Rivellini, ingegnere del team responsabile dell’atterraggio dei rover, e Luigi Colangeli dell’INAF-Osservatorio di Capodimonte, Napoli, che fa parte del team dello strumento PFS, uno degli spettrometri a bordo della Marx Express.