ExoMars, missione da ricostruire: “senza la Russia è più difficile, ce la metteremo tutta per il 2026”. Intervista a Jorge Vago

Missione ExoMars: il punto della situazione, tra nuove sfide e traguardi. Intervista al Project Scientist Jorge Vago

MeteoWeb

Mentre la guerra in Ucraina continua a infuriare, il conflitto ha raggiunto anche lo Spazio: tra le collaborazioni che hanno subito una brusca battuta d’arresto a pochi mesi dal lancio previsto, vi è una missione attesa a lungo. Il Council dell’Agenzia Spaziale Europea, a seguito dell’invasione russa, ha infatti deciso lo scorso marzo di sospendere la missione ExoMars, fino a quel momento condotta congiuntamente dall’ESA e da Roscosmos.

ExoMars è una doppia missione progettata per l’esplorazione di Marte e per la ricerca della vita sul Pianeta Rosso. La parte europea della missione ExoMars vede l’Italia avere una leadership con l’ASI, con una quota del 33%. La prima missione ExoMars è stata lanciata il 14 marzo 2016: ha portato la sonda Trace Gas Orbiter (TGO) nell’orbita di Marte e inviato il lander Schiaparelli sulla superficie del pianeta (purtroppo senza atterraggio riuscito).

La seconda fase della missione avrebbe dovuto prendere il via a settembre 2022 ed essere lanciata da un vettore russo Proton. Questa seconda fase ha due elementi scientifici: il rover europeo “Rosalind Franklin” capace di perforare la superficie di Marte fino a 2 metri di profondità per cercare forme di vita passata o presente, ed il modulo di discesa per fare “ammartare” il rover, Kazachok, con strumenti per studiare geofisica ed atmosfera. Il lander è stato realizzato in gran parte da Roscosmos, attraverso industrie russe, ma conta anche con molti elementi europei, come computer, radar, paracadute, sistema di comunicazione, etc.

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Il gemello del rover Rosalind Franklin, Amalia. Copyright Thales Alenia Space

Era tutto già pronto, a dieci giorni dalla partenza per Bajkonur. E’ stato un brutto colpo, non solo per l’Europa, ma anche per i colleghi russi, per chi lavora all’accademia delle scienze, inclusi alcuni scienziati ucraini. E’ come se si fosse aperta una voragine sotto i piedi,” ha spiegato ai microfoni di MeteoWeb Jorge Vago, Project Scientist della missione ExoMars dell’Agenzia Spaziale Europea.

Approdato all’ESA nel 1992, Vago, oltre a rivestire un ruolo di interfaccia per le comunità scientifiche interessate al programma ExoMars, contribuisce anche alla definizione della ricerca e del payload e alla comunicazione degli obiettivi scientifici di ExoMars a livello programmatico. Fornisce anche supporto per la preparazione di attività future nell’ambito del programma di esplorazione di Marte dell’ESA-NASA, come la missione di ritorno sulla Terra dei campioni prelevati dal rover Perseverance (Mars Sample Return).

Sono numerose le incognite che al momento gravano sulla missione: “Stiamo valutando i vari sottosistemi – propulsione, avionica, controllo termico, astrodinamica, etc. – per capire cosa va cambiato, guardando alla missione un po’ come fosse nuova. Verso metà di quest’anno dovremmo avere la raccomandazione tecnica. Tra inizio e fine estate dovremmo essere in grado di proporre come procedere“.

Il direttore generale dell’ESA Josef Aschbacher aveva dichiarato in precedenza che l’ESA stava lavorando con la NASA su una potenziale collaborazione per ExoMars, cercando anche di sostituire i componenti russi della missione con alternative europee. Ciò porterà a una raccomandazione a luglio su un percorso da seguire, che probabilmente richiederà finanziamenti aggiuntivi che verrebbero richiesti alla prossima riunione ministeriale dell’ESA, alla fine di quest’anno.

ExoMars, si ricordi, doveva essere lanciata a settembre su un razzo Proton, nell’ambito della partnership tra Roscosmos-ESA. L’agenzia russa aveva anche fornito la piattaforma di atterraggio per il rover Rosalind Franklin, costruito dall’ESA. “In teoria, dal punto di vista tecnico, la soluzione più veloce che comporta un costo minore sarebbe lanciare con i russi nel 2024: in questo caso sarebbe tutto pronto. Il problema è che se non cambia nulla dell’attuale contesto geopolitico, la collaborazione, così come la missione, è bloccata,” ha affermato lo scienziato. Dal punto di vista strettamente tecnico, il lancio nel 2024 “è fattibile“, ma tutto verrà deciso nei prossimi mesi: in occasione della conferenza ministeriale in programma a novembre, dove l’ESA avrà il budget per i prossimi 3 anni.

Le questioni da affrontare riguardano anche il “quando“: le date possibili per il lancio della missione ExoMars sono previste “nel 2024, nel 2026 e nel 2028: nel primo caso sarebbe possibile con la partnership russa, mentre negli altri due il progetto sarebbe invece in prevalenza europeo, ma ci sono cose che mancano,” ha sottolineato il Project Scientist della missione ExoMars. Tra gli elementi che dovrebbero essere sostituiti, vi sono “i motori di discesa, che sono russi. Poi ci sono le unità di riscaldamento a radioisotopi,” o RHU (Radioisotope Heating Unit, che utilizzano il calore prodotto dal decadimento radioattivo del plutonio per mantenere caldo il rover), “che gli americani hanno, ma sono più piccoli“. Non esiste ancora un’alternativa europea, “ci stiamo lavorando, con un altro isotopo, ma non sarà pronto neanche per il 2026-2028“.

