martedì 15 settembre 2015

ExoMars: così l’Italia andrà su Marte

L'Italia sta per andare su Marte a bordo del lander Schiaparelli all'interno del progetto ExoMars. Il ruolo italiano è quello di perforare la superficie per estrarne dalle profondità i campioni da analizzare. L'obiettivo è quello di cercare tracce della vita e nuovi indizi sulla composizione del pianeta rosso.


L'Italia arriverà su Marte attraverso la tecnologia Tecnomare, azienda controllata al 100% da Eni, confermando il proprio ruolo protagonista nell'alta ingegneria aerospaziale: la stessa tecnologia che è già approdata con Philae sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, ora è stata perfezionata per affrontare le condizioni estreme del lavoro su Marte e ricavarne informazioni preziose per il futuro della ricerca. ExoMars atterrerà sul pianeta rosso nel 2019.L’Italia sta per andare su Marte. Va a cercare vita, o almeno a tentare di capire cosa sia davvero Marte e come l’uomo possa metterci su i propri piedi. A portare l’Italia su Marte sarà l’azienda Tecnomare (controllata al 100% da Eni), all’interno di un progetto coordinato dall’Agenzia Spaziale Italiana e denominato ExoMars. Un progetto estremamente importante e ambizioso, ma per molti versi nemmeno clamoroso: la stessa Tecnomare ha già portato l’ingegneria tricolore sulla cometa Rosetta al termine di un viaggio lunghissimo ed al fine di compiere una sessione di lavoro estremamente complessa.




Rosetta è stata la palestra da cui nasce il progetto ExoMars all’interno del programma ESA Aurora. Come da indicazioni della stessa ASI (componente italiana all’interno dell’European Space Agency), la missione marziana si divide in due fasi: nella prima, prevista per gennaio 2016, «una sonda (TGO) resterà nell’orbita di Marte per indagare la presenza di metano e altri gas presenti nell’atmosfera, possibili indizi di una presenza di vita attiva, mentre un modulo (EDM), contenente la stazione meteo (Dreams) ed altri strumenti, atterrerà su Marte»; la seconda fase, prevista per il maggio 2018, prevede l’atterraggio su Marte di un rover capace di agire autonomamente e dotato di strumenti per penetrare ed analizzare il suolo.

La sfida è di altissimo livello, insomma: il “robot” deve essere in grado di raggiungere Marte, atterrarvi autonomamente, analizzare lo spazio circostante, muovercisi in sicurezza e quindi penetrarne la superficie. La parte successiva è quella più prettamente scientifica: il carotaggio è funzionale all’analisi del terreno per la comprensione di molti aspetti relativi al pianeta rosso: la sua storia, la sua evoluzione, il suo passato e l’effettiva possibilità di trovarvi tracce di vita. Le condizioni di Marte sono infatti tali per cui, se la vita c’è, con ogni probabilità si trova al di sotto della superficie. Penetrare il sottosuolo significa pertanto andare alla ricerca di tracce laddove con maggior possibilità se ne possono trovare.


I principali obiettivi scientifici della missione sono la ricerca di tracce di vita passata e presente su Marte, la caratterizzazione geochimica del pianeta, la conoscenza dell’ambiente marziano e dei suoi aspetti geofisici e l’identificazione dei possibili rischi per le future missioni umane.



Prima la cometa

Il progetto ExoMars inizia molti anni prima. La tecnologia che approderà sul pianeta rosso, infatti, è figlia delle intuizioni che hanno portato un rover sulla superficie di una cometa. La tecnologia oggi ancorata a Rosetta arriva dai medesimi laboratori ed ha la medesima finalità: perforare e analizzare il terreno, lavorando in condizioni estreme e senza la possibilità di conoscere a priori il contesto nel quale avverrà un carotaggio profondo ben 2 metri.


Tecnomare ha curato la progettazione e la realizzazione del drill che perforerà il suolo e che anzitempo aveva già graffiato la superficie della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko attraverso Philae. A capo della missione una donna italiana: Amalia Ercoli-Finzi, grande sostenitrice degli investimenti lungimiranti nella ricerca scientifica e della necessità di coltivare risorse nel mondo dell’ingegneria, ha dimostrato come l’Italia possa avere un ruolo d’eccellenza nel settore firmando una delle missioni spaziali più iconiche ed importanti degli ultimi anni. Ma il lungo viaggio verso Rosetta (con la tecnologia italiana “ibernata” per dieci lunghi anni in attesa dell’arrivo) è soltanto una metafora del lungo lavoro che sta dietro la ricerca scientifica:Marte è il vero obiettivo, e l’Italia sarà nuovamente presente per mettere a frutto quanto sviluppato durante la missione antecedente.


