Illustrazione dell'artista del rover Spirit Mars della NASA. Spirit e il suo gemello, Opporunity, sbarcarono sul Pianeta Rosso nel gennaio 2004.
(Immagine: © NASA / JPL)
Spirit è uno dei due rover Mars che la NASA ha lanciato nel 2003 come parte della missione Mars Exploration Rover (MER) da 800 milioni di dollari dell'agenzia. Spirit arrivò sul Pianeta Rosso nel gennaio 2004, con il compito di capire se la vita potesse mai esistere su Marte, conoscere il clima attuale e passato del Pianeta Rosso e caratterizzare la geologia marziana.
La garanzia promessa su Spirit era di 90 giorni marziani o sol, ma il rover finì per durare più di 2.200 sol o 2.266 giorni terrestri. Lo spirito ha smesso di comunicare con la Terra il 22 marzo 2010, dopo essere rimasto bloccato in una trappola di sabbia. (Il gemellista Spirit, Opportunity, ha funzionato fino a giugno 2018, fino a quando non è stato in grado di caricare le batterie a causa di una tempesta di polvere. La NASA ha dichiarato Oppy morto a febbraio 2019.)
Le esplorazioni di Spirit hanno fornito agli scienziati una visione notevole della storia antica e umida di Marte.
Poco dopo il suo atterraggio, Spirit trovò ampie prove di carbonato ed ematite, minerali associati agli ambienti acquatici. Il rover ha superato numerose difficoltà tecniche (inclusa una ruota difettosa) e ha restituito dati scientifici sulla Terra per sei anni.
Ma c'era un ostacolo che lo Spirito non poteva superare: una trappola di sabbia inaspettata. La NASA ha trascorso settimane cercando di aiutare il robot a raggiungere un terreno più sicuro ma ha fatto pochi progressi. Intrappolato, il rover alla fine ha smesso di trasmettere informazioni sulla Terra il 22 marzo 2010.
Il rover ha lasciato dietro di sé una serie di informazioni scientifiche sulla storia di Marte. Ha anche spianato la strada a un rover più robusto da seguire: Curiosity, un rover focalizzato sulla ricerca di ambienti abitabili sul Pianeta Rosso. La curiosità è il pathfinder del nuovo rover Mars 2020, che cercherà segni di vita antica.
Seguendo l'acqua
Lo spirito fa parte di una suite di veicoli spaziali nella seconda ondata di esplorazione della Marte della NASA. L'agenzia inviò diverse missioni su Marte negli anni '60 e '70 ma si fermò dopo che i lander Viking 1 e Viking 2 non riportarono prove definitive della vita attuale o passata.
Secondo l'agenzia, l'interesse per Marte è stato riacceso negli anni '80 e '90 mentre i ricercatori sulla Terra hanno scoperto i microbi non solo sopravvivendo, ma anche prosperando, negli ambienti estremi delle prese d'aria vulcaniche sottomarine. Questa scoperta è stata entusiasmante perché le immagini dei Vichinghi mostravano possibili prove che l'area avesse acqua in passato.
La NASA ha inviato il Mars Global Surveyor (MGS) sul pianeta nel 1996 per mappare possibili siti idrici, e l'agenzia ha anche inviato la missione Mars Pathfinder e Sojourner rover sulla superficie marziana nel 1997 con grande successo scientifico, trovando intorno a rocce che erano probabilmente modellati dall'acqua nell'antico passato.
La scoperta ha suscitato interesse per altri rover su Marte e, nel gennaio 2004, la NASA ha lanciato Spirit and Opportunity. Più formalmente conosciuti come Mars Exploration Rovers, le macchine hanno ricevuto i loro nomi dal 9enne Sofi Collis, che è stato il vincitore di un concorso di denominazione.
Spirit and Opportunity portava una vasta collezione di attrezzature scientifiche. Gli strumenti su ciascun rover includevano una telecamera panoramica, un microscopio, telecamere di ingegneria, tre spettrometri, uno strumento di abrasione della roccia e un array di magneti. I rover avevano anche un braccio che permetteva loro di ottenere immagini e dati ravvicinati su interessanti obiettivi scientifici.
