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Spazio e Scienze

Marte, successi e fallimenti dell’esplorazione moderna

Oggi è il giorno di ExoMars, un appuntamento importante perché è una missione europea, e che presenta molti aspetti inediti. Non è il primo: di manufatti umani è pieno Marte, e la prima missione diretta al Pianeta Rosso risale al 1965. Se facciamo mente locale, Marte è la meta dell'esplorazione umana nell'era tecnologica, e possiamo immaginarlo come un luogo sconosciuto e come tale permeato di fascino, al pari dei continenti inesplorati – quando sulla Terra esistevano ancora.  

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Del resto l'impulso innato nell'uomo verso l'esplorazione è una delle chiavi che ci ha permesso di evolverci e di sopravvivere come specie. A partire dai fenici, dagli egiziani e dagli antichi greci, siamo spinti dal nostro istinto a esplorare nuovi territori per interessi commerciali, politici, per semplice curiosità o per spirito di avventura. La nuova frontiera, o l'ultima frontiera come recitava l'incipit degli episodi di Star Trek, è lo Spazio. Un territorio immensamente più vasto della Terra, ancora poco esplorato e al più sconosciuto.

Con il progresso tecnologico l'esplorazione umana si è evoluta: dalle spedizioni avventurose che costavano la vita a molte persone si è passati all'invio di sonde robotiche nello Spazio, che costano molto in termini di denaro ma non presentano il conto in vite umane, e possono andare ben oltre i limiti dei nostri mortali corpi. Ecco quindi che dopo la Luna, così vicina da essere per diritto la prima della lista, le attenzioni si sono concentrare su Marte: un pianeta abbastanza vicino da poter essere raggiunto con la nostra tecnologia, che è arido e poco confortevole, ma sempre meglio di Mercurio o Venere.

Ripercorriamo brevemente successi e fallimenti della corsa a Marte per capire meglio come collocare l'impresa di ExoMars.

L'esplorazione marziana iniziò con l'Unione Sovietica

Il primo paese a investire nell'esplorazione marziana fu l'Unione Sovietica, che nel 1960 spedì le prime due sonde per il flyby di Marte, seguite dal altre tre nel 1962. Pochi le ricordano perché tutte e cinque fallirono l'obiettivo. Nonostante i buoni propositi e la tempistica dell'intuizione, l'allora Unione Sovietica dovette cedere il primato alla statunitense Mariner 4, che fu la prima a riuscire con un flyby del Pianeta Rosso nel 1965, dopo che Mariner 3 fallì.

L'URSS riuscì comunque nel suo intento, nel 1974 con la sonda Mars 5, che inviò a Terra 60 immagini prima di andare fuori uso.

La prima foto di Marte

Per la serie di eventi che abbiamo sintetizzato, le prime foto di Marte arrivate a Terra furono statunitensi (Mariner 4). In tutto gli scatti erano 21, e per arrivare al Centro di Controllo Missione impiegarono 8 ore ciascuna. Chi, guardando le foto degli orbiter e dei lander attuali, lamenta una scarsa qualità guardi una di queste immagini storiche e tragga le sue conclusioni.

Mars (Mariner 4)

Orbitare attorno a Marte non è scontato

Compiere un flyby è una cosa, restare in orbita attorno a un pianeta è tutt'altra, come noi spettatori stiamo imparando dalla missione Juno della NASA. I primi a sperimentarlo furono gli Stati Uniti, che nel 1971 lanciarono le sonde Mariner 8 e Mariner 9. La prima non arrivò nemmeno nello Spazio perché cadde nell'oceano Atlantico. La seconda raggiunse l'orbita marziana il 13 novembre del '71. A quei tempi tuttavia il meteo dei pianeti extraterrestri non esisteva, e non era nota la "dust storm season", ossia la stagione delle tempeste di sabbia.

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Immagine scattata dal Mars Global Surveyor durante una tempesta di sabbia globale

L'orbiter quindi dovette aspettare che la tempesta terminasse per svolgere il suo lavoro. Il successo fu comunque notevole: gli scienziati ebbero la mappatura dell'85 percento della superficie di Marte. Andò peggio al Mars Orbiter della NASA, con cui si persero i contatti mentre si preparava a entrare nell'orbita di Marte.

Atterrare su Marte è difficile

Anche parlando di atterraggio sul suolo marziano l'Unione Sovietica batté gli Stati Uniti sulla tempistica. La sonda Mars 3 sganciò un rover che riuscì persino a scattare delle foto durante la discesa, però 14 secondi dopo l'atterraggio si persero i contatti. Mars 2 sganciò un rover che si disintegrò nell'impatto con l'atmosfera perché entrò con un angolo troppo ripido. Erano i primi manufatti umani a toccare il suolo marziano.

