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Mars Express: la lunga e tortuosa strada che ha portato alla scoperta dell’acqua su Marte

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Deploying the MARSIS radar on Mars Express Copyright ESA / Wood. Simon / Ormston. Thomas

Mars Express dell’ESA è stato lanciato nel 2003 e per 15 anni ha continuato a entusiasmarci con le sue intuizioni su Marte. Il suo ultimo annuncio di una massa d’acqua liquida sotto la calotta glaciale meridionale del pianeta (vedi articolo) ha catturato l’attenzione in tutto il mondo.

Questa immagine dimostra il vecchio detto “un’immagine dipinge più di mille parole”, in quanto illustra le migliaia di giorni in cui il gigantesco radar MARSIS – lo strumento chiave coinvolto in questa scoperta – ha trascorso orbita attorno a Marte dal suo dispiegamento, 14 anni fa, con gli innumerevoli dati che invia costantemente sulla Terra e le molte scoperte ancora in corso.

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Poco prima che MARSIS (il Mars Advanced Radar per Subsurface and Ionosphere Sounding) fosse stato implementato, nel 2004 i controllori di volo scoprirono un problema.

Il radar è costituito da tre “bracci radar”: due cilindri cavi lunghi 20 metri e uno di 7 metri, tutti di 2,5 centimetri di diametro e realizzati in fibra di vetro e Kevlar. Cominciarono il loro viaggio nello spazio ripiegati in una scatola come una concertina, e una volta aperta la scatola, tutta l’energia elastica immagazzinata dai bent booms fu rilasciata, con l’intenzione di riportarli in linea retta.

Non molto tempo prima che MARSIS venisse implementato, i modelli di computer nuovi e aggiornati hanno dimostrato che al rilascio queste lunghe aste sarebbe oscillato in avanti e indietro con un’ampiezza ancora maggiore di quanto si pensasse in precedenza, potenzialmente entrando in stretto contatto con le parti delicate del corpo di Mars Express e facendolo gravi danni. Quindi, sono stati fatti progetti per ottenere una navicella spaziale in una modalità “robusta”, prima del dispiegamento dei cilindri in fibra di vetro.

Dopo il rilascio del primo boom, i controllori di volo del centro operativo dell’ESA si resero presto conto che qualcosa non andava bene: 12 dei 13 segmenti del braccio erano bloccati in posizione, ma uno – forse il numero 10 – non era in posizione.

L’analisi ha dimostrato che lo stoccaggio prolungato nelle condizioni fredde dello spazio esterno aveva influito sul materiale in fibra di vetro e Kevlar del braccio. Quindi, i team di missione decisero di far oscillare la navicella da 680 kg in una posizione che avrebbe consentito al Sole di riscaldare il lato freddo del braccio. Si sperava che mentre il lato freddo si espandeva col calore, il segmento sbloccato sarebbe stato forzato al suo posto. Ha funzionato. Non molto tempo dopo che il boom si era riscaldato, i team operativi sul campo iniziarono a ricevere messaggi che segnalavano che tutti i segmenti erano stati bloccati.

Con queste nuove informazioni, i controllori di volo hanno assicurato che il secondo e il terzo boom avessero avuto la loro esposizione al sole prima di essere rilasciati, ed entrambi sono stati schierati senza intoppi.

Questa immagine è stata scattata dagli attuali operatori di voli Mars Express che lavorano nel centro operativo dell’ESA, per celebrare le decisioni prese dai loro predecessori 14 anni fa.

Il grafico mostra ciò che la sonda Mars Express ha “sentito” quando è stato rilasciato il primo braccio radar MARSIS. Inizia con una linea quasi piatta, che indica l’orbita stabile dell’astronave attorno al Pianeta Rosso, ma poi riceve una violenta scossa mentre il bullone che tiene in posizione il braccio viene lasciato andare. Questo scuotimento continua, riducendo gradualmente nel tempo, mentre il sistema di controllo dell’assetto della navicella combatte per smorzarlo.

In cima al grafico, accanto al modello di Mars Express, c’è un pezzo di “ricambio aereo” del boom radar in fibra di vetro. Questo pezzo di ricambio di volo è stato realizzato e conservato come riserva, e sarebbe davvero volato nello spazio se qualcosa fosse successo al boom originale.

 

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