Ancor prima che Mars Science Lander (MSL) atterri verso il basso scendendo dalla sua nave madre sospesa come un ragno bambino da un caso di uova, il primo di una serie di telecamere avrà iniziato a registrare, catturare e archiviare video ad alta risoluzione dell'area di atterraggio.
L'atterraggio di MSL rappresenterà il primo, afferma Frank Palluconi, scienziato del progetto MSL. Dopo essere entrato nell'atmosfera di Marte come Viking e MER ma con una potenziale zona di atterraggio di circa un quarto delle dimensioni che dice, MSL mostrerà le sue cose. “Completa la discesa fino al livello di dieci metri [33 piedi], o giù di lì, dove si trova il veicolo di discesa, e abbassa il rover su un cavo verso la superficie. A quel punto, il rover ha eretto le sue ruote, quindi atterra sul suo sistema di mobilità. E quindi il cavo viene tagliato e la fase di discesa vola via e non viene più utilizzata. Si schianta. "
Oltre agli ovvi vantaggi di un atterraggio così morbido, è possibile modellare matematicamente l'hovering e la caduta del cavo, a differenza dell'airbag che atterra i veicoli MER utilizzati. Anche la discesa legata è scalabile, dice Palluconi, mentre i MER molto più piccoli spingevano l'involucro della capacità del sistema airbag.
Occhi su Marte
Le riprese inizieranno non appena lo scudo termico scende dalla fase di discesa dell'MSL. Mars Descent Imager prenderà video con una risoluzione in megapixel, paragonabile alle moderne videocamere digitali di consumo. Mirata direttamente verso il basso, questa fotocamera fornirà una vista a ragno dell'area di atterraggio all'inizio con un angolo molto ampio e continuerà a sparare fino a quando il rover non toccherà Marte.
I video di atterraggio saranno trasmessi sulla Terra dal rover quando diventerà completamente funzionale. Queste informazioni visive, che mostrano l'area di atterraggio e i suoi dintorni in dettaglio, insieme al fatto che il rover atterrerà sulle sue ruote, non è necessaria una navigazione difficile da un veicolo di atterraggio consentirà agli scienziati del progetto di iniziare a lavorare sul rover molto prima.
Una volta che l'albero del rover si alza e tutti i sistemi sono andati, inizierà il vero lavoro. Come nel caso di MER, un sistema di telecamere a due occhi montato su montante sarà caratterizzato in modo evidente. Il MastCam, come il riproduttore d'immagini di discesa e una videocamera per primi piani montata sul braccio, è stato progettato e costruito da Malin Space Science Systems a San Diego, in California. Tutti e tre si basano su sottosistemi simili a colori e ad alta risoluzione. MastCam prende la configurazione di base che si trova sulle doppie telecamere MER che consentirà agli scienziati di assemblare immagini 3D e di perfezionarle notevolmente. MastCam ha due obiettivi con zoom ottico 10x, la stessa potenza di quelli delle fotocamere digitali di fascia alta sulla Terra. Ciò consentirà alla fotocamera di scattare non solo panorami grandangolari, ma anche di ingrandire e mettere a fuoco rocce di dimensioni pari a un pugno a un chilometro (0,6 miglia) di distanza.
MastCam gira anche video ad alta definizione, una novità per Marte. Sia le foto che i video verranno catturati a colori, proprio come con le fotocamere digitali collegate a terra. Inoltre, MastCam utilizzerà una varietà di filtri specializzati. Diversi membri del team scientifico di Malin Space Science Systems hanno contribuito ai vari progetti di telecamere, tra cui il regista James Cameron (Titanic, The Abyss, Aliens), investigatore di monete del team scientifico MastCam.
Fotografa, vaporizza, analizza
L'albero MSL conterrà anche un esclusivo strumento ottico ibrido, mai pilotato su Marte. Chiamato ChemCam, questo strumento telescopico scatta primi piani a distanza con un campo visivo di circa 30 cm (1 piede) a dieci metri (33 piedi) di distanza. Ma questo è solo il primo passo per ChemCam. Nella seconda fase, che ricorda stranamente i raggi di calore descritti in War of the Worlds, un potente laser si focalizzerà attraverso lo stesso telescopio sul bersaglio. Il laser può riscaldare un punto di circa un millimetro (0,04 pollici) di diametro a quasi diecimila gradi Celsius (18 mila gradi Fahrenheit). Il calore soffia via la polvere, rompe le molecole, rompe le molecole e perfino divide gli atomi nel bersaglio roccioso.
