ASI e l'esplorazione su Marte

Missioni   d'esplorazione verso Marte  

Anche l'agenzia italiana spaziale e' attiva! 

 di Luisa Spairani

News


  L'interesse della comunità scientifica internazionale nel campo della ricerca planetaria è attualmente puntato sull'esplorazione di Marte.

Che fa la NASA:La NASA ha iniziato con successo il suo Programma Decennale con il Mars Pathfinder e il  Mars Global Surveyor e ha appena dato inizio al Mars Surveyor '98, lanciando il Mars Climate Orbiter (3 dicembre '98) e il Mars Polar Lander(3 gennaio 1999); l'impegno americano continuerà con la missione Mars Surveyor 2001 e poi una serie di lanci ogni 18 mesi circa  fino alla fine del 2004 . L'incidente di progettazione avvenuto alla fine di settembre 99 non modifichera' sostanzialmente il programma.

L'Italia è considerata partner a pieno titolo dalla NASA nelle missioni che riporteranno i campioni del suolo marziano sulla Terra nel 2003-2005 (NASA Sample Return Programme) . L'ASI fornirà infatti un sistema integrato, composto da un braccio robotico, un driller e una serie di strumenti scientifici per l'analisi in situ dei campioni raccolti. 

Che fa l'ESA: L'ESA ha approvato il 5 novembre 1998 la missione Mars Express che nel giugno del 2003 porterà nello spazio un orbiter e un lander carichi di strumenti scientifici. 

La comunità italiana ritiene strategica la partecipazione a questo primo piano internazionale di esplorazione di Marte. Tale partecipazione si articola su due filoni principali, fortemente connessi: 
- l'Italia parteciperà in modo consistente allo sviluppo della strumentazione scientifica a bordo della missione Mars Express, nonchè del sistema di telecomunicazioni tra il satellite e le stazioni sulla superficie di Marte. A seguito di questi accordi la missione è diventata una missione congiunta ASI/ESA (maggiori informazioni sulla pagina ASI di Mars Express); 


Scopo della missione Mars Express è esplorare l'atmosfera e la superficie di Marte. Il satellite, che si immetterà nell'orbita di Marte nel dicembre 2003, avrà a bordo alcuni degli strumenti progettati e realizzati per la sfortunata missione russa Mars '96, oltre a nuova strumentazione e ad un sistema di telecomunicazione per tenere i contatti con le sonde che negli anni 2003-2007 raggiungeranno la superficie del pianeta. 

 

data di lancio giugno 2003
fine missione  2007/2008
utilizzo esplorazione di Marte 
agenzia spaziale responsabile ESA e ASI
sito WEB ufficiale http://sci.esa.int/marsexpress/


 



 
LA PARTECIPAZIONE ITALIANA   

La partecipazione italiana alla missione è consistente, tanto che è stata denominata missione congiunta ESA/ASI. 

Due dei sei strumenti a bordo del satellite due sono guidati da Principal Investigator italiani: 

  • il Planetary Fourier Spectrometer , il cui obiettivo primario è lo studio dell'atmosfera di Marte nella regione spettrale 1.2-45 micron;
  • il Subsurface Sounding Radar (SSRA)  , il cui scopo principale è ottenere una mappa della distribuzione di acqua, sia sotto forma liquida sia solida o inglobata nel sottosuolo di Marte (permafrost),  fino alla profondità di alcuni
    chilometri.

Sono inoltre presenti Co-Investigator italiani su OMEGA (il canale visibile è progettato e realizzato dall'IFSI/CNR), ASPERA e HRSC. 

L'ASI è anche direttamente responsabile del Mars Relay System- MARESS, che consentirà alle sonde e le stazioni presenti sulla superficie di Marte di comunicare con MARS EXPRESS e quindi con la Terra. MARESS ha inoltre il compito di individuare il canister del Mars Ascent Vehicle, in orbita intorno a Marte,  che consentirà di riportare indietro campioni del suolo marziano. 

La comunità italiana interessata ed impegnata nello studio del pianeta Marte, nelle sue componenti scientifica, tecnologica e industriale ha svolto e prosegue un ampio e approfondito dibattito sulle prospettive di partecipazione italiana all'esplorazione marziana nel breve, medio e lungo termine organizando specifici workshops.

Le discussioni durante il Workshop del '98 sono state articolate nei cinque sottogruppi "Scienza in remote sensing", "Scienza in situ", "Scienza e tecnologia", "Esobiologia", "Programmi a lungo termine e collaborazioni internazionali".

