Schiaparelli non si fa sentire

Da ieri pomeriggio, il lander Schiaparelli della missione ExoMars dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) è sulla superficie di Marte, ma non sappiamo in quali condizioni e finora ogni tentativo di ricevere comunicazioni dai suoi strumenti non è andato a buon fine. Nel corso di una conferenza stampa organizzata questa mattina, l’ESA ha spiegato che Schiaparelli ha inviato molti dati mentre stava compiendo la sua turbolenta discesa attraverso l’atmosfera marziana, ma che a 50 secondi circa dall’impatto previsto con il suolo i suoi strumenti hanno smesso di comunicare e non si sono più fatti sentire. Andrea Accomazzo, responsabile delle operazioni con le sonde dell’ESA e conosciuto soprattutto per i successi raggiunti con la missione Rosetta, ha spiegato che saranno necessari giorni per analizzare i dati a disposizione su Schiaparelli, ma che ci sono buone possibilità di ricostruire tutte le fasi della sua discesa per capire se qualcosa sia andato storto.

La fine incerta di Schiaparelli rischia di mettere in ombra il fondamentale risultato ottenuto dall’ESA con il resto della missione ExoMars, realizzata in collaborazione con l’agenzia spaziale russa Roscosmos. Mentre il lander si preparava alla sua discesa, la sonda TGO che aveva viaggiato in sua compagnia per 7 mesi ha compiuto una delicata manovra per rallentare la sua corsa e inserirsi nell’orbita di Marte. La manovra è riuscita perfettamente e da qualche ora l’ESA ha il pieno controllo di una nuova sonda intorno al pianeta, che raccoglierà dati fondamentali per organizzare la seconda fase di ExoMars, che prevede l’invio di un rover (robot automatico) su Marte nel 2020. Schiaparelli era la parte sperimentale della missione, concepita proprio per raccogliere quanti più dati possibili sull’atmosfera del pianeta mentre l’attraversava per raggiungere il suolo: è riuscito a farlo e quei dati sono arrivati sulla Terra e saranno utilizzati per organizzare l’atterraggio del rover tra quattro anni.

ACQUISITION OF ORBITER SIGNAL! #ESOC hears @ESA_TGO's signal loud & clear after it emerges from behind #Mars #ExoMars pic.twitter.com/w85fAFwOvD

— ESA Operations (@esaoperations) October 19, 2016

I due pezzi di ExoMars
La missione ExoMars è costituita da due elementi: TGO e Schiaparelli. Il primo è una sonda con a bordo quattro serie di strumenti per analizzare l’atmosfera di Marte, studiandone le variazioni stagionali, la temperatura e altri parametri per capire come si modificano le condizioni atmosferiche del pianeta e come influenzano il clima marziano. TGO ha inoltre strumenti che consentiranno all’ESA di mappare meglio la superficie di Marte per identificare traiettorie e punti in cui fare atterrare il rover. Il secondo elemento è il modulo dimostrativo Schiaparelli, chiamato così in onore del piemontese Giovanni Schiaparelli, uno dei più grandi studiosi di Marte nell’Ottocento. Il lander ha una massa di 300 chilogrammi e ha grossomodo la forma di un tronco di cono, con un diametro di base di 1,65 metri e un’altezza di 1,8 metri. A bordo ha un set limitato di strumenti, che si sono attivati regolarmente per inviare dati durante la discesa, e altri che avrebbero dovuto comunicare dal suolo marziano e di cui per ora non si hanno notizie.

Che cosa è successo a Schiaparelli
Sulla base delle informazioni fornite finora dall’ESA è possibile ricostruire almeno una parte dell’atterraggio di Schiaparelli su Marte: è bene ricordare che tutto è avvenuto a 175 milioni di chilometri da noi in modo automatico, perché i dati impiegano quasi 10 minuti per essere trasmessi da Marte e non ci sarebbe stata la possibilità di comunicare per tempo con il lander durante la discesa, durata meno di 6 minuti. Le informazioni che abbiamo sono state captate dalla sonda TGO, prima che completasse la sua manovra e si posizionasse in un’orbita da cui non può più ricevere trasmissioni dal lander.

Schiaparelli è entrato nell’atmosfera a un’altitudine di 121 chilometri e con una velocità di quasi 21mila chilometri orari. I dati ricevuti indicano che, come previsto, la resistenza atmosferica ha rallentato la sua velocità con lo scudo termico che si è bruciato e consumato progressivamente, mantenendo integri gli altri sistemi a bordo del lander. I dati indicano inoltre che il paracadute per frenare Schiaparelli si è attivato regolarmente e che lo scudo termico è stato espulso come da previsioni una volta superati gli strati più superficiali dell’atmosfera, rivelando i sistemi alla base del lander per misurare più accuratamente la sua distanza dal suolo. I dati dicono che in seguito il paracadute si è sganciato come previsto e che si sono attivati i retrorazzi di Schiaparelli per attutire l’impatto al suolo. Ma qui le cose si complicano.

Accomazzo ha spiegato che abbiamo informazioni sui primi 3 secondi circa di attività dei retrorazzi, ma che non ci sono dati chiari su cosa sia successo nei 50 secondi successivi. Forse non tutti i retrorazzi si sono attivati e questo non ha permesso di rallentare a sufficienza Schiaparelli, che ha quindi colpito duramente il suolo danneggiandosi. Un’altra ipotesi è che tra il momento dello sgancio del paracadute e l’avvio dei retrorazzi si siano danneggiate le antenne del lander, che quindi è integro al suolo ma non in grado di comunicare.