<<A me sono sempre piaciute le comete, sono una delle cose più belle del mondo. Io dico sempre che il Padreterno, quando le ha create, stava sorridendo >>Amalia Ercoli-Finzi

Obiettivo Marte

Il lander che atterrerà su Marte è denominato Schiaparelli in omaggio all’astronomo saviglianese che pubblicò ricerche approfondite che teorizzavano per la prima volta i “canali di Marte”: un progetto con forti tracce di DNA italiano, insomma, dall’ispirazione ai finanziamenti, passando per ricerca e sviluppo degli elementi chiave della spedizione. Se le tesi di Schiaparelli ebbero un impatto fortissimo sulle speculazioni relative alla possibilità di vita sul pianeta rosso, il nuovo lander sviluppato con tecnologie Eni potrebbe dare risposte importanti sul medesimo quesito. O potrà almeno portare l’uomo alla domanda successiva: quali problemi occorre affrontare affinché l’uomo possa un giorno arrivare su Marte? Quali pericoli vanno scongiurati e quali sono le risorse a cui poter attingere sul pianeta per ipotizzarvi una colonia in pianta stabile?

Domande ambiziose, la cui risposta va però scomposta in molti piccoli elementi: ExoMars dovrà riuscire ad atterrare, dovrà identificare l’area per le perforazioni e dovrà quindi iniziare il proprio lavoro. Il braccio meccanico è modulare e tale da arrivare ad una profondità massima pari a 2 metri. Ed è esattamente in questa fase che la tecnologia Eni-Tecnomare avrà ruolo da protagonista.

I test effettuati sulla Terra hanno simulato le condizioni di lavoro marziane, portando i meccanismi sotto stress per valutare i loro margini di operatività in remoto sotto i comandi del ROCC (Rover Operations Control Centre). Il Drill raccoglierà campioni della dimensione approssimativa di 3×1 cm, i quali saranno trasferiti al Rover Payload Module per essere smembrati e analizzati. Il Drill è peraltro dotato di uno spettrometro a infrarossi miniaturizzato (denominato Ma-Miss) con il quale osservare le pareti del terreno perforato e ricavarne i primi dati da inviare sulla Terra. Essendo impossibile prevedere a priori la tipologia e la consistenza del terreno, il robot è progettato per compiere in sequenza protocollata una serie di operazioni che prevedono l’estrazione di almeno 17 campioni per 7 cicli di esperimenti e 2 perforazioni in profondità.
Strumenti di perforazione Eni per il progetto ExoMars


L’unità Schiaparelli (240 cm di diametro per 600 Kg di peso, con struttura in alluminio e fibra di carbonio) arriverà su Marte al termine di un viaggio lungo 9 mesi: i sistemi saranno accesi poche ore prima dell’impatto con l’atmosfera marziana, il cui approccio sarà alla velocità approssimativa di 5,8 km/s. Il viaggio va pianificato con estremo anticipo poiché le condizioni ideali per il distacco da Terra si verificano soltanto ogni 26 mesi (valutazione compiuta sulla base dell’orbita dei due pianeti) ed i tempi debbono essere pertanto estremamente circostanziati per evitare di perdere il treno con l’invio pianificato. La responsabilità sulle spalle dell’ESA è peraltro forte, poiché Schiaparelli potrebbe essere il primo lander europeo a toccare la superficie marziana al termine di un atterraggio controllato: un obiettivo ad altissima difficoltà e di grande importanza, in grado di portare le ricerche sui pianeti del sistema solare ad un nuovo livello. L’impatto con l’atmosfera sarà ad una altezza di 120 km dal suolo, con una decelerazione improvvisa da 35 a 5 Mach. Un apposito paracadute contribuirà a rallentare il modulo, il quale attiverà infine uno speciale sistema di atterraggio basato su propulsori per arrivare al suolo senza danni per le attrezzature trasportate.
ExoMars, spedizioni 2016 e 2018

