spazio e scienza

ExoMars: gli strumenti della missione e il contributo italiano, inizia il viaggio verso i misteri di Marte

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L’Europa vola verso Marte. La prima delle due missioni congiunte ESA-Roscosmos ha iniziato un viaggio di sette mesi, dove affronterà misteri irrisolti del Pianeta Rosso

Malindi (Kenya), base dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) – ore 22:29 del 14 marzo 2016, ExoMars è vivo e comunica, pannelli solari aperti, batterie in carica, tutto procede come previsto. Dodici ore con il fiato sospeso ma alla fine il segnale atteso, è arrivato. Prossima tappa il 19 ottobre.


exomars signal

Il razzo Proton è partito dalla base di Baikonur in Kazakistan per il suo lungo viaggio che in 7 mesi lo porterà nell’orbita di Marte per individuare la presenza di metani e di altri gas compatibili con la vita.



In un secondo momento farà scendere un modulo, Schiaparelli, sulla superficie marziana, dove non solo porterà diversi strumenti fra cui la stazione meteo. L’obiettivo è quello di mappare Marte per averne un modello 3D, mentre nel 2018, partirà la seconda parte della missione che avrà l’obiettivo di far atterrare un rover che avrà il compito delicato di perforare la superficie del pianeta rosso, prelevare campioni e analizzarli direttamente in loco. Grazie ad un drill Made in Italy molto più potente di Curiosity, infatti potrà trivellare a due metri di profondità, rispetto ai 5 cm del rover americano.


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Il luogo dell’atterraggio è già deciso: si tratta di Oxia Planum, una pianura in prossimità dell’equatore marziano ricca di ghiaccio e acqua. Lo scopo di ExoMars è trovare tracce di vita passata o presente e fornire una dettagliata analisi del pianeta per tracciarne un esatto ritratto geochimico e geofisico. Oltre a questo, ExoMars individuerà anche ostacoli e rischi per le missioni umane, attese da qui a vent’anni.



Al progetto ha preso parte Finmeccanica attraverso Thales Alenia Space. Molte delle tecnologie usate, compresa la punta di diamante della trivella che nel 2018 partirà per scavare il suolo rosso, provengono da laboratori italiani.

E’ un’emozione intensissima vedere questo gigantesco razzo partire, sapendo che porta a bordo 4mila kg di scienza e tecnologia italiani” il commento a caldo del Presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana Roberto Battiston. “E’ la prima missione in cui l’Europa atterrerà su Marte e l’Italia è leader: non ho parole” ha poi sottolineato.

Exomars è l’Europa che ci piace. E l’Italia di cui siamo orgogliosi” ha twittato immediatamente prima del lift-off il presidente del consiglio, Matteo Renzi. Anche il ministro Stefania Giannini ha scritto su twitter al momento del lancio: “Con #ExoMars #ItaliavasuMarte da protagonista. Oggi giorno festa per nostro Paese: si proietta verso futuro dimostrandosi dinamico e vitale



Sarà una grande opportunità per capire il nostro “vicino di casa” – ha commentato l’astronauta Roberto Vittorila missione umana è possibile, ma poco verosimile per i tempi di viaggio che al momento sono ancora troppo lunghi. Marte è un’opportunità unica di portare la vita al di fuori del pianeta Terra, lì potremo vivere anche se ha un’atmosfera che è un centesimo di quella terrestre“.

Il ruolo dell’ASI – ha spiegato la Barbara Negriè il fulcro che raccorda attività che vengono pensate e progettate negli istituti scientifici. Poi c’è l’industria che deve realizzarle. Nel caso di Dreams (lo strumento ‘stazione meteo’, realizzato in Italia e a PI italiano) è stato un successo avere sperimentato un’alternativa”.



L’agenda della missione prevede da adesso sette mesi per raggiungere il pianeta rosso: l’arrivo nell’orbita marziana dovrebbe infatti avvenire il prossimo 19 ottobre. A quel punto cominceranno le operazioni per lo ‘sgancio’ del lander, il modulo EDM (Entry Descent and Landing Demonstrator Module, dedicato all’astronomo Schiaparelli che nacque esattamente il 14 marzo del 1835), mentre l’orbiter TGO (Trace Gas Orbiter) resterà su un’orbita circolare di circa 400 km.



Nel giorno del compleanno di Schiaparelli – dice Battiston a chiusura di una lunga e appassionate giornata – l’Italia contribuisce in tanti modi anche attraverso il supporto di Terra come le misure di telemetria fatte dalla nostra base di Malindi, che permette di controllare le fasi finali delle orbite della sonda prima che si avventuri nel suo lungo viaggio verso Marte“. “Questi risultati – conclude il presidente dell’ASI – si possono ottenere solo grazie a grandi accordi internazionali, sia all’interno dell’Europa che tra Europa e Russia. Lo spazio, come dimostra il caso di ExoMars, riesce ad unire anche laddove sembra difficile“.

E’ una grandissima sfida per l’Europa in cui l’Italia ha fatto da apripista” ha aggiunto ancora Battiston. “Sono più di 10 anni che ci battiamo per questa missione, in cui abbiamo anche messo un grande contributo economico, il 32% del totale. Ora – ha concluso il presidente ASI – vediamo un sogno realizzarsi dopo tanti anni“.