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Di nuovo, per vedere un reale successo bisogna aspettare gli Stati Uniti, nel 1976, con il programma Viking. Due sonde sganciarono lander che atterrarono intatti sulla superficie del pianeta e inviarono a Terra le prime immagini a colori, oltre che importanti dati scientifici.

Fin qui nel complesso i fallimenti erano stati più dei successi, ma il bilancio fu comunque positivo considerato il progresso tecnologico di quei tempi.

Mars Global Surveyor, un orbiter di successo

Per avere un flusso di informazioni costante nel tempo si dovette attendere il 1997, quando fece il suo ingresso nell'orbita marziana il Mars Global Surveyor, un orbiter che restò attivo per oltre quattro volte il tempo programmato inizialmente e spedì dati sulla Terra per oltre 9 anni.

Mars Global Surveyor

Esaminò senza interruzioni la superficie marziana e la sua atmosfera, identificò minerali e caratteristiche geologiche che potevano ricondurre a una passata presenza d'acqua, e da solo spedì sulla Terra più dati di quelli raccolti da tutte le sonde precedenti.

Sojourner, il primo rover a sgommare su Marte

Gli Stati Uniti primeggiano anche nell'esplorazione marziana su ruota. Il primo veicolo fatto dall'uomo a muoversi su Marte fu infatti il rover Sojourner trasportato dal Mars PathFinder, che atterrò il 4 luglio 1997. Non eguagliò i primati di percorrenza di Opportunity e Curiosity, ma viaggiò per alcuni metri attorno al sito di atterraggio studiando le rocce, scattò 550 immagini e inviò i dati di 16 analisi chimiche condotte sulle rocce e sul suolo.

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Prima di Sojourner gli unici veicoli robotici ad esplorare un paesaggio extraterrestre furono i Lunochod 1 e 2 sovietici, ma furono usati per l'esplorazione della Luna.

Fallimenti da primato

Il più grande fallimento passato alla storia fu quello del Mars Climate Orbiter della NASA, che andò perso nel 1999 a causa di un banale errore di interpretazione delle unità di misura. I calcoli furono fatti in base al sistema britannico mentre il team di navigazione credeva che fossero nel sistema metrico decimale. Il risultato fu che anziché posizionarsi a un'altezza di 140 – 150 km sulla superficie di Marte l'orbiter entrò nell'atmosfera marziana ad un'altezza di 57 km e si schiantò.

Successi grandiosi

Fra i grandi successi è d'obbligo ricordare le sonde NASA Mars Odyssey, che fu lanciata il 7 aprile 2001 e che è attiva ancora oggi, e Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), lanciato il 12 agosto 2005 e ancora all'opera.

Ma i più grandiosi sono forse i rover: Opportunity fu lanciato nel 2003 e avrebbero dovuto compiere una missione di 90 giorni: nonostante gli acciacchi sta ancora sgommando su Marte. Curiosity è atterrato il 6 agosto 2012 ed è tuttora in gran forma.

Europa su Marte

Visto che oggi è l'Europa ad essere al centro dell'attenzione mediatica, vediamo brevemente che cos'ha fatto finora. La prima e unica missione marziana europea risale al 2003, con la sonda Mars Express e il lander Beagle 2, che non era dotato di ruote e avrebbe dovuto svolgere staticamente le sue indagini scientifiche, anche scavando il suolo. I contatti con il lander si persero prima che toccasse terra, e si dovette attendere il 2014 perché in una foto del Mars Reconnaissance Orbiter si vedesse il sito dov'era atterrato Beagle 2. In compenso l'orbiter confermò la presenza di ghiaccio d'acqua e di ghiaccio di anidride carbonica nel polo Sud del pianeta.

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ExoMars è il secondo tentativo, e cerca di fare tesoro dei fallimenti e dei successi delle missioni finora approdate sul Pianeta Rosso per fare qualcosa di inedito. Una parte è già stata fatta: spedire un orbiter e un lander insieme, che si separano appena prima dell'ingresso in orbita: un passaggio che è già stato fatto con successo.

Al contrario di quanto pensano in molti, anche se il lander Schiaparelli resterà acceso solo un paio di giorni non è uno spreco o un'occasione buttata. Il fatto è che tendiamo a pensare a ExoMars come alla missione decollata a marzo 2016 e che si concluderà nelle prossime ore. In realtà ExoMars si svolge in due "tappe" fondamentali: ExoMars 2016 e ExoMars 2020, quando un vero rover – che funzionerà a lungo – lavorerà su Marte con soluzioni innovative, fra cui una trivella che perforerà la superficie marziana fino a 2 metri di profondità.

Però – incrociando le dita – Schiaparelli sarà il primo lander europeo a funzionare su Marte, anche se per poco tempo. La sonda Trace Gas Orbiter invece funzionerà a lungo. E quello di oggi sarà un test fondamentale per capire se le tecnologie messe a punto anche in Italia saranno efficaci per la missione "vera" del 2020, che avrà a bordo tecnologia molto più costosa e avrà aspettative ben più alte.