La sonda Mars Express

Con il consueto ausilio del nostro Simulatore 3D, con il quale possiamo vedere l’orbita percorsa per raggiungere il pianteta Marte, andiamo a conoscere la sonda Mars Express, che proprio in questi giorni avrà degli incontri ravvicinatissimi con il satellite Phobos.

Il lancio

La sonda è stata lanciata il 2 giugno 2003 dal glorioso cosmodromo di Baikonur in Kazakistan, per mezzo di un lanciatore Soyuz/Fregat: a differenza di tante altre sonde, la Mars Express (abbreviata con la sigla MEX) ha sfruttato nel modo migliore il fatto che Terra e Marte, nel periodo del lancio, si trovavano in una posizione veramente ottima dal punto di vista astronautico. Il nome Express deriva dal fatto che la sonda ha sfruttato la minima distanza in cui si sarebbe trovato il pianeta rosso rispetto alla terra effettuando un viaggio rapidissimo, che l’ha portata ad entrare in orbita di Marte dopo appena 6 mesi, il giorno di Natale del 2003.

Terra – Luna

Prima ancora, durante il viaggio di trasferimento, il 3 luglio, la sonda aveva rivolto i suoi occhi elettronici verso la nostra Terra, da una distanza di 8 milioni di km, per immortalarla insieme al nostro satellite naturale, la Luna.

Beagle 2

Con il compito di studiare a fondo il pianeta Marte e la sua geologia, la sonda portava con sé un lander (denominato Beagle 2) che avrebbe dovuto studiare il suolo marziano soprattutto alla ricerca di tracce di vita passata. Così non è stato, dal momento che il rover, sganciato dalla sonda non appena entrato in orbita, non ha più comunicato con la sonda madre ed è stato definitivamente dato per disperso un mesetto dopo. Peccato…

Effettuato dunque un viaggio interplanetario molto veloce, la sonda è entrata in orbita del pianeta Marte: all’inizio l’orbita era alquanto eccentrica (allungata) per poi diventare quella definitiva, molto inclinata rispetto all’equatore marziano, quasi polare. Con quest’altra versione del nostro Simulatore 3D (pazientate perchè ci vuole un po’ per caricare il file di dati!) possiamo seguire da vicino le orbite della sonda: suggerisco di selezionare una “tail len” pari a 30 steps, per poter seguire chiaramente le varie evoluzioni della sonda e solo dopo un po’ cambiare tale valore a “full len” per vedere (non molto bene!) le evoluzioni dell’orbita della MEX. La posizione della sonda è stata campionata una ogni ora e questo spiega la grandezza del file dati ed il tempo di caricamento lungo: il fatto è che l’orbita della sonda ha un periodo molto breve (calcolate voi quanto poco ci mette la MEX ad effettuare un giro!) ed è stato necessario un campionamento così breve per non avere un’orbita molto segmentata piuttosto che un’ellisse.

Un’orbita di così breve durata è (leggi di Keplero alla mano) dovuta al fatto che le sue caratteristiche portano la sonda molto vicina alla superficie di Marte, cosa che ha permesso di fotografare in alta risoluzione la superficie del pianeta, nel corso di questi anni.

Alcune foto spettacolari

La tentazione sarebbe quella di pubblicare un migliaio di foto, dal momento che ognuna ha una storia a sé e presenta soprattutto dettagli di qualità decisamente spettacolare: per forza di cose ho effettuato una selezione drastica. Queste foto alla massima risoluzione provengono tutte dal sito dell’ESA/NASA che le fornisce al solo scopo divulgativo e non per motivi commerciali.

Kasei Valles

Iniziamo da una delle foto più recenti, della Kasei Valles (a fianco), vista in prospettiva (per i motivi di cui sopra non ho messo pure la foto esattamente sulla verticale della valle) per passare al primissimo piano della Ariadnes Colles.

Proseguiamo con l’Hebes Chasma, mentre la sorvoliamo con la nostra navicella spaziale!

Cydonia

La celeberrima e smitizzata faccia di Cydonia (a fianco). Fotografato nel 1976 dalla sonda americana Viking 1, questo massiccio è da subito diventato famoso perchè, con davvero tanta fantasia, sembrava un volto umano.

Hesperia Planum, detto “cratere farfalla”, in versiona anaglifo, ovvero da vedere con occhialini dotati di lente rossa (per l’occhio sinistro) e blu (per l’occhio destro).

Particolare della Promethei Terra, detto “cratere clessidra”, anche questa in versione anaglifo, per la spettacolarità della visione.

Marineris Vallis

Infine un particolare della caldera del famosissimo Monte Olimpo e l’altrettanto famosa Marineris Vallis (a fianco), scoperta dalla sonda Mariner in una delle prime esplorazioni del pianeta, nello scorso millennio…

Incontri ravvicinati

Ma veniamo alle ultime novità: a partire dal 16 febbraio e fino a fine marzo, la sonda MEX incontra il satellite Phobos in una dozzina di incontri ravvicinati, a distanze dalla sua superficie che vanno da 1300km ad appena 67km. Utilizzando Simulatore 3D modificato per lo scopo possiamo vedere, con uno step di 1 minuto, le posizioni reciproche di Phobos e della MEX in un periodo di pochi giorni intorno al massimo avvicinamento del 3 marzo, come dicevo ad appena 67km di distanza dalla superficie del satellite. C’è da dire che sono rimasto perplesso perchè, con i dati di Phobos e di MEX tratti dal sito del JPL, l’incontro a distanza minore si vede avvenire verso la fine del giorno 2 marzo, mentre sul sito ESA è riportato per le 20.55 (TU) del 3 marzo. Strano. Sicuramente l’errore è nei dati del JPL…

C’è da dire che in occasione di questo incontro non verranno effettuate riprese fotografiche della superficie del satellite, rimandandole all’incontro successivo del 7 marzo, che avverrà ad una distanza doppia dalla superficie: tutto ciò per un motivo assai valido, che ora spiegherò.

