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27 luglio 2012 5 27 /07 /luglio /2012 22:21

Illustrazione artistica di come sono i rover MER, come Spirit e Opportunity. Credit: NASA


Come ricorderete, il budget della NASA è stato ridimensionato molto negli ultimi anni, e dalle proposte per l'anno prossimo è sparita una grossa fetta di quello che era il fondo per l'esplorazione di Marte. Anche per questo sono saltati i precedenti piani per il "dopo Curiosity" che prevedevano l'inizio di missioni dedicate alla raccolta di campioni da riportare a casa. Attualmente il futuro dell'esplorazione marziana da parte della NASA è del tutto indefinito. A questo proposito, qualche settimana qua, si è tenuto un grande incontro chiamato "Concetti ed Approcci per l'Esplorazione Marziana". L'intenzione è quella di capire come meglio progettare il futuro in base alle limitate risorse attualmente a disposizione. Quello che verrà fuori da questo e da altri incontri darà forma a quello che sarà il nuovo piano per l'esplorazione di Marte da parte della NASA per il periodo tra il 2018 ed il 2033.
 
Moltissime sono le missioni proposte a basso prezzo, e vanno da rover con forme simili ad una palla a orbiter con radar potentissimi per studiare il sottosuolo, fino a piccoli aerei o palloni aerostatici. Ma una delle idee più interessanti dal punto di vista della fattibilità è quella di riprendere in mano il design di base dei rover della generaizone MER (Mars Exploration Rover), come Spirit e Opportunity, e migliorarli aggiornandoli con le attuali tecnologie. Usare un design già provato con tecniche già sviluppate sia per la mobilità che l'arrivo e la discesa su Marte, abbasserebbe notevolmente i costi delle nuove missioni.

 

Una delle proposte fatte da un gruppo di scienziati ha parlato per esempio della possibilità di spedire su Marte dai 5 ai 10 rover nel prossimo decennio, sia per esplorare nuove zone di Marte che per portare con loro strumenti diversi per complimentarsi avvicenda.

 

Immagine del rover Spirit ottenuta dall'alto per permettere agli scienziati di osservare lo stato dei panelli solari. Credit: NASA

In termini di dimensioni, il design dei rover MER è molto più piccolo e contenuto di quello del rover Curiosity attualmente in viaggio verso Marte o quello del rover ExoMars che viene costruito dall'ESA. In termini di capacità, la dimensione è fondamentale, quindi non sarà possibile replicare il tipo di analisi che saranno in grado di fare Curiosity ed ExoMars, con rover così piccoli.

E' tuttavia molto sorprendente quanto più avanzati sarebbero i rover MER aggiornati e fatti oggi, rispetto a quelli che sono arrivati su Marte nel 2004. Uno degli aggiornamenti più importanti che sono venuti fuori nelle conferenze che hanno parlato del design di nuovi MER, riguarda gli strumenti di contatto che sono portati vicino alle rocce ed al terreno, dal braccio robotico. Attualmente i rover sono dotati di una camera microscopica pancromatica, ma i futuri rover sarebbero dotati di nuovissime camere microscopiche multispettrali che sarebbero in grado di analizzare lo spettro persino di granelli di polvere individuali, per una completa analisi della composizione.
Attualmente i MER riescono a registrare la composizione media lungo ogni misurazione, con una risoluzione di qualche centimetro, ma la nuova generazione sarebbe in grado di misurare la composizione di granelli singoli all'interno delle rocce.

In termini più tecnici, i nuovi strumenti userebbero laser microscopici per permettere la spettroscopia Raman, la spettroscopia LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) e la spettroscopia fluorescente. Tutto questo con misurazioni che arrivano ad una scala di soli 1-5 micron! La combinazione di queste tecniche fornirà un quadro generale dettagliato della composizione chimica dei campioni analizzati. Per usare un'analogia, passare dagli attuali strumenti presenti sui rover Opportunity e Spirit, a quelli di nuova generazione, sarebbe come il passaggio da una vecchia televisione analogica in bianco e nero, ad uno schermo a plasma, 1080p fullHD e 3D.

Alcuni dei miglioramenti previsti per un'eventuale nuova generazione aggiornata dei rover MER. Credit: JPL

Ovviamente questi non sarebbero gli unici miglioramenti. I nuovi rover sarebbero notevolmente aggiornati sotto ogni aspetto. Di grande utilità sarebbe anche l'esperienza accumulata in questi 8 anni su Marte con i rover Spirit e Opportunity, che hanno permesso di mettere a durissima prova ogni singolo aspetto del design originale, permettendo agli ingegneri di capire come migliorarlo. Saranno possibili per esempio aggiornamenti dell'elettronica per ottimizzare i consumi ed aumentare la capacità dei computer di bordo. Saranno aggiornati i panelli solari per migliorare di molto il guadagno energetico e sarebbero migliorati i design delle ruote per evitare problemi con la sabbia. Un'altro aggiornamento riguarderebbe anche il sistema di telecomunicazioni che permetterà di spedire molti più dati, permettendo immagini a più alta risoluzione di essere spedite verso la Terra rapidamente.