Francesca Esposito e Maria Cristina De Sanctis (Inaf), Francesca Ferri (Centro di Ateneo di Studi e Attività Spaziali “Giuseppe Colombo di Padova) sono le tre italiane protagoniste della missione congiunta Esa/Roscosmos ExoMars.


exomars espositoFrancesca Esposito è una planetologa la cui attività di ricerca si inserisce nell’ambito dell’esplorazione spaziale del Sistema solare. Ricercatrice dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) presso l’Osservatorio Astronomico di Capodimonte, ha una laurea in fisica e un dottorato in Ingegneria Aerospaziale presso l’Università degli studi di Napoli Federico II.

È impegnata nello sviluppo di strumentazione per applicazioni spaziali, con particolare riferimento ai sensori di polvere, che con varia natura e origine è presente in grande quantità nel nostro Sistema solare. Sono molti gli strumenti sviluppati per progetti di rilievo di cui si è occupata in questo ambito, ricordiamo GIADA, a bordo della missione spaziale ESA Rosetta, MEDUSA per lo studio delle polveri presenti nell’atmosfera di Marte e dell’evoluzione delle tempeste di polvere.

Fino ad arrivare a oggi, dove si è guadagnata il ruolo di Principal Investigator per lo sviluppo dello strumento DREAMS, a bordo della missione ExoMars, realizzato con il supporto dell’Agenzia Spaziale Italiana. Francesca ha il coordinamento internazionale del team che ha sviluppato una suite di sensori per la misura delle condizioni meteo e della presenza di campi elettrici (comprese scariche elettriche eventualmente presenti durante le tempeste di sabbia) su Marte. Inoltre si occupa dell’analisi dei dati provenienti dalle varie missioni spaziali verso i corpi del Sistema solare alla ricerca di un filo conduttore che chiarisca l’origine e l’evoluzione dei singoli pianeti e del Sistema solare nel suo insieme. CLICCA QUI’ per l’INTERVISTA COMPLETA


Maria Cristina De Sanctis, ricercatrice presso dell’Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali dell’INAF, a Roma, è unaexomars sanctis planetologa specializzata nello studio della composizione della superficie di piccoli oggetti nel nostro Sistema solare e un’esperta nella progettazione di strumentazione per missioni spaziali, soprattutto per l’analisi spettrale e l’evoluzione termica dei corpi planetari. È coinvolta in un grande numero di progetti, tra quelli in corso ricordiamo Dawn, in cui è P.I. dello strumento VIR, ma soprattutto ExoMars, la sonda ESA che vuole raggiungere Marte. La partenza della prima sonda di cui è composto il programma ExoMars è prevista per il prossimo 14 marzo dal cosmodromo di Bajkonur. A bordo della sonda che costituirà la seconda parte della missione ExoMars, più precisamente a corredo del rover che esplorerà Marte a partire dal 2018, c’è MA_MISS (MARS MULTISPECTRAL IMAGER FOR SUBSURFACE STUDIES), strumento realizzato con il supporto dell’Agenzia Spaziale Italiana del quale Maria Cristina è Principal Investigator. Le abbiamo fatto qualche domanda per conoscerla meglio.

Gli strumenti da noi guidati hanno sempre delle controparti in laboratorio.  Si tratta a volte di prototipi che ci permettono di valutare se lo  strumento ipotizzato ha effettivamente le capacità  che ci si aspetta, altre volte di vere e proprie copie, utilizzate per  valutare le performance degli strumenti da volo o come strumenti di laboratorio essi stessi. In quanto a risolvere complicate equazioni, io  ho anche un forte interesse in modelli evolutivi e predittivi che si basano sulla soluzione di tali equazioni…quindi forse in realtà rientro nello stereotipo di  cui sopra. CLICCA QUI’ per l’INTERVISTA COMPLETA


exomars Francesca FerriFrancesca Ferri, Funzionario tecnico – categoria EP2 presso il CISAS, Università di Padova è Principal Investigator di AMELIA (Atmospheric Mars Entry and Landing Investigation and Analysis), modellistica dell’atmosfera marziana impiegando i dati raccolti dai sensori durante la discesa del lander Schiaparelli sulla superficie marziana


Ecco gli strumenti della missione e il contributo italiano


ExoMars, una missione congiunta ESA e Roscosmos con un importantissimo apporto dell’Italia. La prima missione porterà in circa 9 mesi sul pianeta Rosso due sonde: una sonda madre, ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), che orbiterà attorno a Marte a un’altezza di 400 km per indagare la presenza di metano e altri gas presenti nell’atmosfera, possibili indizi di una presenza di vita attiva e un lander (EDM), denominato Schiaparelli in onore dell’astronomo italiano famoso per i suoi studi su Marte, contenente la stazione meteo (Dreams) ed altri strumenti. Le due sonde sono state realizzate in Italia, nei laboratori di Torino di Thales Alenia Space, una società franco italiana che le ha progettate e costruite.