Qui di seguito una sintesi delle principali raccomandazioni emerse:

  • contare su di un budget predeterminato che consenta all'ASI di prendere impegni sul lungo periodo, assicurando alla comunità scientifica il mantenimento della reale opportunità di partecipazione all'esplorazione di Marte;
  • perseguire le opportunità di collaborazione in missioni abitate su Marte, per il forte interesse scientifico e tecnologico e per la possibilità di utilizzo delle competenze maturate in Italia nelle discipline afferenti;
  • predisporre, al fine di ottenere il massimo risultato in termini sia scientifici che d'immagine dalla partecipazione italiana all'esplorazione di Marte, un laboratorio in Italia in grado di essere punto di riferimento internazionale per l'analisi dei campioni riportati a terra estensibile  a missioni analoghe da altri  corpi del sistema solare;
  • sviluppare un programma tecnologico in preparazione e supporto della partecipazione scientifica italiana all'esplorazione di Marte sul medio e lungo periodo;
  • emettere un "call for proposals" per l'utilizzo scientifico da parte degli scienziati italiani sui "landers" Nasa nel 2003 e nel 2005;
  • utilizzare il Programma di esplorazione di Marte e la relativa partecipazione italiana di lungo periodo come progetto pilota per un massiccio programma di formazione e di divulgazione, il cui piano d'interventi venga definito da un Working Group dedicato guidato dall'ASI;
  • dare forma ad un Working Group interdisciplinare e misto tra rappresentanti della scienza, della tecnologia e dell'industria al fine di seguire e stimolare lo sviluppo dell'attività nazionale volta all'esplorazione di Marte;
  • procedere a verifiche annuali dello stato della partecipazioni italiana al programma internazionale dell'esplorazione di Marte, mediante l'organizzazione di un Workshop annuale che costituirà un momento di verifica tra ASI e Comunità nazionale;
  • promuovere eventi  a carattere nazionale di pubblicizzazione dell'attività svolta, soprattutto in occasione di momenti significativi, come la firma degli accordi con ESA e NASA.

Dai lavori dei gruppi tematici, sono emerse inoltre le seguenti raccomandazioni:

  • potenziare i laboratori capaci di caratterizzare i campioni riportati a terra da Marte, e predisporre la disponibilità di "test beds" per la validazione di attrezzature e apparecchi scientifici, simulando le condizioni esistenti su Marte. In particolare per il deep driller si ritiene utile attrezzare la base di Matera;
  • il massimo utilizzo di una serie di strumenti, da utilizzare al suolo, che per il loro grado di maturità e sviluppo potrebbero essere già disponibili per l'opportunità 2003 (luminescenza UV, misure atmosferiche, mineralogia IR, spettrometria panoramica, misure termiche e di conduttività, flussi di polvere, abbondanze elementari);
  • sviluppare e studiare la fattibilità di strumenti che potrebbero essere presi in considerazione per le opportunità 2005 e oltre (catodoluminescenza, diffrattometria a raggi X, dinamica delle polveri);
  • di supportare l'utilizzo di strumenti per il remote sensing, sui quali l'Italia ha già esperienza e che verranno ulteriormente perfezionati per la missione Mars Express (spettrometria a immagine visibile e IR, spettrometria nel medio e lontano IR, radar sub-superficiale ad alta risoluzione, rivelatore di atomi energetici neutri per imaging dell'esosfera);
  • focalizzare il contributo italiano per il remote sensing nel conseguimento dei seguenti obiettivi strategici: mappatura morfologica e mineralogica locale, esplorazione dettagliata superficiale di siti ad alta priorità, interazioni atmosfera - superficie e atmosfera - mezzo interplanetario, circolazione atmosferica e clima marziano;
  • tenere in considerazione il fatto che la ricca programmazione, nel prossimo decennio, di missioni aventi il dichiarato proposito di ricercare l'esistenza di tracce di forme di vita passate o attuali su Marte trova un coinvolgimento insufficiente, quando non inesistente, di competenze francamente biologiche (biofisica, biochimica, microbiologia, biologia cellulare, biologia evoluzionistica, archeobiologia);
  • attivare rapidamente iniziative atte a sollecitare la partecipazione di ricercatori dell'area biologica a programmi di esobiologia, onde non menomare la partecipazione della scienza italiana all'esplorazione di Marte;
  • sviluppare sistemi con tecnologia pronta o quasi pronta, utile per sostenere la partecipazione italiana alle opportunità 2003-2005 (deep driller, braccio robotico di servizio, laboratorio autonomo di analisi), con la raccomandazione di semplificare al massimo i sistemi utilizzando tuttavia le tecnologie più avanzate;
  • i tenere in considerazione alcuni proposte interessanti di sviluppo tecnologico finalizzato all'esplorazione marziana a medio-lungo termine (miniaturizzazione, rover a zampe e saltatori, aerobot) nonché di strutture gonfiabili e autocostruentesi per la permanenza dell'uomo nello spazio;
  • utilizzare le competenze nazionali già sviluppate in precedenti missioni in microgravità per applicazioni alle missioni umane su Marte;
  • predisporre una lista di scienziati italiani disponibili ad essere inseriti nei vari science team della NASA qualora se ne presenti l'opportunità;
  • studiare diverse opzioni per una possibile infrastruttura stabile di telecomunicazioni per Marte.

