Il rover Perseverance della NASA sta per iniziare a cercare la vita su Marte

Rappresentazione artistica del rover Perseverance che atterra su Marte. NASA/JPL

I funzionari della NASA hanno un'espressione per com'è atterrare un rover su Marte: sette minuti di terrore. Un milione di cose potrebbero andare storte quando la navicella spaziale entra nell'atmosfera marziana e tenta di raggiungere la superficie in sicurezza. Il dramma è reso ancora più stressante dal ritardo di 11 minuti nelle comunicazioni tra i pianeti. Il 18 febbraio, quando il rover Perseverance scenderà verso la superficie marziana, il controllo della missione non avrà idea se sia riuscito o meno fino a dopo il fatto.

Non ci sono garanzie in questo business, ha detto ai giornalisti Jennifer Trosper, vice project manager per la missione Mars Perseverance. Ma mi sento benissimo. È una vecchia mano in questa esperienza snervante, avendola vissuta con i predecessori di Perseverance Curiosity, Spirit e Opportunity.

In caso di successo, Perseverance esplorerà il cratere Jezero, un ex letto di un lago marziano che potrebbe ospitare resti fossili di vita antica. Ma prima deve attaccare l'atterraggio.

L'atterraggio

I termini tecnici per i sette minuti di terrore sono ingresso, discesa e atterraggio, o EDL. Inizia quando il veicolo spaziale entra nell'alta atmosfera marziana a circa 20.000 chilometri orari (12.500 miglia orarie) e affronta temperature in rapido aumento. La perseveranza è protetta da uno scudo termico e da un guscio, nonché da una suite di 28 sensori che monitorano i gas caldi e i venti. Le temperature raggiungono un picco di 1.300 ° C (2.400 ° F).

A circa quattro minuti dall'inizio dell'EDL, a circa 11 chilometri (sette miglia) sopra la superficie e ancora sfrecciando a terra a circa 1.500 km/h (940 mph), il rover dispiega un paracadute di 21 metri La navicella si libererà del suo scudo termico presto. Sotto ci sono una sfilza di altri strumenti radar e telecamere che verranno utilizzati per posizionare la navicella spaziale in un posto sicuro. Un software chiamato Terrain-Relative Navigation elabora le immagini riprese dalle telecamere e le confronta con una mappa topografica a bordo per capire dove si trova il veicolo spaziale e quali potenziali punti sicuri dovrebbe dirigersi.

A poco meno di sei minuti dall'inizio dell'EDL ea circa due chilometri in aria, il guscio esterno e il paracadute si separano dal rover e Perseverance si dirige direttamente a terra. La fase di discesa (attaccata sopra il rover) utilizza i suoi propulsori per trovare un posto sicuro entro 10-100 metri dalla sua attuale posizione di caduta e rallenta a circa 2,7 km/h (1,7 mph). I cavi di nylon sulla fase di discesa abbassano il rover a terra da 20 metri (66 piedi) in aria. Una volta che il rover tocca terra, le corde vengono tagliate e la fase di discesa vola via per schiantarsi al suolo da una distanza di sicurezza. La perseveranza è ora nella sua nuova casa.

Una veduta del cratere Jezero. Sulla sinistra c'è una mappa spettrale dei giacimenti minerari modellati dall'attività dell'acqua in passato. Sulla destra c'è una mappa dei pericoli creata per illustrare un terreno accidentato che Perservance cercherà di evitare durante l'atterraggio.

Nasa

La scienza

Spirito e opportunità ci hanno aiutato a capire meglio la storia dell'acqua su Marte e la curiosità trovato prove di c organici complessi —molecole ricche di carbonio che sono le materie prime per la vita. Insieme, queste prove ci hanno detto che Marte potrebbe essere stato abitabile in passato. La perseveranza farà il prossimo grande passo: alla ricerca di segni di antica vita extraterrestre .

Perché il cratere Jezero? È un ex letto di un lago di 3,8 miliardi di anni. Un fiume portava l'acqua al suo interno, ed è nel delta del fiume dove i sedimenti potrebbero aver depositato composti organici conservati e minerali associati alla vita biologica.

Ventitré telecamere di Perseverance studieranno Marte in cerca di prove di vita. La più importante di queste è la fotocamera Mastcam-Z, che può acquisire immagini stereoscopiche e panoramiche e ha una capacità di zoom straordinariamente elevata per evidenziare obiettivi (come modelli del suolo e vecchie formazioni di sedimenti) che meritano uno studio più approfondito; SuperCam, che può indagare sulla composizione chimica e minerale nella roccia e dispone di un microfono che sarà utilizzato per ascoltare il clima marziano; e gli spettrometri PIXL e SHERLOC, che cercheranno molecole complesse che indichino la biologia. La fotocamera Watson di SHERLOC eseguirà anche alcune immagini microscopiche fino a una risoluzione di 100 micron (poco più grande della larghezza di un capello umano).

