Esplorazione di Marte
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L'esplorazione di Marte è stata una parte importante delle missioni di esplorazione spaziale dell'Unione Sovietica, degli Stati Uniti, dell'Europa e del Giappone. Dagli anni '60 sono state inviate verso Marte dozzine di veicoli senza equipaggio, che includevano orbiter, lander e rover, per raccogliere dati e rispondere a domande sul pianeta rosso e il suo passato, che potrebbero portare a scoperte ulteriori per il passato, presente e futuro della Terra.
L'esplorazione di Marte ha raggiunto costi finanziari considerevoli con un ammontare di missioni fallite di circa due terzi delle missioni totali. Questo alto tasso di fallimenti può essere imputato al grande numero di fattori che possono andare storti, anche se alcune perdite di comunicazioni o fallimenti dovuti a nessuna causa apparente hanno portato alcuni ricercatori a parlare, scherzosamente, di un Grande Ghoul Galattico la cui dieta consisterebbe di sonde marziane. Questo fenomento è largamente conosciuto come la Maledizione di Marte.
Indice |
[modifica] Interrogativi da esplorare
Marte è stato per molto tempo un soggetto affascinante per l'umanità. Le prime osservazioni telescopiche rivelarono cambiamenti cromatici che furono originalmente attribuiti a vegetazione stagionale e segni lineari che si credeva fossero dovuti a esseri intelligenti. Queste primitive ed erronee interpretazioni causarono un grande interesse pubblico per Marte. Altre osservazioni telescopiche rivelarono due piccole lune, canali prosciugati e depressioni, calotte polari, il monte Olympus (la montagna più alta del sistema solare) e la Valles Marineris (il più grande sistema di canyon del sistema solare). Marte è un pianeta roccioso, simile alla Terra (i due pianeti si sono formati circa alla stessa epoca) ma con un diametro pari alla metà di quello terrestre e con una superficie desertica e fredda. Tra gli interrogativi che gli scienziati si chiedono i principali sono:
- Come si differenzia la composizione di Marte da quella delle Terra e perché i due pianeti si sono evoluti in modo così diverso?
- Come si differenzia lo stato e la composizione interna di Marte da quella della Terra?
- Marte è ancora geologicamente attivo?
- Quali risorse naturali sono disponibili sulla superficie per un futuro uso da parte dell'uomo?
- Nel passato era presente una atmosfera densa?
- Nel passato erano presenti oceani?
- Quali cambiamenti climatici sono avvenuti durante la sua storia geologica e da cosa sono stati causati?
- Quanto è stabile il clima, attualmente?
- Ha avuto luogo una evoluzione chimica che ha portato alla formazione di molecole organiche prebiotiche?
- Ha avuto luogo una evoluzione chimica che ha portato alla formazione di molecole replicanti?
- Se una volta si formò la vita, è possibile trovarla oggi da qualche parte?
- Come Phobos e Deimos sono diventati quello che sono oggi? Che risorse e che geologia possiedono?
[modifica] Finestre di lancio
La finestra di lancio per Marte si susseguono con un intervallo di 2,135 anni, ovvero 780 giorni. Queste sono le date delle passate e future finestre di lancio:
- novembre 1996 - dicembre 1996
- dicembre 1998 - gennaio 1999
- aprile 2001
- giugno 2003 - luglio 2003
- agosto 2005
- ottobre 2007
- dicembre 2009
- febbraio 2011
[modifica] Prime sonde e orbiter
[modifica] Prime missioni sovietiche
Il programma spaziale sovietico lanciò due sonde per il flyby verso Marte nell'ottobre 1960, soprannominate Mars 1960A e Mars 1960B, ma entrambe fallirono nel raggiungere l'orbita terrestre. Nel 1962, altre tre sonde sovietiche fallirono — due nell'orbita terrestre e con una si interruppero le comunicazioni mentre era in rotta per Marte (Mars 1). Nel 1964, la sonda Zond 2 fu un altro tentaivo fallito nel raggiungere Marte. Nel 1974 Mars 5 raggiunse Marte e invio oltre sessanta immagini dell'area a sud della Valles Marineris, prima che una depressurizzazione mise fine alla missione.