La prima spedizione ExoMars 2016 avrà lo scopo di analizzare l’atmosfera marziana in cerca di metano: il gas è infatti indizio di metabolismo, il che potrebbe fornire importanti tasselli nella ricerca di forme di vita sul pianeta. La seconda spedizione, ExoMars 2018, avrà invece lo scopo di cercare altre tracce in profondità, laddove le condizioni potrebbero essere favorevoli a garantire, se non la vita, quantomeno la conservazione delle sue tracce passate. Quest’ultima fase del progetto sarà utile altresì a simulare l’atterraggio sul pianeta, fornendo così importante feedback al fine di raccogliere le informazioni necessarie per la buona riuscita del successivo arrivo del rover. Da sempre l’atterraggio su Marte è costellato di difficoltà e di fallimenti, motivo per cui la prudenza della missione europea denota l’importanza di un progetto che non lascia nulla al caso. Il lancio avverrà in entrambi i casi su lanciatore Proton del team russo Roscosmos.




Fin da ora il punto dell’atterraggio della spedizione 2018 è stato scelto in virtù di speciali caratteristiche geologiche ipotizzate a seguito degli scatti fotografici ottenuti. Uno degli indizi principali che ha suggerito la scelta della “Meridiani Planum” per l’atterraggio è la presenza di ruggine: sulla terra l’ossido di ferro è sinonimo di presenza d’acqua, mentre su Marte sarà un trapano italiano a doverne cercare le tracce in profondità. L’altitudine dovrebbe inoltre essere ideale per massimizzare la possibilità di ottenere risultati importanti dai campioni di terreno estratti. Interessante è notare come i dati relativi all’altitudine sono ricavati dalle misurazioni del Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA), punta di diamante di una spedizione NASA datata 1996 ed attiva fino al 2001 nel campionamento dell’intera superficie del pianeta rosso: è chiara la natura transnazionale della ricerca e delle esplorazioni, fil rouge che lega assieme tutte le nazioni che partecipano a questi fondamentali slanci oltre i limiti finora esplorati.

Una volta effettuato l’atterraggio, gli spostamenti saranno stabiliti in base ad una scelta basata sulla statistica e sull’analisi ravvicinata del contesto: una serie di strumentazioni di bordo misurerà i parametri del terreno circostante e si deciderà così dove avviare le perforazioni.


Meridiani Planum: dove l’Italia atterrerà su Marte (immagine: NASA, MOLA Science Team).
Perché andare su Marte?

In nessun caso la ricerca è completamente fine a sé stessa: lo sono i fini, ma non gli strumenti per finanziarla e portarne avanti i pesantissimi investimenti. Le interpolazioni venutesi a creare attorno a progetti di questo tipo hanno perà una ricaduta diretta sulle attività delle aziende interessate, il che offre alle missioni spaziali un interesse fondamentale, fatto di sperimentazioni e alta ingegneria. Nel caso di Eni, il lavoro compiuto su Rosetta ed all’interno di ExoMars diventano know-how aziendale prestigioso, sfruttato in progetti quali Clean Sea o nello sviluppo di nuove tecnologie di perforazione.


Per Eni il settore Ricerca e Sviluppo (R&D) rappresenta un investimento, non un costo. Lo dimostra il fatto che il valore generato nell’anno equivale a 4-5 volte la spesa sostenuta. La produzione di idrocarburi localizzati in aree di frontiera tecnologica (acque profonde, zone artiche, strutture geologiche com­plesse e aree sensibili) rappresenta un forte stimolo per l’industria petrolifera ad ampliare il proprio portafoglio tecnologico. È pertanto cruciale essere in grado di esplorare e sviluppare in modo efficace e sostenibile le aree di frontiera, come le acque profonde e ultra-profonde (deep e ultra-deep water), generalmente caratterizzate da condizioni geologiche e ambientali sfidanti.

Andare su Marte è un obiettivo di altissimo profilo, con grande valenza sociale e scientifica. Le aziende che vi si impegnano debbono assorbire forti investimenti con ricadute di lunghissimo periodo, ma la cui eccellenza ricompensa ampiamente lo sforzo compiuto. Il fatto che su Schiaparelli ci sia una forte impronta italiana è pertanto un motivo d’orgoglio che va ben oltre la sola computazione economica o di opportunità: c’è un significato alto che sfugge a qualsiasi calcolo, ma che non può sfuggire alle valutazioni più profonde e ampie sull’operazione. Perché racconta un’Italia fatta di eccellenze. Un’Italia che, soprattutto, sa ancora sognare.

Fonte WEBNEWS

Nessun commento:

Posta un commento