ExoMars

missione per l'esplorazione di Marte europea e russa
ExoMars
Dati della missione
OperatoreUnione europea Agenzia Spaziale Europea
Russia Roscosmos
DestinazioneMarte
VettoreProton-M/Briz-M
Lancio
  • 14 marzo 2016, 09:31:42 UTC (prima parte)
  • 2022 (seconda parte)[1][2]
Luogo lancioCosmodromo di Bajkonur
Atterraggio
  • 19 ottobre 2016 (prima parte)[3]
Durata
  • Orbiter: diversi anni
  • Lander: 4 sol previsti, 0 sol effettivi
  • Rover: almeno 7 mesi
Costo1,3 miliardi di euro[4]
Proprietà del veicolo spaziale
Costruttore
Parametri orbitali
Data inserimento orbita
  • dicembre 2016 (prima parte)
Sito ufficiale

ExoMars è una missione progettata per l'esplorazione del pianeta Marte tramite una sonda robotica sviluppata dall'Agenzia Spaziale Europea (ESA) e dall'Agenzia Spaziale Russa (Roscosmos). Essa prevede il lancio di un orbiter e di un lander (il cui scopo è di testare ingresso, discesa e atterraggio della sonda) nel 2016, e di un rover nel 2022.

Panoramica della missioneModifica

 
Modelli del lander Schiaparelli e del rover

ExoMars è un progetto composto da due missioni, entrambe con l'obiettivo di cercare biotracce su Marte.

Prima missioneModifica

La prima missione è stata lanciata dal cosmodromo di Bajkonur, con un vettore Proton-M, il 14 marzo 2016[5][6], ed è composta dal Trace Gas Orbiter (TGO), dotato di strumenti per l'analisi dei gas atmosferici e la mappatura delle loro fonti, e dal lander Schiaparelli.

Trace Gas OrbiterModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: ExoMars Trace Gas Orbiter.

Il Trace Gas Orbiter (TGO) è un orbiter per l'analisi atmosferica e le telecomunicazioni che è entrato in orbita ad ottobre 2016. Ha trasportato il lander Schiapparelli e ha iniziato a mappare le fonti di metano e di altri gas. Questi dati permetteranno di selezionare il sito di atterraggio per il rover che verrà lanciato nella seconda missione. La presenza di metano è interessante perché può essere prodotta da attività geologica o da microrganismi. Dopo l'atterraggio del rover, l'orbiter verrà portato su un'orbita interiore dove effettuerà analisi scientifiche e permetterà le comunicazioni tra il rover e il controllo missione a Terra tramite un componente fornito da NASA[7]. L'orbiter funzionerà come satellite per le telecomunicazioni anche per altre missioni.

Schiaparelli EDM landerModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: Schiaparelli EDM Lander.
 
Due immagini riprese dalla Context Camera (CTX) del Mars Reconnaissance Orbiter del punto di atterraggio del lander

L'Entry, Descent and Landing Demonstrator Module (EDM), chiamato Schiapparelli in onore dell'astronomo italiano Giovanni Schiaparelli, che realizzò una mappa delle caratteristiche della superficie del Pianeta Rosso nel XIX secolo[8] era un lander e dimostratore tecnologico costruito dall'ESA in collaborazione con Roscosmos[9]. Lo scopo era di dimostrare le capacità di ingresso, discesa e atterraggio sulla superficie di Marte. Il lander è stato lanciato assieme all'orbiter il 14 marzo 2016 e sarebbe dovuto atterrare il 19 ottobre, tuttavia è andato distrutto avendo tentato senza successo di posarsi sulla superficie di Marte. Il 21 ottobre la NASA ha pubblicato delle immagini riprese dal Mars Reconnaissance Orbiter del punto di schianto. Il sito prescelto per l'atterraggio era il Meridiani Planum. Alimentato a batterie non ricaricabili, Schiaparelli avrebbe dovuto operare per quattro sol, impiegando lo strumento DREAMS (Dust Characterisation, Risk Assessment, and Environment Analyser on the Martian Surface) per la misurazione della velocità e la direzione del vento, dell'umidità, della pressione, della temperatura superficiale, dell'indice di trasparenza dell'atmosfera [10].

Seconda missioneModifica

La seconda missione sarà lanciata da Bajkonur con un Proton-M nel 2022[11], in seguito al rinvio del lancio programmato dapprima per il 2018[2] e poi per il 2020[1], e consisterà di un modulo di atterraggio che porterà sulla superficie del pianeta un rover ESA. La scelta del sito di atterraggio è stata operata sulla base dei dati ottenuti dal TGO, tra cui la difficoltà di atterraggio e di spostamento del rover sulla superficie; il 21 ottobre 2015 l'ESA ha annunciato la scelta del sito primo candidato per il landing del 2023[11], selezionato per le sue caratteristiche particolari all'interno di una rosa ristretta di 4 candidati: Ia Mawrth Vallis, l'Oxia Planum, l'Hypanis Vallis e l'Aram Dorsum.[12] Tutti i siti candidati sono nella zona equatoriale, sono geologicamente antichi e recano segni di una passata presenza di acqua liquida.