[modifica] Programma Mariner
Nel 1964 il Jet Propulsion Laboratory della NASA effettuò due tentativi di raggiungere Marte. Le sonde Mariner 3 e Mariner 4 erano identiche e il loro scopo era quello di effettuare i primi flyby del pianeta rosso. Il Mariner 3 venne lanciato il 5 novembre 1964 ma la copertura protettiva non riuscì ad aprirsi. Tre settimane dopo, il 28 novembre 1964, venne lanciata con successo la sonda Mariner 4. Essa raggiunse Marte il 14 luglio 1965, fornendo le prime immagini ravvicinate di un altro pianeta. Esse mostravano dei crateri da impatto simili a quelli lunari, alcuni dei quali sembravano ricoperti di brina o ghiaccio.
La NASA continuò il programma Mariner con un altro paio di sonde per il flyby (Mariner 6 e Mariner 7), che raggiunsero il pianeta nel 1969. Durante la seguente finestra di lancio il programma Mariner subì la perdita di un altro paio di sonde. Mariner 9 entrò con successo nell'orbita di Marte, dopo il fallimento del lancio della sonda gemella Mariner 8. Il Mariner 9, assieme alle due sonde sovietiche Mars 2 e Mars 3 trovarono una enorme tempesta di sabbia in corso, a livello planetario. I controllori di missione utilizzarono i tempi morti nell'attesa che la tempesta si attenuasse per fotografare la luna Phobos. In seguito Mariner 9 fotografò la superficie di Marte, che fornirono ulteriori indizi tra cui la possibilità che un tempo fosse presente acqua allo stato liquido.
[modifica] Lander e missioni successive
[modifica] Programma Mars
Nel 1969 l'unione sovietica preparò un ambizioso orbiter pesante 5 tonnellate chiamato M-69. Due copie di questa sonda vennero perse durante il lancio, che veniva effettuato tramite il nuovo e potente razzo Proton.
Nel 1971, poco dopo il fallimento della sonda Cosmos 419, l'unione sovietica inviò con successo Mars 2 e Mars 3, quasi un decennio dopo il lancio di Mars 1. Entrambe trasportavano un lander e arrivarono su Marte nel 1971. Il lander di Mars 2 entrò nell'atmosfera marziana con un angolo troppo ripido e venne distrutta, mentre il lander di Mars 3 funzionò solo per 20 secondi dopo l'atterraggio. Erano i primi artefatti umani a toccare Marte.
Nel 1973 l'unione sovietica inviò altre quattro sonde: gli orbiter Mars 4 e Mars 5 e le sonde flyby con lander Mars 6 e Mars 7. Solo Mars 5 ebbe successo: trasmise 60 immagini prima di avere un guasto alle comunicazioni. Il lander di Mars 6 trasmise dati solo durante la discesa ma si persero i contatti quanto atterrò. Le altre due sonde (Mars 4 e Mars 7) mancarono il pianeta.
[modifica] Programma Viking
Nel 1976 le due sonde Viking entrarono nell'orbita di Marte e entrambe inviarono un lander che effettuò con successo un atterraggio morbido sulla superficie del pianeta. Queste due missioni inviarono le prime immagini a colori e dettagliati dati scientifici. Le temperature misurate nei siti di atterraggio variavano tra 150 e 250 gradi K (tra -123 °C e -23 °C). Vennero osservate tempeste di sabbia stagionali, cambiamenti di pressione atmosferica e spostamenti di gas atmosferici tra le calotte polari. Un esperimento produsse una possibile prova di vita, ma non fu confermato da altri esperimenti. La maggior parte degli scienziati pensa che attualmente non ci sia vita sul pianeta.
Mentre l'orbiter Viking 1 stava cercando un punto di atterraggio adatto per il lander, il 25 luglio 1976 fotografò una zona che venne soprannominata la "faccia su Marte".