In ascolto
Nelle prossime ore tecnici e ingegneri della missione ExoMars utilizzeranno diversi sistemi per provare a captare un segnale dalla superficie di Marte. Lo faranno tramite le antenne di ricezione sulla Terra, ma anche facendosi dare una mano dalla NASA con la sua sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), in orbita intorno al pianeta da circa 10 anni: potrebbe fornire qualche informazione in più sullo stato del lander. Un primo tentativo eseguito ieri poco dopo l’atterraggio non è andato a buon fine, ma sono previsti altri passaggi di MRO nelle prossime ore.

Il problema è che attualmente l’ESA non sa se Schiaparelli sia attivo e in grado di comunicare, e i tempi sono piuttosto stretti perché trattandosi di un modulo sperimentale l’autonomia delle sue batterie è ridotta e nell’ordine di 10 – 12 giorni. Nel caso in cui non si ricevano comunicazioni, l’ESA potrebbe inviare al lander una serie di istruzioni per eseguire un reset dei suoi trasmettitori, nella speranza che sia in grado di ricevere i dati e di elaborarli. Non ci sono però molti margini per farlo, proprio perché il modulo non era stato studiato per interagire con i comandi dalla Terra, ma semplicemente per inviare i dati rilevati.

Italia su Marte
L’ESA ha affidato a Thales Alenia Space Italia e ai suoi partner la guida nella preparazione di entrambe le missioni ExoMars. L’industria spaziale italiana ha quindi la responsabilità complessiva dei sistemi di bordo e ha sviluppato il modulo di discesa Schiaparelli e parte degli strumenti che porta con sé. Thales Alenia sta anche coordinando le attività di sviluppo dei sistemi di bordo per il rover la cui partenza è prevista per il 2020. L’azienda è una joint venture tra la multinazionale francese Thales e Finmeccanica, che ne detiene il 33 per cento: ha circa 2.300 addetti in Italia con uno dei suoi centri principali di ricerca e produzione a Torino. La società è da tempo tra i principali partner commerciali di NASA ed ESA per quanto riguarda lo sviluppo di sistemi spaziali e ha contributo alla realizzazione della metà circa dei moduli pressurizzati della Stazione Spaziale Internazionale. Il centro di controllo del rover del 2020 sarà nella sede torinese di ALTEC, società pubblico-privata partecipata da Thales Alenia Space e dall’Agenzia Spaziale Italiana.

Missioni su Marte
Quarto pianeta del Sistema solare in ordine di distanza dal Sole, Marte è l’ultimo dei pianeti di tipo terrestre dopo Mercurio, Venere e la Terra. La sua atmosfera è molto rarefatta e le temperature sulla sua superficie oscillano tra i -140 e i 20 °C a seconda delle stagioni e delle latitudini. È considerato il pianeta più simile al nostro tra quelli conosciuti e da decenni è al centro di ricerche di vario tipo da parte delle agenzie spaziali di tutto il mondo. La prima missione verso Marte fu condotta con successo dalla NASA nel 1965 con l’invio della sonda Mariner 4, sei anni dopo l’Unione Sovietica con la missione Mars 2 portò per la prima volta un oggetto costruito dall’uomo sul suolo marziano, ma il lander si sfracellò durante l’atterraggio diventando inutilizzabile. Attualmente su Marte sono attivi i rover Opportunity e Curiosity della NASA.

Marte è comunque una vecchia conoscenza per l’ESA: da più di 12 anni l’agenzia ha intorno al pianeta la sonda Mars Express, che iniziò il suo viaggio verso Marte il 2 giugno 2003 insieme al lander Beagle-2, che era stato progettato per atterrare sulla superficie di Marte il 25 dicembre dello stesso anno. Poco prima di toccare il suolo marziano smise totalmente di comunicare con la Terra. Per anni i tecnici dell’agenzia spaziale britannica e dell’ESA si sono chiesti cosa fosse successo quel giorno e se Beagle-2 fosse effettivamente riuscito ad atterrare senza disintegrarsi. Solo nel 2015 grazie a una serie di fotografie ad alta risoluzione scattate dalla sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) della NASA è stato possibile localizzare Beagle-2 sul suolo marziano e avere la conferma che atterrò regolarmente sul Pianeta, anche se non si fece mai sentire a causa di altri problemi tecnici.

“Un successo”
Il direttore generale dell’ESA, Jean Wörner, ha comunque definito “un successo” la missione di ExoMars finora, e da un punto di vista prettamente scientifico ha probabilmente ragione: TGO è in orbita e nei prossimi mesi compirà preziose rilevazioni, Schiaparelli ha inviato i dati che ha rilevato mentre attraversava l’atmosfera marziana, che potranno essere usati per comprendere meglio la sua composizione nell’ottica di altre ricerche non legate alla missione spaziale. Anche se mancano i dati dal suolo, le informazioni raccolte da Schiaparelli sono comunque fondamentali per organizzare l’atterraggio del rover nel 2020.

Eppure in queste ore, e probabilmente per qualche giorno, l’ESA dovrà fare i conti con la percezione negativa sulla missione, stimolata soprattutto dai media, per il mancato atterraggio secondo i piani di Schiaparelli. L’Agenzia del resto aveva puntato molto sul suo lander sperimentale per promuovere e fare conoscere ExoMars, anche perché era l’aspetto più spettacolare e immediatamente comprensibile della sua missione su Marte. Ora i responsabili dell’ESA dovranno dimostrare ai paesi che finanziano ExoMars che le informazioni raccolte sono sufficienti per procedere con la seconda fase, ottenendo i 300 milioni di euro di finanziamenti necessari per completare lo sviluppo del rover e inviarlo sul pianeta nel 2020. Dalla comprensione di come sono andate le cose su Marte ieri potrebbe dipendere molto del futuro di ExoMars.