ExoMars Cassis esa 2

Il veicolo inviato verso Marte sarà composto da un modulo orbitante, chiamato Trace Gas Orbiter (TGO) e da un modulo di discesa chiamato Entry descent landing Demonstrator Module (EDM). Quest’ultimo è chiamato Schiaparelli in onore di Giovanni Virginio Schiaparelli, considerato una delle più grandi figure dell’astronomia Italiana dell’800 e al tempo stesso uno dei maggiori studiosi della storia della scienza e dell’astronomia antica. CLICCA QUI’ per la TIMELINE di Schiaparelli


ExoMars orbiter

Trace Gas Orbiter ha a bordo 4 strumenti scientifici: CaSSIS, una fotocamera a colori ad alta risoluzione (5 m per pixel) in grado di realizzare foto steroscopiche, due spettrometri molto sofisticati (NOMAD e ACD) e un rilevatore di neutroni (FREND) per osservare l’idrogeno presente in superficie e fino a un metro di profondità.


ExoMars Cassis 2

CaSSIS, la più sofisticata camera a colori mai inviata su Marte. «Ha una risoluzione inferiore alla fotocamera HiRISE montata sulla sonda MRO della Nasa» ci spiega Nicola Thomas, il ricercatore dell’Università di Berna che ha sviluppato lo strumento in collaborazione con l’Università di Padova. «Ma il sistema di ExoMars ha una sensibilità maggiore per i colori e soprattutto ci permetterà di realizzare immagini steroscopiche con estrema facilità, riprendendo lo stesso luogo da due angolature opposte». Il sistema è semplice: durante la stessa orbita a fotocamera di gira di 180 gradi per riprendere da angolatura diversa le stesse zone di Marte.


ExoMars EDM DREAMS

DREAMS (Dust characterization, Risk assessment and Environment Analyser on the Martian Surface) suite di sensori per la misura dei parametri meteorologici (pressione, temperatura, umidità, velocità e direzione del vento, radiazione solare) e del campo elettrico atmosferico in prossimità della superficie di Marte. Esso avrà la possibilità di studiare le condizioni ambientali sul pianeta nel periodo, particolarmente interessante, in cui si prevede una forte presenza di polveri nell’atmosfera (Francesca Esposito INAF/Osservatorio Astronomico di Napoli)


ExoMars MaMiss

MA_MISS (Mars Multispectral Imager for Subsurface Studies) spettrometro per l’analisi dell’evoluzione geologica e biologica del sottosuolo marziano, inserito all’interno del Drill, che consentirà di analizzare la conformazione della superficie interna della perforazione effettuata dal Drill stesso (Maria Cristina De Sanctis (INAF/IAPS, Roma, Divisione Sistemi Avionici e Spaziali di Finmeccanica).


ExoMars Schiaparelli INRRI

INRRI (INstrument for landing-Roving laser Retroreflector Investigations) il microriflettore laser dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) è stato  realizzato con la supervisione scientifica di Simone Dell’Agnello, fisico dei Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) dell’INFN.


ExoMars schiaparelli 2

Grande quanto un’utilitaria e pesante 3,7 tonnellate, l’orbiter è dotato di una serie di strumenti per realizzare il primo inventario completo dei gas atmosferici di Marte. L’ESA ha chiamato questo modulo di test ‘Schiaparelli’, in onore di Giovanni Virginio Schiaparelli, astronomo del XIX secolo, direttore per quasi quarant’anni dell’Osservatorio Astronomico di Brera, divenuto universalmente celebre per le sue osservazioni di Marte. Un riconoscimento che vuole sottolineare il ruolo di primo piano giocato dal nostro Paese in ExoMars.


ExoMars EDM

Quando la prima sonda raggiungerà Marte, il prossimo ottobre, l’orbiter compirà una serie di traiettorie ellittiche, per poi assestarsi in un’orbita circolare a circa 400 km di distanza dalla superficie di Marte. Il lander Schiaparelli si staccherà dall’orbiter qualche giorno prima dell’arrivo al pianeta rosso e planerà sulla sua superficie attraversando l’atmosfera alla velocità di 21.000 km/h. Per rallentare sfrutterà l’attrito dell’atmosfera e un paracadute, mentre la frenata finale sarà garantita da un sistema propulsore dedicato.

Schiaparelli dovrebbe sopravvivere sulla superficie di Marte per un tempo limitato a qualche giorno, sfruttando l’energia fornita dalle batterie a bordo. La limitazione è principalmente dovuta alle risorse di spazio all’interno del modulo, tuttavia questo tempo permetterà agli strumenti scientifici di effettuare numerose e preziose rilevazioni.

Fino ad ora sono state effettuate poche misurazioni del vento marziano dai lander che hanno esplorarto il pianeta. Queste misurazioni hanno mostrato che l’atmofera rarefatta che circonda Marte supera di rado la soglia oltre la quale i venti sono in grado di mettere in moto le particelle. Inoltre, le dune di sabbia onnipresenti sulla superficie del pianeta sembravano immobili, e si è a lungo supposto che si fossero formate nel passato, quando l’atmosfera era più densa e movimentata.


Fonti di riferimento: MEDIA INAFASI