[modifica] Programma Phobos
Nel 1988 l'Unione Sovietica lanciò le sonde Phobos 1 e 2 per studiare Marte e le lune Phobos e Deimos. Le comunicazioni con Phobos 1 si interruppero mentre era in rotta verso Marte, mentre Phobos 2 riuscì a fotografare Marte e Phobos; tuttavia la missione fallì poco prima di inviare due lander sulla superficie di Phobos.
[modifica] Mars Global Surveyor
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Per approfondire, vedi la voce Mars Global Surveyor. |
Dopo il fallimento del 1992 dell'orbiter Mars Observer, NASA lanciò il Mars Global Surveyor il 7 novembre 1996. Questa fu la prima missione riuscita degli Stati Uniti in due decenni e il primo completo successo in assoluto. Entrata in orbita il 12 settembre 1997, dopo un anno e mezzo iniziò la mappatura nel marzo 1999. La sonda osservò il pianeta da una bassa altitudine, vicino ad una orbita polare lungo un intero anno marziano (equivalente a circa due anni terrestri). La missione fu completata il 31 gennaio 2001 e ora è in una fase di estensione.
È stata studiata l'intera superficie del pianeta, la sua atmosfera e i dati raccolti sono stati maggiori di quelli raccolti da tutte le altre sonde precedenti. Questi dati importanti sono stati archiviati e sono disponibili pubblicamente [1]
Tra i più importanti dati scientifici, il Global Surveyor ha inviato immagini di canali e detriti che suggeriscono la possibilità di sorgenti di acqua liquida sulla superficie. Canali simili sono formati sulla Terra da flussi di acqua, ma su Marte la temperatura è generalmente troppo bassa e l'atmosfera è troppo tenue per sostenere acqua liquida. Tuttavia alcuni scienziati hanno ipotizzato che acqua superficiale liquida possa a volte emergere in superficie, scavare canali e gole e fluisca in seguito sotto al terreno prima di congelare ed evaporare.
I dati del magnetometro indicarono che il campo magnetico del pianeta non è globalmente generato dal nucleo interno, ma è localizzato in particolari aree della crosta. I nuovi dati sulla temperatura e immagini ravvicinate della luna Phobos hanno mostrato che la sua superficie è costituita da uno strato polveroso spesso almeno 1 metro, provocato da impatti di meteoriti durante milioni di anni. I dati dell'altimetro laser hanno fornito la prima visuale tridimensionale della calotta polare dell'emisfero Nord.
[modifica] Mars PathFinder
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Per approfondire, vedi la voce Mars Pathfinder. |
La sonda Mars Pathfinder, lanciata un mese dopo il Global Surveyor, atterrò il 4 luglio 1997. La zona di atterraggio era un'antica pianura fluviale nel emisfero nord chiamata Ares Vallis, che è tra le zone più rocciose del pianeta. La sonda comprendeva un piccolo rover controllato da remoto chiamato Sojourner, che viaggiò per alcuni metri attorno al sito di atteraggio studiando le roccie. Il rover esplorò la superficie di Marte in un modo che era stato eseguito precedentemente solo dai due rover Lunokhod russi sulla Luna 30 anni prima.
Fino al momento dell'ultima trasmissione il 27 settembre 1997, il Mars Pathfinder inviò 16500 immagini dal lander e 550 immagini dal rover, oltre a 16 analisi chimiche delle roccie e del suolo e dettagliati dati sui venti e altri fattori metereologici. Questi dati suggerirono agli scienziati che in qualche momento del passato il pianeta potrebbe essere stato caldo e umido, e potrebbe aver posseduto acqua allo stato liquido e un'atmosfera più densa.
[modifica] Altri fallimenti
Dopo i successi del Global Surveyor e del Pathfinder, tra il 1998 e il 1999 ci fu un'altra serie di fallimenti: l'orbiter giapponese Nozomi, il Mars Climate Orbiter, il Mars Polar Lander e i penetratori Deep Space 2 della NASA non portarono a termine la missione. L'episodio riguardante il Mars Climate Orbiter è particolarmente famigerato, dovuto alla mancanza di conversione tra unità di misura del sistema metrico decimale e del sistema imperiale. In questo modo vennero generati dati errati che fecero bruciare la sonda durante l'ingresso nell'atmosfera marziana.
