Scrutando sotto il velo di Marte: l'apertura di Marsis

Mars Express
23 Giugno 2005

INTERVISTA 21-2005. Buone notizie da Marte: con 14 mesi di ritardo, è finalmente pronto a raccogliere dati scientifici l’ultimo strumento di Mars Express, l’antenna MARSIS, su cui sono riposte molte speranze per avere la risposta definitiva sulla presenza di acqua, oggi, sul pianeta rosso. Che cosa è MARSIS?

MARSIS è un radar che consiste di tre antenne: due di 20 metri e una terza, perpendicolare alle prime due, di 7 metri. Le antenne hanno un diametro di circa 2,5 centimetri. MARSIS emette un “treno” di microonde verso il pianeta rosso, poi ne raccoglie l’eco.

Le microonde di MARSIS trasportano un'energia minore della luce visibile, ma questo permette loro, per quanto possa apparire strano, di penetrare sotto la superficie di Marte. Se sotto la superficie, nel loro tragitto, incontrassero un bacino di ghiaccio o di acqua allo stato liquido, verrebbero riflesse verso l'alto, attraverserebbero l'atmosfera marziana, per essere poi raccolte dallo strumento.

È la prima volta che Marte sta per essere scrutato oltre il suo velo superficiale. E vale la pena dire che MARSIS è uno dei due strumenti a direzione scientifica italiana, sotto la guida di Giovanni Picardi, della Sapienza di Roma. L’altro strumento è il PFS, sotto la guida di Vittorio Formisano, dell’INAF.

MARSIS emette un “treno” di microonde verso il pianeta rosso, poi ne raccoglie l’eco

Il ritardo si è verificato perché, a missione in corso, nuove simulazioni hanno mostrato che l’apertura dell’antenna poteva causare dei rischi per la strumentazione di bordo e per la navicella stessa. Ma non si poteva capire prima?

Prima del volo non è stato possibile eseguire test a terra, sulle componenti meccaniche. Quindi ci siamo basati su simulazioni numeriche condotte dai costruttori stessi dell’antenna, la Astro Aerospace (California).

Le antenne di 20 metri sono ripiegate a fisarmonica, in 13 segmenti. L’apertura avviene con una piccola esplosione controllata, che libera l’antenna dai blocchi che tengono i segmenti ripiegati.

Poco tempo prima dell’apertura dello strumento, alcune simulazioni della Astro Aerospace hanno mostrato che c’era la possibilità, piccola ma reale, che al dispiegamento seguisse un effetto frusta: le antenne stesse potevano colpire la sonda, con un potenziale rischio per altri strumenti e per la sonda stessa. A questo punto, siamo nei primi mesi del 2004, è stato dato lo stop al MARSIS.

Il JPL (Jet Propulsion Laboratory) della NASA ha eseguito nuove simulazioni, studi teorici, test a terra su modelli di antenna e, con l’aiuto di esperti dell’ESA, hanno compreso meglio il problema: più che un effetto frusta pericoloso, si poteva verificare un errato bloccaggio dei segmenti delle antenne.

Cosa che è puntualmente avvenuta quando, nel maggio di questo anno, l’ESA ha proceduto con il dispiegamento della prima delle due antenne.

Questo ulteriore problema è stato superato quasi in tempo reale dal Centro di Controllo dell’ESA, a ESOC, in Germania: la sonda è stata fatta ruotare opportunamente in modo che l’antenna venisse esposta al Sole: i segmenti si sono riscaldati, dilatati e sono andati nella posizione corretta, quella prevista.

Da qui in avanti, capito che nella procedura ottimale doveva rientrare il riscaldamento dell’antenna, siamo riusciti a procedere più velocemente. La seconda delle due antenne da 20 metri è stata dispiegata il 14 giugno e tre giorni dopo è toccato alla terza antenna, la più corta. Il 19 giugno è stato effettuato il primo test di trasmissione dati, che è risultato perfetto.

Nel maggio di questo anno, l'ESA ha proceduto con il dispiegamento della prima delle due antenne

Che cosa comporta il ritardo accumulato?

Innanzi tutto che abbiamo imparato diverse cose di ingegneria spaziale: accumulare esperienze di questo genere, con il superamento di problemi imprevisti, è una delle capacità più straordinarie della scienza. E non lo dico per retorica: è proprio così!

Tuttavia il ritardo accumulato comporta, comunque si mettano le cose, l’impossibilità di eseguire l’esperimento per tutto il tempo che era inizialmente previsto. Anche se la missione dovesse essere allungata, come si spera, in ogni caso è passato un anno senza che si sia potuta usare il radar.

MARSIS entra in funzione quando la sonda si muove su quella porzione di orbita più vicina al pianeta, ed ha compiti: durante la notte marziana il suo obiettivo è di scrutare, come si è detto, sotto la superficie alla ricerca di acqua. Per farlo ha tempo fino a metà luglio. Durante il giorno marziano, invece, MARSIS “illumina” a microonde la ionosfera del pianeta rosso.

Speriamo che nei mesi a venire i risultati siano così buoni da darci la conferma che su Marte ci sono ancora oggi bacini di acqua solida o liquida sotto la superficie. Sarebbe un risultato storico!

La seconda delle due antenne da 20 metri è stata dispiegata il 14 giugno e tre giorni dopo è toccato alla terza antenna, la più corta

Spingiamo oltre il cortile di casa lo sguardo, e da Marte facciamo un salto verso Saturno, a oltre un miliardo di kilometri dalla Terra. Un team di scienziati europei ha scoperto che Titano, la maggiore delle lune di Saturno, potrebbe avere vulcani attivi. È una scoperta confermata?

Si tratterebbe di vulcani attivi che rilasciano metano in atmosfera. E questo potrebbe cambiare le teorie secondo le quali il metano di cui è ricca l’atmosfera di Titano è dovuto alla presenza di oceani di idrocarburi ricco di metano. Un contributo notevole potrebbe invece venire da vulcani, che portano in superficie materiale ghiacciato, lo riscaldano facendolo fondere e rilasciando metano in atmosfera.

Nota:

Le interviste

Dal maggio 2000, con cadenza settimanale, RAI NEWS 24 - canale televisivo digitale della RAI dedicato all'aggiornamento in tempo reale - riserva all'ESA uno spazio di approfondimento di 5 minuti: un'intervista su una notizia di attualità legata alle attività nello spazio.

I servizi vengono ritrasmessi ulteriormente su RAI International e RAI 3. Si va dagli approfondimenti sulla Stazione Spaziale Internazionale, alle scoperte scientifiche dei satelliti dedicati all'astronomia, alle applicazioni concrete legate alle osservazioni della Terra dallo spazio.

Il giornalista della Rai, Lorenzo di Las Plassas, passa cinque minuti con il rappresentante dell'ESA, Stefano Sandrelli, per dare un'idea dell'argomento e per approfondirne un aspetto, in modo che, leggendo di seguito le interviste relative a uno stesso settore se ne abbia uno spaccato sempre più ampio, venendo a conoscenza di cose sempre nuove.

Per ulteriori informazioni, rivolgersi a: Simonetta.Cheli@esa.int.

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