Un'altra importante idea venuta fuori da questi incontri e la possibilità di attaccare nuovi pacchetti di strumenti sull'esterno dei rover. Il grande vantaggio del rover Curiosity rispetto ai precedenti design sta nel complesso laboratorio chimico che si porta dietro. Il design dei rover MER manca di spazio all'interno per poter portare nuovi strumenti, ma secondo gli ingegneri non sarebbe troppo difficile poter attaccare alcuni strumenti sull'esterno.

In una delle conferenze per esempio, è stato proposto un rover MER che porterebbe dietro uno spettrometro di massa, ad alta risoluzione (HRMS) per analizzare la chimica biotica e abiotica del terreno, insieme a strumenti per la spettroscopia LIBS e Raman per le misurazioni mineralogiche. Queste capacità sarebbero per alcuni aspetti simili a quello di cui saranno capaci Curiosity ed ExoMars.

Esempio di una mappa mineralogica creata con un prototipo della camera microscopica multispettrale di nuova generazione che sarebbe usata sui futuri rover. Credit: JPL

 

Ma i nuovi rover potrebbero anche essere in grado di portare strumenti inediti. Una delle idee infatti è portare strumenti in grado di datare i campioni per capire se risalgono a più o a meno di 50 milioni di anni (misurando le percentuali di rubidio-stronzio e potassio-argon). Poter datare con precisione i campioni è fondamentale per capire quando sono avvenuti eventi fondamentali nella storia geologica di Marte. Attualmente i piani sono di fare queste analisi riportando un campione a terra, ma se si riuscisse a farlo anche con rover sulla superficie di Marte, sarebbe un gigantesco progresso nella nostra comprensione del Pianeta Rosso, ad una frazione del costo originale.

Ovviamente questo non significa che riportare a casa dei campioni non sia comunque fondamentale. La quantità di analisi che potrebbero essere fatti nei laboratori terrestri è di gran lunga maggiore di quanto potremmo mai fare con robot su Marte. Ed infatti entrambe le conferenze hanno presentato anche proposte per dei piccoli pacchi sull'esterno dei rover dove raccogliere e conservare dei campioni interessanti. L'idea è di avere un piccolo pacco di almeno 35 campioni diversi da raccogliere poi con una futura missione che li riporterebbe sulla Terra. Il rover porterebbe con se anche camere multispettrali e spettrometri sofisticati per aiutare i rover a meglio scegliere i campioni da conservare.

Un'ultimo importantissimo aggiornamento rispetto alle precedenti missioni MER riguarderebbe la balistica dell'arrivo sulla superficie del pianeta. Spirit ed Opportunity erano caratterizzati da entrate senza alcuna guida per la discesa e questo ha portato a delle zone di atterraggio molto vaste. Questo significa che se al team scientifico interessa una zona relativamente piccola come l'interno di un cratere come Gale (come nel caso di Curiosity), non è possibile mandarci una missione perché serve un terreno molto vasto e piatto per una zona d'atterraggio così poco precisa. Curiosity non avrà di questi problemi perché grazie al nuovo sistema aggiornato per l'entrata e la discesa guidata, può puntare verso zone anche molto precise e relativamente strette. Future missioni MER userebbero anch'esse questa capacità di guida e potranno quindi visitare regioni geologicamente più interessanti rispetto a quelle disponibili per Spirit ed Opportunity.

Il rover Curiosity farà uso di un nuovo sistema RTG, chiamato MMRTG, che gli permetterà di navigare giorno e notte per più di 15 anni, e avere corrente necessaria per una vasta suit di esperimenti che fanno ampio uso di corrente elettrica. I panelli solari su Marte hanno anche un grosso problema ulteriore: la presenza di molta polvere che può diminuire drasticamente l'energia a disposizione oltre a danneggiare i panelli. Credit: NASA/JPL

 

 

Una cosa fondamentale tuttavia da tenere a mente, è che in nessun modo questi rover saranno una sostituzione della complessità di un rover come Curiosity. Si parla pur sempre di piccoli rover a panelli solari, a differenza di un rover grande come una piccola macchina, con un'alimentazione nucleare in grado di farlo continuare per 15 anni, giorno e notte, e con un set di strumenti tra i più complessi mai progettati.
Quello che sarebbe interessante tuttavia è appunto la capacità di continuare ad esplorare con rover Marte anche in un periodo di budget ridotti all'osso. Non saranno comunque missioni gratis ovviamente, dato che il prezzo previsto è di circa 700 milioni di dollari. Ma saranno comunque più convenienti di missioni come Curiosity che costano circa 2.5 miliardi di dollari.

 

fonte

 

 

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Published by il conte rovescio - in astronomia
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