[modifica] Mars Odyssey
Nel 2001 la sfortuna finì con l'orbiter Mars Odyssey della NASA. Durante la missione venne usato degli spettrometri e camere per cercare le prove di attuale o passata esistenza di acqua e l'attività vulcanica del pianeta. Nel 2002 venne annunciato che lo spettrometro a raggi gamma e lo spettrometro a neutroni avevano trovato grandi quantitativi di idrogeno, che indicava la presenza di vasti depositi di ghiaccio d'acqua sotto al terreno marziano entro il 60° di latitudine dal polo Sud.
[modifica] Mars Express e Beagle 2
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Per approfondire, vedi la voce Mars Express. |
Il 2 giugno 2003 la sonda Mars Express dell'ESA venne lanciata dal cosmodromo di Baikonur verso Marte. Essa era costituita dall'orbiter Mars Express e dal lander Beagle 2. Anche se il lander non era progettato per muoversi, era dotato di un dispositivo che permetteva di scavare il suolo, il più piccolo spettrometro di massa di allora e altri dispositivi montati su un braccio robotico per poter analizzare accuratamente il suolo sotto la superficie polverosa.
L'orbiter entrò in orbita il 25 dicembre 2003 e lo stesso giorno il lander entrò nell'atmosfera di Marte. Tuttavia i tentativi di contattare il lander fallirono. Essi durarono durante il mese di Gennaio e a metà Febbraio il lander venne dichiarato disperso. L'orbiter Mars Express confermò la presenza di ghiaccio d'acqua e di ghiaccio di anadride carbonica nel polo Sud del pianeta. La NAsA aveva precedentemente confermata la loro presenza anche nel polo Nord.
[modifica] Mars Exploration Rovers
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Per approfondire, vedi la voce Mars Exploration Rover. |
Poco dopo il lancio di Mars Express, la NASA inviò una coppia di rover gemelli. Il Rover Spirit (MER-A) venne lanciato il 10 giugno 2003 e atterrò nel cratere Gusev (che si ipotizzava fosse nel passato un lago) e il rover Opportunity (MER-B) venne lanciato il 7 luglio 2003 e atterrò il 24 gennaio 2004 nel Meridiani Planum. Entrambi effettuarono ricerche geologiche.
A parte una temporanea perdita di comunicazioni con Spirit (che si crede sia stata causata da un problema alla memoria flash), che rallentò l'esplorazione di diversi giorni, entrambi i rover continuarono l'esplorazione nei rispettivi luoghi di atterraggio. Il rover Opportunity in particolare atterrò in un luogo decisamente interessante: un cratere con affioramenti di roccie. I membri del team annunciarono il 2 marzo che i dati inviati dal rover mostravano come quelle roccie erano state in passato immerse nell'acqua e il 23 marzo venne ipotizzato che essere dovevano essere sommerse in un mare salato. Questa è la prima forte prova di una presenza passata di acqua liquida su Marte.
Ad agosto 2006, entrambi i rover sono attivi ed effettuano nuove scoperte (tra cui il primo meteorite scoperto su un altro pianeta, chiamato Heat Shield Rock), anche se iniziano a mostrare i segni del tempo e richiedono occasionali interventi da Terra.
[modifica] Mars Reconnaissance Orbiter
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Per approfondire, vedi la voce Mars Reconnaissance Orbiter. |
Il Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) è una sonda multipurpose progettata per condurre una ricognizione e una esplorazione di Marte dall'orbita. Venne costruita al costo di 720 milioni di dollari dalla Lockheed Martin sotto la supervisione del Jet Propulsion Laboratory e fu lanciata il 12 agosto 2005. È entrata nell'orbita di Marte il 12 marzo 2006.
Il MRO contiene un insieme di strumenti scientifici come la camera HiRISE, CRISM e SHARAD. La camera HiRISE verrà utilizzata per analizzare il terreno marziano, mentre CRISM e SHARAD cercheranno acqua, ghiaccio e minerali sulla e sotto la superficie. Inoltre il MRO spianerà la strada alle future sonde monitorando giornalmente le condizioni meteorologiche e della superficie, cercando nuovi luoghi di atterraggio e testando un nuovo sistema di telecomunicazioni che permetterà lo scambio di informazioni ad una velocità mai raggiunta in precedenza. Il trasferimento di dati verso e dalla sonda verrà effettuato più velocemente di tutte le altre precedenti missioni interplanetarie combinate assieme e verrà usato come un importante satellite ripetitore per le missioni future.