E’ probabile che l’utilizzo di RHU americane richieda anche il lancio di ExoMars dagli Stati Uniti, ha spiegato Vago. “Vari elementi sono pronti, il computer, così come il paracadute, tutta l’avionica. Quel che rimane è la struttura del lander, della capsula e lo scudo termico, a cui può provvedere l’industria europea“.

Nel caso in cui l’opzione russa sia del tutto da escludere, così come sembra, “cercheremo di mettercela tutta per il lancio nel 2026, ma non è scontato“. Per quanto riguarda il lanciatore, altre opzioni sarebbero “l’Ariane 64, che però partirebbe dallo spazioporto di Kourou, che non è ancora certificato per lanciare materiale nucleare“. Un’altra possibilità, considerando l’ipotesi di lancio dagli USA, sarebbe il “Falcon Heavy” di SpaceX.

Un’altra ipotesi poi potrebbe essere raggruppare, in qualche modo, la missione ExoMars e la missione Mars Sample Return (una collaborazione NASA-ESA che prevede di riportare sulla Terra i campioni di Marte raccolti dal rover Perseverance), in una specie di “macroprogramma“, ha proseguito Vago.

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Missione Mars Sample Return. Credit: NASA/ESA/JPL-Caltech

Definito il come e il quando, una delle sfide tecniche da affrontare riguarda il periodo di arrivo sul Pianeta Rosso. La stagione delle tempeste di polvere potrebbe rappresenta infatti motivo di preoccupazione: “La situazione perfetta l’avremmo avuta con un lancio nel 2022. Nel 2024 l’atterraggio avverrebbe 4 mesi prima della stagione delle tempeste di polvere, anche se non è garantito che si verifichi una tempesta globale. Nel 2028 arriveremmo solo un mese prima, se usiamo una traiettoria breve” ha affermato l’esperto. In un certo periodo dell’anno, “c’è più polvere nell’atmosfera, le tempeste di polvere su Marte sono più comuni durante l’estate nell’Emisfero Sud (inverno nell’Emisfero Nord), quando il pianeta è più vicino al Sole“. “Le grandi tempeste che potrebbero rappresentare un problema per il rover non sono molto frequenti (capitano ogni 12–14 anni, ma questo è solo in media), e rappresentano motivo di preoccupazione per gli ingegneri“. In ogni caso, “che si verifichi o meno una tempesta,” è importante non sottovalutare anche altri fattori, come, ad esempio, “il periodo dell’anno in cui nell’Emisfero Nord si passa dall’autunno all’inverno, in quanto i pannelli solari producono meno energia“.

“Per cercare di arrivare in un periodo più propizio, si può seguire una traiettoria lunga, che impieghi invece di 9 mesi, 2 anni o più, ma bisogna attendere molto. Si può indagare meglio su qual è il reale rischio di una tempesta di polvere in quel sito d’atterraggio, e vedere se riusciamo a rendere il rover più robusto contro condizioni d’alta opacità atmosferica“. Gli scienziati di USA ed Europa “sono al lavoro per ricostruire la storia atmosferica del luogo di atterraggio previsto, Oxia Planum, per capire meglio il rischio. Dalle statistiche di altri rover già sul Pianeta Rosso, come Curiosity e Perseverance, non sembrerebbe emergere una situazione sempre terribile. E’ però una decisione che va affrontata con criterio, va basata sui fatti“.

Ciò che conta è che “la missione continua, ed è superinteressante: abbiamo un sito d’atterraggio incredibile, Oxia Planum, il più antico mai esplorato da missioni, con un’età di 4-4,1 miliardi di anni: potrebbe essere stata, in passato, la zona costiera di un enorme oceano nell’Emisfero Nord di Marte. Il suolo è argilloso e magari con resti di sistemi idrotermali“. Il rover Rosalind Franklin, poi, è davvero un “gioiellino, anche se piccolo rispetto a Perseverance, è in grado di fare cose uniche, come ad esempio la camminata usando articolazioni e ruote“, che combina il movimento di una serie di attuatori – le “gambe” del rover – con la rotazione delle ruote per procedere senza slittare: il movimento offre ottima trazione su terreni morbidi e pendii elevati, come le dune marziane. Il sistema permette al rover di liberarsi facilmente in caso di eventuali “incidenti” di percorso. Fondamentale poi l’eccezionale trapano di cui è dotato: avendo una capacità di perforazione che raggiunge i 2 metri di profondità “aprirà per la prima volta alla possibilità di trovare molecole organiche,” ha concluso Vago.

rosalind franklin

Nonostante le ovvie difficoltà nel contesto geopolitico attuale, la speranza è che questa nuova fase rappresenti una scintilla per il futuro dell’esplorazione dello Spazio: “Spero che i nostri Stati membri decidano che questa non è la fine di ExoMars, ma piuttosto una rinascita della missione, che forse funge da innesco per sviluppare una maggiore autonomia europea,” aveva dichiarato a marzo David Parker, direttore dell’esplorazione umana e robotica di ESA. “Contiamo su team brillanti e competenze in tutta Europa e con partner internazionali per rimodellare e ricostruire la missione. Il team è concentrato sulla definizione dei prossimi passi per garantire di portare questo incredibile rover su Marte per completare il lavoro per cui è stato progettato“.

Nel frattempo, l’ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) continua a trasmettere la maggior parte dei dati da Marte, dai rover Curiosity e Perseverance della NASA e dal suo lander InSight. TGO ha una notevole quantità di carburante a bordo, il che significa che potrebbe anche supportare la trasmissione dati dal rover ExoMars in futuro e per la missione Mars Sample Return.