Andando per Gusev
Ci sono voluti due anni di trattative per scienziati e ingegneri per concordare siti di atterraggio per Opportunità e Spirito. "I luoghi più interessanti per gli scienziati (il lato di una scogliera, ad esempio, in cui la storia del pianeta è registrata in strati di roccia sedimentaria) sono spesso i più spaventosi per gli ingegneri incaricati della sicurezza del robot", ha scritto la NASA sul processo.
L'opportunità prese di mira una pianura chiamata Meridiani Planum basata su uno strato di ematite che MGS individuò dall'alto. L'ematite è un ossido di ferro che spesso si forma nell'acqua. E, come si è scoperto, Opportunity ha trovato molta ematite in superficie.
La destinazione di Spirit era il cratere Gusev, che si estende su un'area più grande del Connecticut. Dalle immagini della MGS, gli scienziati sospettavano che il cratere trattenesse l'acqua nell'antico passato. Gusev è stato scavato da un asteroide o una cometa che ha avuto un impatto sul pianeta già 4 miliardi di anni fa.
Lo spirito fu il primo dei due rover a lasciare la Terra. È esploso su un razzo Delta II 7925 da Cape Canaveral, in Florida, il 10 giugno 2003 e ha fatto la sua ultima discesa su Marte sette mesi dopo, il 4 gennaio 2004.
Dopo aver aperto un paracadute, il rover salì in superficie in un bozzolo di airbag, rotolando in sicurezza fino a fermarsi in superficie - proprio sul bersaglio a Gusev. L'opportunità è anche atterrata in sicurezza e nel posto giusto, il 25 gennaio.
Riavvia, acqua e ruote
Lo spirito era ancora seduto nel suo guscio di atterraggio quando vide il primo possibile segno d'acqua in lontananza: il carbonato, che spesso si forma in ambienti umidi. "Siamo venuti alla ricerca di carbonati", ha dichiarato Phil Christensen, uno degli scienziati per la missione. "Li abbiamo. Li inseguiremo."
Ma entro una settimana, Spirit era nei guai. Ha temporaneamente sospeso l'invio di dati dalla superficie il 21 gennaio 2004. Giorni dopo, la NASA ha stabilito che il computer del rover si riavviava perpetuamente a causa di un errore del software; è ricominciato più di 60 volte in tre giorni.
L'agenzia ha stabilizzato il rover nel febbraio 2004. Poi, a marzo, Spirit ha colpito un jackpot: una roccia vulcanica la cui composizione ha lasciato intendere un passato acquoso.
Tre mesi dopo, la NASA fu sorpresa quando Spirit si imbatté nell'ematite, aggiungendo prove della possibilità di acqua nell'ambiente. Opportunity ha anche trovato ematite nel suo sito di atterraggio a metà strada su Marte.
Alla fine del 2005, Spirit aveva guidato un punto di riferimento vicino, Husband Hill, per dare un'occhiata al paesaggio circostante. Era la prima volta che un rover saliva una collina su un altro pianeta.
L'area era una testimonianza della storia violenta dei primi di Marte, ha detto la NASA. "Abbiamo questa drammatica topografia coperta di sabbia e massi sciolti; poi, ogni tanto, una piccola finestra sulla roccia sottostante", ha detto Steve Squyres, uno scienziato planetario della Cornell University e il principale investigatore per gli strumenti scientifici del rover, in una dichiarazione.
Una delle ruote di Spirit ha smesso di funzionare nel marzo 2006 mentre il rover stava correndo verso un pendio per ottenere abbastanza luce solare per durare l'inverno. Gli operatori della NASA sulla Terra hanno trascinato a distanza la ruota dietro il rover, muovendo lentamente Spirit un'ora al giorno quando la forza del sole lo permetteva. Spirit è arrivato a destinazione in sicurezza nell'aprile 2006.
La posizione si è rivelata un buon punto di arresto, come il rovertrovato minerali alterati dall'acqua nelle vicinanze quando riprese le operazioni alla fine del 2006.
Anni successivi su Marte
Nonostante le sfide meccaniche e marziane, Spirit ha percorso 4,8 miglia (7,7 chilometri) durante i suoi anni su Marte - più di una dozzina di volte la distanza che la NASA aveva pianificato per il viaggio del rover.