[modifica] Missioni Future
La prossima missione su Marte è il lander Phoenix, di cui è previsto il lancio nel 2007.
Dovrebbe essere seguito dal rover Mars Science Laboratory nel 2009 ed è prevista anche un'altra missione nel 2011 (Mars 2011).
In seguito la NASA progetta di inviare un rover nella missione Astrobiology Field Laboratory nel 2016.
La russia sta pianificando il lancio della sonda Phobos-Grunt nel 2009.
L'ESA ha dato il via al programma Aurora, un progetto a lungo termine avente come obiettivo lo sviluppo di strategie di esplorazione di Marte anche con missioni con equipaggio. Le tre missioni principali del progetto saranno: nel 2007 l'Earth Re-Entry Vehicle Demonstrator (EVD) che servirà per verificare la fattibilità tecnica della missione Mars Sample Return (vedi oltre), nel 2009 la missione ExoMars che consisterà di un rover e nel 2011 la missione Mars Sample Return (MSR) che raccoglierà roccie e campioni del suolo e per la prima volta li riporterà sulla terra dove verranno analizzati.
[modifica] Missioni con equipaggio
Molte persone, da Wernher von Braun in poi, hanno visto una missione umana su Marte come il successivo passaggio logico del programma di missioni umane dopo l'esplorazione della Luna. I sostenitori di queste missioni argomentano la loro teoria attraverso la superiore capacità esplorativa di un essere umano rispetto ad un robot, che ripagherebbe delle maggiori spese.
A causa della distanza tra Terra e Marte, la missione sarà molto probabilmente più rischiosa e più costosa di quelle che portarono l'uomo sulla Luna. Dovranno essere preparate scorte e carburante per un viaggio di 2-3 anni e il veicolo spaziale dovrà possedere degli scudi per proteggere dalla radiazione solare. Una proposta chiamata Mars Direct da parte di Robert Zubrin della Mars Society viene ritenuta da molti il piano più pratico e fattibile per portare l'uomo su Marte.
Il presidente degli Stati Uniti George W. Bush annunciò una iniziativa di esplorazione umana dello spazio il 14 gennaio 2004, chiamata Vision for Space Exploration. Questo programma include un ritorno dell'uomo sulla luna entro il 2015 e la possibilità di una esplorazione umana di Marte in futuro.
L'ESA prevede un progetto a lungo termine che prevede lo sbarco di uomini su Marte nel 2030 chiamata programma Aurora.
In un lontano futuro (nell'ordine delle centinaia di anni), alcuni scienziati sostengono che Marte può essere un buon candidato per la terraformazione e la colonizzazione umana, anche se ci sono degli scetticismi a proposito sulla fattibilità dei questi progetti. Molti scienziati hanno concluso che, se venisse trovata vita su Marte, anch'essa dovrebbe essere preservata. Altri pensano che la presenza di vita su Marte implicherebbe che la vita sia prevalente in tutto l'universo.
[modifica] Voci correlate
[modifica] Altri progetti
Commons contiene file multimediali su Esplorazione di Marte
[modifica] Collegamenti esterni
- (EN) WhatOnMars Ultime novità e immagini da Marte
- (EN) marsgeo.com Video, foto, e analisi dettagliate della geologia
- (EN) space.com Sito dei Rover marziani
- (EN) exploreMarsnow Simulazione interattiva di una base marziana
- (EN) Next on Mars (Bruce Moomaw, Space Daily, 9 marzo 2005): Panoramica dettagliata dei piani di esplorazione di Marte della NASA
- (EN) [1] Gruppo di analisi del programma di esplorazione di Marte al Jet Propulsion Laboratory
- (EN) Catalog of Soviet Mars images Collezione di immagini dalle sonde russe
