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Introduzione

Il percorso che ExoMars 2022 seguirà per raggiungere il Pianeta Rosso è stabilito. La traiettoria che porterà la navicella spaziale dalla Terra a Marte in 264 giorni prevede un atterraggio sulla superficie marziana il 10 giugno 2023, intorno alle 17:30 CEST (15:30 UTC – ora italiana).

Il tempo su Marte, il sistema di lancio e le leggi della fisica che governano i pianeti hanno determinato una finestra di lancio di 12 giorni a partire dal 20 settembre 2022.

Efficienti trasferimenti orbitali, buone comunicazioni e nessuna grande tempesta di polvere sull’orizzonte marziano rendono la traiettoria individuata la scelta più veloce e sicura.

La scelta della traiettoria migliore

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Per arrivare su Marte, le squadre europee e russe devono destreggiarsi tra molti fattori. Il team di analisi della missione presso l’European Space Operations Centre (ESOC) in Germania ha tenuto conto delle prestazioni del lanciatore russo Proton per identificare una serie di possibili traiettorie.

Avevamo diverse traiettorie tra cui scegliere e una navicella spaziale già costruita per il viaggio“, dice Mattia Mercolino, ingegnere principale di ExoMars. “Queste variabili ci hanno imposto vincoli legati alla potenza, alle soglie di temperatura e all’orientamento verso la Terra durante le prime fasi del volo, tra le altre“.

Anche la capacità di comunicare con la navicella spaziale ha giocato un ruolo importante.

Una delle alternative aveva una finestra di lancio più lunga, ma una connessione peggiore con la navicella durante i primi giorni. Questa scelta era troppo rischiosa, soprattutto quando si vuole avere il pieno controllo all’inizio della missione“, spiega Tiago Loureiro, responsabile delle operazioni della navicella spaziale ExoMars.

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La traiettoria finale richiede un po’ più di tempo – una settimana in più – e la sequenza di lancio richiede più manovre, ma non si trattava solo di vincoli terrestri. “Avevamo bisogno di capire le sfide uniche per la nostra destinazione. Le caratteristiche orbitali di Marte e le tempeste di polvere sono state cruciali per la nostra decisione“, dice Tiago.

Cavalieri sulla tempesta

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Le tempeste di polvere sono frequenti su Marte, ma anche difficili da prevedere. Le stagioni giocano un ruolo importante, con una maggiore probabilità che si verifichino tempeste durante la primavera e l’estate nell’emisfero sud. Il sito di atterraggio di ExoMars è Oxia Planum, situato nell’emisfero nord.

Minacciose tempeste di polvere su scala globale tendono ad accadere circa ogni dieci anni. La più recente è stata nel 2018.

Anche se ExoMars atterrerà al di fuori della stagione delle tempeste di polvere, un accumulo di polvere sui pannelli solari ridurrà l’alimentazione elettrica e potrebbe anche costringere ad un arresto temporaneo del rover Rosalind Franklin dell’ESA e della piattaforma di superficie russa, soprannominata Kazachok.

Abbiamo condotto una serie di studi e test per garantire che tutti i sistemi sopravvivessero con la luce solare ridotta all’atterraggio nel tardo pomeriggio, e durante le operazioni di superficie nelle settimane successive“, aggiunge Tiago.

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Gli scienziati europei vogliono far funzionare il rover su Marte il più a lungo possibile. Rosalind Franklin è in grado di far fronte a tempeste di polvere regionali per alcuni giorni e con strati di polvere fine che coprono i suoi pannelli solari.

Una tempesta di polvere globale che ricopra l’atmosfera per diversi mesi provocherebbe molto probabilmente la morte del rover“, avverte Jorge Vago, scienziato del progetto rover per ExoMars dell’ESA. “Ecco perché è così importante raggiungere la maggior parte degli obiettivi della missione prima che inizi la problematica stagione delle polveri“, aggiunge.

La Terra al lavoro

I team dell’ESOC hanno impiegato alcuni mesi di lavoro per restringere la data del lancio finale e la traiettoria verso Marte. “L’intera sfida è fantastica – penso di avere il miglior lavoro al mondo“, dice Tiago.

Lanciare una navicella spaziale, viaggiare attraverso il sistema solare, sperare che atterri tutta intera, dispiegarla, guidarla su Marte… E faremo tutto questo senza il lusso di interagire con la navicella o il rover in tempo reale“, spiega Tiago.

L’invio del primo rover europeo su Marte richiede un vero lavoro di squadra. Ogni singolo comando è stato attentamente pianificato insieme ai partner russi, coinvolgendo diversi centri di controllo e diversi paesi.

L’ESA controllerà le comunicazioni tra Rosalind Franklin e la piattaforma di superficie Kazachok durante i primi giorni su Marte. Come parte del programma ExoMars, il Trace Gas Orbiter, che gira intorno a Marte da quasi quattro anni, servirà come piattaforma di trasmissione dati a supporto delle comunicazioni.

Poche settimane dopo l’atterraggio, e solo quando la piattaforma di superficie sarà sicura e in grado di operare in modo indipendente, l’ESA consegnerà il controllo di Kazachok a Roscosmos.

A proposito di ExoMars

Il programma ExoMars è un’iniziativa congiunta della Roscosmos State Corporation e dell’ESA. Oltre alla missione del 2022, comprende il Trace Gas Orbiter (TGO) lanciato nel 2016. Il TGO sta già fornendo importanti risultati scientifici ottenuti con i propri strumenti scientifici russi ed europei e sta trasmettendo i dati del rover Curiosity Mars e del lander InSight della NASA. Il modulo trasmetterà anche i dati della missione ExoMars 2022 una volta arrivato su Marte.