Di conseguenza, il bersaglio emette una scintilla di luce. ChemCam è in grado di analizzare lo spettro della scintilla, identificando quali elementi carbonio o silicio, ad esempio il target contenuto. Chiamata spettroscopia di rottura indotta da laser, o LIBS, questa tecnica è ampiamente utilizzata sulla Terra ma sarà la prima volta su Marte, afferma Roger C. Wiens, scienziato planetario del Los Alamos National Laboratory e principale ricercatore del progetto ChemCam. “LIBS viene utilizzato in diverse sfaccettature sulla terra. Ad esempio, un'azienda che produce alluminio lo utilizza per controllare la composizione della sua lega di alluminio allo stato fuso. "
Andare nello spazio è una storia diversa. Sette anni dopo, ChemCam renderà MSL molto più veloce di MER nella scelta degli obiettivi, afferma Wiens. “Il rover Opportunity è atterrato in un piccolo cratere e qui di fronte a noi sedeva uno sperone di roccia, che è il primo che avevamo visto su Marte da vicino e personale. Ed era a meno di dieci metri di distanza. [Con la ChemCam] avremmo potuto immediatamente analizzare quella roccia prima ancora di guidare il rover dal pad e dire loro che qui si trova uno sperone di roccia sedimentaria proprio di fronte a te. Invece, ci sono voluti un certo numero di giorni, e hanno guidato fino alla roccia e in realtà lo hanno campionato con gli strumenti a contatto prima di determinare davvero che si trattava di un affioramento di roccia sedimentaria. " Con la sua lunga portata ottica, ChemCam è in grado di analizzare oggetti fuori dalla portata del braccio meccanico del rover, anche dall'alto.
Inoltre, ChemCam sarà in grado di eseguire alcune analisi chimiche su piccole parti di campioni di roccia, prima che vengano frantumate e trasportate negli strumenti analitici interni di MSL
"Penso che questo strumento vedrà molto uso", afferma Wiens, "perché possiamo prendere molti dati rapidamente. Quindi una delle grandi cose è che possiamo ottenere un database molto più ampio di campioni di roccia rispetto ad alcune delle tecniche in situ. Penso che sarà uno strumento entusiasmante per costruire e volare ".
Palluconi vede MSL come un passo intermedio tra MER e la ricerca diretta della vita su Marte. "Considererei MSL come una sorta di missione di transizione tra gli aspetti più convenzionali dell'esplorazione planetaria, che coinvolgono geologia e geofisica e, nel caso di Marte a causa della sua atmosfera, il clima e il tempo atmosferico a quelli futuri che renderanno ricerche dirette per la vita. Quindi l'obiettivo generale di MSL è quello di fare una valutazione dell'abitabilità dell'area in cui il veicolo atterra su Marte. "
Il futuro prossimo
Poiché la NASA ha deciso solo nel dicembre 2004, quale di molti strumenti scientifici proposti per MSL volerà effettivamente, tutti gli scienziati i cui progetti sono stati scelti stanno rimescolando per dare gli ultimi ritocchi ai loro strumenti. "La missione è nella fase A, che è una fase di definizione, quindi è davvero la prima fase formale della missione", afferma Palluconi. “In questo momento il lavoro principale sul lato scientifico è capire dove posizionare gli strumenti sul rover, come soddisfare le loro esigenze termiche, come garantire che abbiano i campi di vista di cui hanno bisogno e che i loro altri requisiti siano soddisfatti. Naturalmente, il veicolo stesso è stato progettato contemporaneamente e il design è in fase di perfezionamento. Quindi c'è un bel po 'di lavoro da fare e probabilmente siamo a circa un anno di distanza dalla revisione preliminare del progetto, che nel programma di lancio del 2009 si svolgerà il prossimo febbraio. "
Alcuni aspetti del Mars Science Laboratory rimangono in sospeso. Molti degli strumenti scientifici MSL richiedono molta potenza. La fonte proposta di tale potenza, un alimentatore per radioisotopi, richiede l'approvazione presidenziale, che risiede nel futuro. E nel marzo 2005, la NASA ha iniziato a considerare la possibilità di pilotare due rover MSL nel 2011 anziché uno nel 2009.
Fonte originale: NASA Astrobiology Magazine