Raccomandazioni del gruppo di lavoro ESOBIOLOGIA
 
Il sostegno ASI ha consentito una costante e rilevante presenza scientifica italiana nelle varie missioni di esplorazione planetaria.
La crescita della planetologia e della geologia planetaria si e' accompagnata ad un parallelo sviluppo tecnologico, con significative ricadute industriali. Realta' esplicitamente riconosciute da NASA per quanto riguarda la robotica e le tecnologie di drilling.
Le componenti scientifiche riconducibili al settore di Scienze della Vita hanno sviluppato una posizione altrettanto significativa nello studio delle influenze dell'ambiente spaziale sulle varie forme di vita conosciute. Esperimenti con P.I. italiani sono, in questo settore, costantemente ospitati su voli Shuttle o gia' programmati per la Stazione Spaziale.
ESA e NASA stanno sempre piu' enfatizzando il ruolo di ricerche esobiologiche nell'ambito dell'Esplorazione di Marte.
La ricca programmazione, nel prossimo decennio, di missioni aventi il dichiarato proposito di ricercare l'esistenza di tracce di forme di vita passate o attuali su Marte, trova un adeguato livello di mobilitazione da parte della planetologia e della geologia planetaria italiane ma certamente insufficiente, quando non inesistente, e' il coinvolgimento di competenze francamente bilogiche (biofisica, biochimica, microbiologia, biologia cellulare, biologia evoluzionistica, archeobiologia,...).
L'esobiologia rappresenta una nuova area di ricerca connotata da un elevato tasso di interdisciplinarieta'. Non a caso NASA ha recentemente attivato un Institute of Astrobiology con l'esplicito intento di stimolare e coordinare la partecipazione di diverse competenze a progetti di esobiologia.
Il modesto coinvolgimento della componente biologica della comunita' scientifica nazionale nei progetti di esobiologia rischia di menomare pesantemente la partecipazione della scienza italiana all'esplorazione di Marte. Questo deficit sarebbe grave per gli esperimenti in situ, ma forse ancora piu' significativo nella eventualita' della partecipazione italiana all'analisi a terra dei campioni marziani.
 
 
Raccomandazioni del gruppo di lavoro PROGRAMMI A LUNGO TERMINE E COLLABORAZIONI INTERNAZIONALI

La comunità nazionale ritiene strategica per il Paese la partecipazione italiana al Programma internazionale di esplorazione di Marte, come peraltro già previsto dal Piano Spaziale Nazionale in vigore.
Si ritiene infatti di estrema validità quanto già fatto dall'ASI per assicurare una qualificata partecipazione scientifica ed industriale alle missioni pianificate dall'ESA e dalla NASA per le opportunità 2003 e 2005,  in perfetta coerenza con le indicazioni strategiche assunte alla base del suddetto PSN.
Inoltre, l'Italia può contare sulle capacità acquisite per supportare l'interesse a partecipare a tutte le fasi dell'esplorazione di Marte, incluse le missioni abitate.
E' pertanto necessario:

1. Poter contare su di un budget predeterminato che consenta all'ASI di prendere impegni sul lungo periodo, assicurando alla comunità scientifica il mantenimento della reale opportunità di partecipazione all'esplorazione di Marte;
2. Sviluppare un programma tecnologico in preparazione e supporto della partecipazione scientifica italiana all'esplorazione di Marte sul  lungo periodo;
3. Predisporre, al fine di ottenere il massimo risultato in termini sia scientifici che d'immagine dalla partecipazione italiana all'esplorazione di Marte, un laboratorio in Italia in grado di essere punto di riferimento internazionale per l'analisi dei campioni riportati a terra, estensibile a  missioni analoghe da altri  corpi del sistema solare;
4. Perseguire le opportunità di collaborazione in missioni abitate su Marte per il forte interesse scientifico e tecnologico e per la possibilità di utilizzo delle competenze maturate in Italia nelle discipline afferenti.
5. Utilizzare il Programma di esplorazione di Marte e la relativa partecipazione italiana di lungo periodo anche come progetto pilota per un massiccio programma di formazione e di divulgazione.

NOTIZIE DELL"ULTIMA ORA DALL'ASI 

Non si hanno ancora notizie dei risultati dell'ultimo workshop tenutosi a Roma l'8-9 Settembre 99.

International workshop "The Italian role and perspectives for the Exploration of Mars" "Pantelleria in Rome"

Qui di seguito si elencano gli argomenti trattati. Una relazione completa su questo workshop sara' resa disponibile nei prossimi numeri di questa rivista.

  • Automatic Mars Exploration
  • IPSE: System Description
  • DeeDri: System Description
  • The Rosetta Drill as a Precursor to Mars
  • Italian Contribution to the Proximity Link
  • Mars Sample Return Architecture
  • Italian Payload for Mars 2003: the Scientific Rationale
  • Proposal for Payload Selection for IPSE and DeeDrill
  • Mars Exploration: the Future
  • MARS2: MARS Center for Mars Mission
  • Micromissions
  • MARSIS: The Mars Express Radar
  • PFS: Planetary Fourier Spectrometer
  • OMEGA-VIMS: the Italian Contribution
  • ASPERA: the Italian Contribution
  • Cosmic Ray Surveyor in the Earth-Mars Travel (C.R.E.A.M. Surveryor)
  • IPSE: Payload Accomodation
  • DeeDri: Science Accomodation

l.s.

 

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