Missioni spaziali su Marte : Mars Pathfinder

Mars Pathfinder è la prima sonda ad atterrare su Marte da 20 anni, quando le Viking 1 e 2 scesero per la prima volta sul suolo del pianeta.
Questa è una delle prime missioni NASA della classe Discovery, studiate per poter essere sviluppate in tempi ridotti, con costi contenuti ed obiettivi scientifici focalizzati.
Se facciamo un rapido confronto fra quella che fu la missione Viking e il Mars Pathfinder, vediamo come si concrettizza la nuova filosofia degli scienziati NASA: "Piccolo e poco costoso"


Il Mars Pathfinder (un tempo conosciuto cone Mars Environmental Survey ovvero MESUR) è la seconda missione NASA di esplorazione planetaria a basso costo. Consiste di una stazione lander e di un piccolo rover di superficie chiamato Sojourner. La missione ha come principale obiettivo quello di dimostrare che gli atterraggi e l'esplorazione su Marte sono realizzabili a costi contenuti. Questo obiettivo sarà raggiunto con l'esito positivo dei test di comunicazione tra il rover e il lander e tra il lander e la Terra, nonché dei test dei sensori e dei vari strumenti.

Gli obiettivi scientifici includono la conoscenza dell'entrata nell'atmosfera e la raccolta di immagini più o meno ravvicinate della superficie, con lo scopo generale di tracciare un profilo dell'ambiente marziano in vista di ulteriori esplorazioni. La sonda entrerà nell'atmosfera marziana senza rimanere in orbita intorno al pianeta e vi atterrerà con l'aiuto di paracadute, retrorazzi e airbag, compiendo nel frattempo misurazioni atmosferiche. La sonda sarà racchiusa da tre pannelli solari triangolari (perali), che si apriranno verso il terreno dopo l'arrivo.

	PathFinder	Viking 1 e 2
Durata del progetto	4 anni	8 anni
Durata del viaggio	7 mesi	11 mesi
Spesa complessiva	250 milioni di dollari	3 miliardi di dollari

Mars Pathfinder è stata lanciata dalla base NASA di Cape Canaveral il 4 dicembre 1996 alle ore 1:50 am EST (in ritardo di un giorno) con un vettore Delta II è giunto con successo su Marte il 4 luglio 1997.
L'atterraggio è previsto per una zona denominata Area Vallis. Una commissione di 60 scienziati ha scelto questa zona per il suo particolare interesse. Infatti Area Vallis sembra essere stata un tempo il letto di un gigantesco fiume in piena. Inoltre questa zona dovrebbe essere composta di rocce piuttosto antiche, della stessa età del meteorite Allan Hills 84001, che sembra contenere prove consistenti che la vita un tempo di sia sviluppata anche su Marte.
Dopo un viaggio durato 7 mesi, il 4 luglio 1997, alle 10.07, ora della California, 19.07 ora italiana, Mars Pathfinder è entrato in contatto con la parte alta dell'atmosfera marziana, con una velocità di approssimativamente 26460 km/h.

A questo punto iniziano 4 minuti in cui la sonda mette in atto un programma completamente automatizzato di atterraggio, composto da varie fasi (vedi schema sopra per il riferimento):

1. Dopo la seprazione dal modulo orbitale e l'ingresso nell'atmosfera marziana, e 2 minuti dall'atterraggio, si apre il paracadute che dovrà iniziare a frenare la sonda, riducendone notevolmente lavelocità. Dopo circa 20 secondi viene staccato lo scudo isolante che proteggeva il lander dall'alta temperatura dovuta all'attrito con l'atmosfera. Poco dopo il lander si separa dal resto della sonda, a cui resta legato con un cavo, in modo che il paracadute continui a rallentarne la caduta. A circa 1,5 km di altezza il lander rileva il suolo marziano con il radar ed inizia un'altra sequenza di rallentamento della sonda. Quando ormai manca poco tempo all'atterraggio si gonfiano gli airbag che dovranno attutire l'impatto della sonda con il terreno. Si accendono i razzi della sonda che fanno in modo di mantenere per un istante il lander sospeso perfettamente immobile sopra la superficie di Marte. A questo punto il cavo che tratteneva il lander (che ora appare come una sorta di grosso pallone) si sgancia e questo inizia la sua caduta libera verso il suolo. Gli airbag fanno rimbalzare più volte la sonda, dissipando l'energia della caduta.

2. Qundo finalmente il lander è fermo sulla superficie, gli airbag si sgonfiano e si aprono i petali rivelando gli strumenti interni e i pannelli solari.
Quando Mars Pathfinder toccherà il suolo marziano là sarà notte (circa le 3.00 am) e quindi l'alimentazione verrà dalle batterie principali. All'alba (circa 12.45 ora della California) l'energia verrà commutata dalle batterie ai pannelli solari. In seguito (14.00 ora della California) il lander invierà i primi dati sulle proprie condizioni a Terra per mezzo dell'antenna a bassa potenza. Se non vi sono problemi di alcun tipo, i tecnici NASA daranno l'ordine di alzare la telecamera IMP. Questa per prima cosa cercherà di puntare verso il Sole. Trovandolo riuscirà a determinare la propria orientazione sulla superficie e potrà puntare l'antenna ad lato guadagno verso la Terra.
In seguito, nei giorni successivi, verranno liberate le rampe per far scendere il rover e questo potrà scendere sulla superficie marziana.
Tutte queste fasi sono andate per il meglio. Alcuni problemi iniziali, come il parziale sgonfiamento di alcuni airbag o i problemi di comunicazione fra lander e rover sono stati completamente superati ed ora Sojourner (questo il nome del rover) può muoversi sulla superficie marziana senza problemi.


Il giorno 5 luglio 1997, approssimativamente alle ore 10.40 pm Pacific Daylight Time, il Rover Sojourner è sceso dalla rampa del lander sulla superficie marziana. L'animazione qui sopra è stata creata partendo da 9 divrse immagini scattate dalla telecamera IMP del lander. La discesa è durata circa 2 minuti.

Vedi animazione della discesa sulla rampa del lander, o clicca sulla foto qui accanto

Missione	Nazione	Lancio	Obiettivo	Risultati
Mars Pathfinder Sojourner	U.S.A.	04/12/96	Lander - base per Sojourner	Invio di numerosi dati e di oltre 16.000 foto. Percorsi centinaia di metri.
			Rover operativo dal04/07/97 al 27/09/97

Parte dell'articolo è tratto e modificato da :
"http://www.astrofilitrentini.it/tnp/spacecraft.html"
"http://www.atnet.it/lstron/astro/pathfndr/storia.htm"



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