Storia correlata

Questa è la prima immagine scattata dal rover Perseverance Mars della NASA. Ora inizia la caccia alla vita.

Dopo essere sopravvissuto alla discesa, il rover ha inviato questa immagine dalla superficie marziana.

Briony Horgan, uno scienziato planetario della Purdue University che fa parte del team Mastcam-Z, afferma che gli scienziati sono molto interessati a trovare materia organica fortemente concentrata o che potrebbe essere solo il risultato di attività biologica, come le stromatoliti (resti fossili creati da strati di batteri). Se troviamo modelli particolari, potrebbe qualificarsi come una biofirma che è la prova della vita, dice. Anche se non è concentrato, se lo vediamo nel giusto contesto, potrebbe essere un segno davvero potente di una vera biofirma.

Dopo che Perseverance atterra, gli ingegneri trascorreranno diverse settimane a testare e calibrare tutti gli strumenti e le funzioni prima che l'indagine scientifica inizi sul serio. Una volta terminato, Perseverance trascorrerà un altro paio di mesi guidando verso i primi siti di esplorazione del cratere Jezero. Potremmo trovare prove della vita su Marte non appena quest'estate, se mai fosse lì.

Nuovo mondo, nuova tecnologia

Come ogni nuova missione della NASA, Perseverance è anche una piattaforma per dimostrare alcune delle tecnologie più all'avanguardia nel sistema solare.

Uno è MOXIE, un piccolo dispositivo che cerca di trasformare l'atmosfera marziana pesante di anidride carbonica in ossigeno utilizzabile attraverso l'elettrolisi (usando una corrente elettrica per separare gli elementi). Questo è già stato fatto sulla Terra, ma è importante dimostrare che funziona su Marte se speriamo che gli umani possano viverci un giorno. La produzione di ossigeno non poteva solo fornire aria respirabile a una colonia marziana; potrebbe anche essere utilizzato per generare ossigeno liquido per il carburante per razzi. MOXIE dovrebbe avere circa 10 opportunità di produrre ossigeno durante i primi due anni di Perseverance, durante diverse stagioni e momenti della giornata. Funzionerà per circa un'ora ogni volta, producendo da 6 a 10 grammi di ossigeno per sessione.

C'è anche Ingenuity, un elicottero da 1,8 chilogrammi che potrebbe prendere il primo volo controllato a motore mai realizzato su un altro pianeta. La distribuzione di Ingenuity (che è riposta sotto il rover) richiederà circa 10 giorni. Il suo primo volo sarà di circa tre metri in aria, dove rimarrà sospeso per circa 20 secondi. Se vola con successo nell'atmosfera ultrasottile di Marte (1% densa come quella terrestre), Ingenuity avrà molte più possibilità di volare altrove. Due telecamere sull'elicottero ci aiuteranno a vedere esattamente ciò che vede. Da solo, Ingenuity non sarà fondamentale per esplorare Marte, ma il suo successo potrebbe aprire la strada agli ingegneri per pensare a nuovi modi per esplorare altri pianeti quando un rover o un lander non saranno sufficienti.

Nessuna di queste dimostrazioni sarà il momento clou per Perseverance. Il momento clou della missione, la cui realizzazione potrebbe richiedere 10 anni, sarà il ritorno sulla Terra di campioni di suolo marziano. Perseverance perforerà il terreno e raccoglierà più di 40 campioni, la maggior parte dei quali verrà restituita sulla Terra come parte di una missione congiunta NASA-ESA. Funzionari della NASA suggeriscono che questa missione potrebbe avvenire nel 2026 o nel 2028, il che significa che il primo ritorno sulla Terra è il 2031.

La raccolta di tali campioni non è un'impresa da poco. La società di robotica Maxar ha costruito l'assieme di manipolazione dei campioni (SHA) che controlla il meccanismo di perforazione che raccoglie le carote del suolo marziano dal terreno. L'azienda doveva costruire qualcosa che funzionasse in modo autonomo, con hardware ed elettronica in grado di resistere a sbalzi di temperatura da -73 °C (100 °F) di notte a oltre 20 °C (70 °F) durante il giorno. E, cosa più importante, doveva costruire qualcosa che potesse competere con la polvere marziana.

Quando parli di un meccanismo in movimento che deve applicare la forza e andare esattamente dove serve, non puoi avere una minuscola particella di polvere che fermi l'intero spettacolo, afferma Lucy Condakchian, direttore generale della robotica di Maxar . SHA, situato sotto il rover stesso, è esposto a una tonnellata di polvere sollevata dalle ruote del rover o dalla perforazione. Varie innovazioni dovrebbero aiutarlo a resistere a questo problema, inclusi nuovi lubrificanti e un design metallico a fisarmonica per il suo movimento su e giù.

Prima che una di queste cose funzioni, tuttavia, il rover deve arrivare su Marte tutto intero.

Non invecchia mai, dice Condakchian. Sono nervoso come lo sono stato nelle missioni precedenti. Ma è un bel nervosismo, un'eccitazione per farlo di nuovo.

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