In effetti, la ruota malfunzionante è risultata utile per la missione: nel marzo 2007, la NASA ha annunciato che il rover aveva sfornato il terreno con tracce di zolfo e acqua, suggerendo che potrebbero esserci sorgenti evaporate o prese d'aria vulcaniche.
Con il passare dell'anno, Spirit scoprì il sito di un possibile scoppio vulcanico e sopravvisseuna vasta tempesta di polvere. Un'altra tempesta alla fine del 2008 ha ridotto il potere di Spirit a livelli preoccupanti, ma il rover è riuscito.
I venti marziani hanno eliminato parte della polvere nel febbraio 2009. In aprile, il computer di Spirit ha iniziato a riavviare nuovamente i problemi, con periodi diLa NASA descritta come "amnesia". Il rover ha ricominciato a guidare mentre la NASA ha lavorato per risolvere il problema, ma poi ha riscontrato un problema ancora peggiore: l'affondamento della sabbia. Il 23 aprile 2009, il rover ha improvvisamente sfondato una crosta in sabbia più morbida e non è più riuscito a uscire.
La NASA ha trascorso mesi eseguendo simulazioni e inviando comandi al rover bloccato, ma l'agenzia ha anche raccolto dati mentre il rover era in posizione. I funzionari della NASA furono lieti di vedere sabbia con basalto, solfato e silice, dati rivelati al rover mentre cercava di uscire dalla sua trappola. Una dichiarazione della NASA ha chiamato il luogo, chiamato Troia, "uno dei luoghi più interessanti in cui lo Spirito è stato".
Il 31 dicembre 2009, la NASA ha calcolato che potrebbe non esserci abbastanza energia per il rover per durare l'inverno. L'ultima comunicazione di Spirit è arrivata il 22 marzo 2010 e il rover è rimasto in silenzio mentre la NASA trascorreva mesi a salutarlo.
"Le valutazioni degli ingegneri negli ultimi mesi hanno mostrato una probabilità molto bassa di recuperare le comunicazioni con Spirit", hanno detto i funzionari della NASA in una dichiarazione del 24 maggio 2011. In ogni caso, le risorse spaziali utilizzate per cercare Spirit sarebbero presto necessarie per L'imminente rover su Marte della NASA, Curiosity. Quel mese, la NASA concluse i suoi sforzi per raggiungere lo Spirito.
L'eredità dello spirito
Mentre Spirit ha interrotto le comunicazioni con la Terra nel 2010, il suo gemellista, Opportunity, è andato ben oltre. L'opportunità ha continuato a funzionare bene fino al 2018 - circa 14,5 anni dopo la sua data di atterraggio - ma è stata bloccata in superficie a causa di una tempesta di polvere nel giugno 2018.
Sia Opportunity che Spirit incombono nella tradizione della NASA. Entrambi i rover hanno mostrato al mondo come una buona ingegneria e scienza possano scoprire informazioni incredibili e preziose, come la vasta evidenza di acqua sul Pianeta Rosso.
L'esperienza della NASA con i rover è tornata utile con il nuovo rover Curiosity, arrivato sulla superficie di Marte nel 2012 e ha studiato la storia degli ambienti abitabili e dell'acqua nel Gale Crater e nel Mount Sharp (Aeolis Mons). Gli operatori utilizzano il lavoro scientifico di Spirit and Opportunity per informare gli spostamenti di Curiosity. Ad esempio, Curiosity può percepire quando si trova in una zona sabbiosa ed è programmato per fermarsi e chiedere aiuto ai suoi operatori sulla Terra.
Il rover Mars 2020 della NASA cercherà sostanze organiche e altre prove della vita antica sulla superficie marziana. Uno dei suoi potenziali siti di atterraggio era il cratere Gusev, dove il rover Spirit ha incontrato la sua fine.
"La scoperta che qui sgorgavano sorgenti di acqua calda [Cratere di Gusev] è stata una delle principali conquiste di Mars Exploration Rover, Spirit", hanno detto i funzionari della NASA nel descrivere i potenziali siti di atterraggio. (Il team del 2020 ha finito per scegliere un sito diverso per la missione - Jezero Crater, che ospitava un delta fluviale nell'antico passato.)
Lo spirito rimane una missione importante per la NASA, perché il rover ha mostrato la presenza di acqua su Marte e ha contribuito a gettare le basi per le future missioni su Marte.