A causa dell’incontro così ravvicinato, la sonda subirà un’attrazione gravitazionale da parte di Phobos: non aspettatevi una deflessione di chilometri, però! La variazione sarà di non più di qualche millimetro, a seconda della distribuzione di massa della parte del satellite che la sonda sorvolerà.

Per effettuare la migliore misurazione possibile di questo microscopico spostamento e dunque della massa sottostante, gli scienziati hanno diabolicamente pensato di spegnere la trasmissione dei dati, lasciando la sola portante attiva: in questo modo, con nessun dato che modula questa portante, l’unica cosa che può modulare il segnale in frequenza è lo spostamento causato dall’attrazione di Phobos…

Queste variazioni, dell’ordine di una parte su un trilione, sono causate dall’effetto Doppler, lo stesso per il quale la sirena di un’ambulanza ci sembra cambiare tonalità al variare della distanza del veicolo.

Siccome però nel sito ESA parlano di “trillion” inteso all’americana e pari a 10¹², ecco che la risoluzione ottenuta (una parte su un trilione) è riferita a 6 ordini di grandezza maggiori rispetto al valore 10¹⁸ standard per il trilione: non sarà mai troppo tardi quando gli americani e gli anglofoni in genere si adatteranno alle unità di misura standard, le quali (essendo standard) sono universalmente accettate. Anche loro le usano, ma sprecano tempo ogni volta a tradurle in qualcosa di più noto a loro, mentre altre volte esprimono grandezze solo a loro modo.

Ma questo interesse così spinto per la massa del satellite Phobos da cosa deriva? Per giunta a scapito di foto che sarebbero state assolutamente fantastiche…

Lo vediamo subito nel paragrafo successivo, dove vedremo una simpatica pagina di scienza che ha per un po’ di tempo sconfinato nella fantascienza: ho tratto spunto da un simpatico articolo tratto dal sito dell’ESA.

Phobos, $satellite$ o astronave?

Phobos è condannato: lentamente ed inesorabilmente la sua orbita a spirale lo porterà a schiantarsi sulla superficie di Marte, creando un grande cratere. Nel 1960, i calcoli mostravano che l’orbita di Phobos decadeva di 5 centimetri all’anno, per un satellite che è posto in un’orbita inusualmente bassa. Si pensava che questa diminuzione continua fosse dovuta all’alta atmosfera di Marte.

Lo scienziato russo Shklovsky dunque si mise a calcolare se l’atmosfera fosse effettivamente responsabile di questa diminuzione e con somma sorpresa sua e di un bel po’ di altre persone trovò che perchè l’atmosfera avesse effetto su Phobos, quest’ultimo doveva essere cavo, come un gigantesco Uovo di Pasqua (con o senza sorpresa all’interno, fate voi…), dal momento che se fosse stato viceversa composto di solida roccia, l’atmosfera non avrebbe avuto effetti sul satellite.

Invece una luna cava, vuota, avrebbe subito questi effetti di trascinamento (drag) da parte dell’atmosfera perché avrebbe contenuto meno materia al suo interno.

Ma … un momento… Se fosse cavo, NON sarebbe un oggetto naturale!

Dunque il Dr Singer, responsabile per gli studi spaziali dell’allora presidente Eisenhower, tenne una conferenza alla Casa Bianca sottolineando che Phobos poteva essere un’antica sonda spaziale abbandonata da una civiltà marziana. Figuriamoci le ripercussioni di tale notizia…

Ma un astronomo estone, Ernst Öpik, con i piedi ben più saldi sulla Terra, scrisse nell’Astronomical Journal del 1964 che potevano sussistere tre possibili spiegazioni per un’orbita di questo genere.

La prima era che le osservazioni e i calcoli fossero in errore e che dunque Phobos non stesse percorrendo un’orbita a spirale verso la superficie di Marte.

La seconda era quella suggerita da Shklovsky e Singer, per la quale l’autore era d’accordo con le conclusioni che se Phobos fosse stato cavo, vuoto all’interno, allora per forza di cose doveva essere artificiale.

La terza spiegazione infine era che la gravità del pianeta rosso agisse sulla forma irregolare del satellite, producendo una cosiddetta forza mareale, che ruberebbe energia a Phobos.

Per buona pace degli Ufologi entusiasti, ora sappiamo che la terza ipotesi è quella valida: queste forze mareali sono la causa dell’andamento a spirale del satellite.

L’articolo termina facendo una citazione, forse una frase detta da qualcuno o una dicitura (non saprei giudicare, anche perchè magari è stata tradotta in modo differente) riferita al primo film di Guerre Stellari: “That’s no moon, it’s a space station” e cioè “non è una luna, ma una stazione spaziale”. L’articolo chiude dicendo che per un certo periodo negli anni ’60 alcuni astronomi avevano creduto che ciò fosse vero pensando a Phobos. Che dire di più, se non il fatto che il film in questione è uscito solo nel 1977…

Conclusione

In questo articolo volevo aggiungere anche le foto scattate dalla sonda a Phobos nel corso di questi anni, ma preferisco proporle in un altro articolo, quando saranno disponibili nuove foto sicuramente migliori e provenienti dai prossimi rendez-vous.

Rimanete sintonizzati ! (Ebbene sì, oramai sono stato contagiato dai redattori della NASA! 😉 )