Kazachok lander and descent stageModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: Kazačok (lander).

Prodotto dalla compagnia russa Lavočkin[13] con collaborazione europea, il lander atterrerà tramite dei paracadute e dei retrorazzi. Una volta sul suolo, si estenderanno i 6 petali con pannelli fotovoltaici e 2 dei quali contenenti le rampe diametralmente opposte da cui può scendere il rover. La missione prevede che, sbarcato il rover, continui a compiere degli studi indipendentemente o in coppia con esso per una durata di almeno un anno terrestre. In particolare riprenderà immagini del sito di atterraggio, monitorerà il clima, analizzerà l'atmosfera, misurerà le radiazioni ed effettuerà indagini geofisiche[14].

Rosalind Franklin roverModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: Rosalind Franklin (rover).

Il rover, alimentato da celle fotovoltaiche e capace di muoversi autonomamente sulla superficie, effettuerà analisi geologiche e biochimiche per caratterizzare la formazione delle rocce in prossimità della superficie e cercare tracce di vita presente o passata. I dati dalla superficie saranno poi trasmessi alla Terra due volte per sol attraverso il Trace Gas Orbiter. La durata prevista della missione è di almeno sette mesi, spostandosi di almeno 70 metri per sol e raccogliendo un minimo di 17 campioni di rocce.

Strumenti ed esperimenti scientificiModifica

Trace Gas OrbiterModifica

Il carico scientifico ha una massa di 115 kg ed è costituito da quattro strumenti:[15]

  • Nadir and Occultation for Mars Discovery (NOMAD) e Atmospheric Chemistry Suite (ACS), consistenti in una serie di spettrometri nella banda dell'infrarosso, del visibile, dell'ultravioletto, per la rilevazione e la mappatura della distribuzione di numerosi gas presenti in tracce nell'atmosfera del pianeta.
  • Colour and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS), una fotocamera a colori con risoluzione di 4,5 m/pixel, per creare modelli accurati dell'elevazione del suolo marziano e aiutare nella scelta del sito di atterraggio del rover.
  • Fine Resolution Epithermal Neutron Detector (FREND), un rilevatore di neutroni, che permetterà di mappare la presenza di idrogeno sulla superficie e individuare potenziali depositi di acqua o idrati fino a un metro di profondità.

Schiaparelli EDM landerModifica

 
Schiaparelli EDM lander concept

Il lander (andato distrutto il 19 ottobre 2016 avendo tentato senza successo di posarsi sulla superficie di Marte) era equipaggiato con una stazione meteorologica (DREAMS - Dust Characterization, Risk Assessment, and Environment Analyser on the Martian Surface) con sensori per la misurazione della velocità e direzione del vento, dell'umidità, pressione e temperatura alla superficie, la trasparenza e i campi elettrici dell'atmosfera marziana. In aggiunta, una fotocamera (DECA - Descent Camera) avrebbe dovuto fornire immagini durante la discesa.[16]

Rosalind Franklin roverModifica

  • Panoramic Camera System (PanCam), costituita da due camere stereo ad ampio angolo e una terza ad alta risoluzione, usata per la ripresa del terreno circostante e la navigazione.[17]
  • un trapano in grado di raccogliere campioni di terreno di 1 cm di diametro e 3 cm di lunghezza fino a una profondità di due metri, ed equipaggiato con uno spettrometro a infrarossi miniaturizzato (Ma-Miss) per l'osservazione delle pareti del foro del trapano.
  • Water Ice and Subsurface Deposit Observations on Mars (WISDOM), un georadar per studiare la stratificazione del suolo marziano fino a due o tre metri di profondità, e aiutare nella scelta dei siti dove raccogliere campioni.[18]
  • Close-up Imager (CLUPI), una camera per studiare visivamente e a distanza ravvicinata (fino a 50 cm) le rocce da perforare, con risoluzione superiore al millimetro.
  • ISEM, uno spettrometro a infrarossi.
  • ADRON, uno spettrometro a neutroni.
  • uno spettrometro Fourier.

Laboratorio di analisi PasteurModifica

  • Molecular Organic Molecule Analyzer (MOMA), per l'estrazione e l'identificazione di possibili molecole organiche presenti nei campioni.
  • Infrared Imaging Spectrometer (MicrOmega-IR), uno spettrometro a infrarossi.
  • uno spettrometro Raman.[19][20]

NoteModifica

  1. ^ a b (EN) ExoMars to take off for the Red Planet in 2022, su www.esa.int. URL consultato il 13 marzo 2020.
  2. ^ a b ExoMars 2018, missione rinviata, ASI, 2 maggio 2016. URL consultato il 2 maggio 2016 (archiviato dall'url originale il 5 maggio 2016).
  3. ^ (EN) ExoMars on its way to solve the Red Planet's mysteries, ESA, 14 marzo 2016. URL consultato il 15 marzo 2016.
  4. ^ (EN) ExoMars Frequently Asked Questions, su esa.int. URL consultato il 18 gennaio 2017 (archiviato dall'url originale il 1º dicembre 2016).
  5. ^ (EN) ExoMars 2016 targets March launch window, su ESA, 18 settembre 2015. URL consultato il 19 settembre 2015.
  6. ^ (EN) Proton to lift key space mission of 2016, su RussianSpaceWeb, 8 gennaio 2016. URL consultato il 9 gennaio 2016.
  7. ^ Peter B. de Selding, U.S., Europe Won't Go It Alone in Mars Exploration, Space News, 26 settembre 2012.
  8. ^ Schiaparelli: è italiano il nome del modulo lander di ExoMars, ESA, 8 novembre 2013.
  9. ^ Schiaparelli: the ExoMars Entry, Descent and Landing Demonstrator Module, ESA, 1º settembre 2019.
  10. ^ F. Esposito, S. Debei, C. Bettanini, C. Molfese, I. Arruego Rodríguez, G. Colombatti, A-M. Harri, F. Montmessin, C. Wilson, A. Aboudan, M. Zaccariotto, S. Abaki, G. Bellucci, J-J. Berthelier, J.R. Brucato, S.B. Calcutt, F. Cortecchia, F. Cucciarrè, G. Di Achille, F. Ferri, F. Forget, E. Friso, M. Genzer, P. Gilbert, J-P. Goutail, H. Haukka, J.J. Jiménez, S. Jiménez, J-L. Josset, O. Karatekin, G. Landis, R. Lorentz, L. Marthy, J. Martinez, V. Mennella, D. Möhlmann, E. Palomba, M. Patel, J-P. Pommereau, C.I. Popa, S. Rafkin, P. Rannou, N.O. Renno, P. Schipani, W. Schmidt, E. Segato, F. Simoes, A. Spiga, F. Valero, L. Vázquez, F. Vivat, O. Witasse, S. Yahi, R. Mugnuolo e S. Pirrotta, DREAMS for the ExoMars 2016 mission: a suite of sensors for the characterization of Martian environment (PDF), in European Planetary Science Congress, vol. 8, 2013.
  11. ^ a b (EN) ExoMars, su ESA. URL consultato il 13 marzo 2020.
  12. ^ (EN) Four candidate landing sites for ExoMars 2018, su ESA, 1º ottobre 2014. URL consultato il 1º settembre 2015.
  13. ^ (EN) ExoMars: Russian part, Institut Kosmicheskih Issledovanyi. URL consultato il 1º settembre 2015.
  14. ^ European payload selected for ExoMars 2018 surface platform, ESA, 27 novembre 2015.
  15. ^ (EN) ExoMars Trace Gas Orbiter Instruments, su ESA, 3 aprile 2015. URL consultato il 4 settembre 2015 (archiviato dall'url originale il 19 febbraio 2016).
  16. ^ (EN) Schiaparelli Science Package and Science Investigations, su ESA, 8 giugno 2015. URL consultato il 4 settembre 2015.
  17. ^ A. D. Griffiths, A. J. Coates, R. Jaumann, H. Michaelis, G. Paar, D. Barnes, J.-L. Josset, Context for the ESA ExoMars rover: the Panoramic Camera (PanCam) instrument, in International Journal of Astrobiology, vol. 5, n. 3, 2006, pp. 269–275, DOI:10.1002/jrs.1198.
  18. ^ Corbel C., Hamram S., Ney R., Plettemeier D., Dolon F., Jeangeot A., Ciarletti V., Berthelier J., WISDOM: an UHF GPR on the Exomars Mission, in Eos Trans. AGU, vol. 87, n. 52, 2006, pp. P51D-1218.
  19. ^ J. Popp, M. Schmitt, Raman spectroscopy breaking terrestrial barriers!, in J. Raman Spectrosc., vol. 35, 2004, pp. 429–432, DOI:10.1002/jrs.1198.
  20. ^ F. Rull Pérez, J. Martinez-Frias, Raman spectroscopy goes to Mars (PDF), in spectroscopy europe, vol. 18, 2006, pp. 18-21 (archiviato dall'url originale il 27 marzo 2009).

Altri progettiModifica

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