Bentornati su Marte!
Nel 21esimo appuntamento di questa rubrica continuiamo a esplorare il Pianeta Rosso con i tre robot della NASA, gli unici apparati al momento attivi sulla superficie marziana.

Ingenuity: sempre più lontano, sempre più in alto
Il piccolo elicottero sta lavorando a pieno ritmo, fornendo supporto all’esplorazione via terra svolta in parallelo dal suo compagno rover Perseverance.
In queste ultime settimane Ingenuity ha portato a compimento quattro voli, il primo dei quali è stato il 56esimo eseguito il 25 agosto (Sol 894 della missione Mars 2020).

Lo spostamento (evidenziato in giallo nella mappa) è stato di 410 metri che sono stati percorsi in 2 minuti e 21 secondi, fornendo immagini aeree delle zone che il rover avrebbe raggiunto nelle settimane successive (linea bianca con il percorso di Perseverance).

Facciamo anche cifra tonda: con il volo 56 Ingenuity ha superato i 100 minuti di operatività su Marte!

Poco più di una settimana dopo, il 3 settembre, il drone prosegue la movimentazione verso nord con il volo numero 57 che dura poco più di 2 minuti nel corso dei quali percorre 217 metri.

Per questo volo i tecnici del JPL hanno scaricato tutti i frame della camera di navigazione che sono stati subito messi a disposizione della community di appassionati. Possiamo così ricostruire l’intero spostamento dal decollo all’atterraggio che vi mostro nel seguente video.

La cronaca di Ingenuity prosegue poi nel Sol 910, 11 settembre, con il volo 58. L’elicottero si sposta verso nord-ovest con un volo più breve rispetto a quelli che l’hanno preceduto. Soli 174 metri sono stati percorsi in 108 secondi, visualmente documentati da dieci fotografie scattate dalla camera a colori ad alta risoluzione e di cui vi presento l’ultima.

E infine l’ultima attività di questa intensa sequenza, avvenuta il 16 settembre. Per il volo 59 i tecnici del JPL programmano un test molto particolare, in cui mettono ulteriormente alla prova elettronica e meccanica dell’elicottero portandolo là dove nessun elicottero marziano ha mai osato: 20 metri di quota operativa.

Da circa 300 metri di distanza l’occhio attento di Perseverance, che per l’occasione ha interrotto le attività della nuovissima Margin Campaign (vi racconto tutto nei prossimi paragrafi), ha osservato Ingenuity volare.

Ci sarà presto anche un video con l’intera sequenza di volo, per il momento disponibile solo attraverso i piccolissimi fotogrammi di anteprima troppo sgranati per meritare queste pagine. Tuttavia, già dalle anteprime si evidenzia che ascesa e discesa siano avvenute in cinque tappe intermedie, probabilmente per monitorare la stabilità dei dati registrati dall’altimetro di bordo. Nella sua totalità il volo è durato 143 secondi e non ha avuto alcuno spostamento orizzontale. Se disponibile, aggiungerò il video in alta risoluzione con la ripresa di Perseverance nella prossima news.

Questo nuovo record di altezza per Ingenuity espande le potenzialità di indagine fotografica della missione perché da quote maggiori le camere dell’elicottero saranno in grado di ampliare la superficie monitorata.

Upper Fan Campaign agli sgoccioli per Perseverance
Nelle settimane in cui Ingenuity era impegnato nei voli appena descritti, il rover di Mars 2020 era altrettanto indaffarato.

Nella precedente news l’avevamo lasciato diretto verso sud per studiare delle lastre rocciose di origine sedimentaria, generatesi dal deposito di materiale portato qui dalle acque un tempo abbondanti.

Le analisi sono avvenute come previsto e hanno coinvolto la familiare fresa, il soffiatore ad azoto, lo strumento SHERLOC e numerose altre camere di ripresa.

Dopo alcuni giorni marziani di permanenza in quest’area i tecnici hanno programmato il rover per iniziare gli spostamenti verso ovest per raggiungere una nuova regione di grande interesse per gli obiettivi della missione.

Si tratta di quella che gli scienziati della missione hanno battezzato Marginal Carbonate Unit (traducibile come unità di carbonato marginale), visibile già dalle mappe satellitari come l’area di colore più chiaro e con fratture ben visibili a sinistra della mappa qui allegata.

La composizione di queste rocce ha contribuito alla scelta del cratere Jezero come destinazione della missione Mars 2020: la peculiarità risiede nell’abbondante presenza di minerali carbonati.

Sulla Terra i carbonati di solito si formano nelle secche di laghi d’acqua dolce o alcalina. Si ipotizza che lo stesso possa essere accaduto per la marginal carbonate unit su Marte, oltre 3 miliardi di anni fa, quando le acque di un lago nel cratere Jezero lambivano le sue rive depositando gli strati di carbonato. Un’altra ipotesi è che i carbonati si siano formati attraverso un processo chiamato carbonatazione minerale: in questo caso minerali silicati (come l’olivina, la cui presenza è abbondantemente documentata) reagiscono con l’anidride carbonica e si trasformano in carbonati.

Gli scienziati tengono in gran conto la presenza di minerali carbonati per due ragioni.
La prima è che questi composti si formano tramite la reazione della CO₂ atmosferica con l’acqua liquida, perciò lo studio dei carbonati può fornire indicazioni sui passati livelli di anidride carbonica per ricostruire l’evoluzione del clima di Marte.

La seconda ragione va cercata nel modo in cui i carbonati si rivelano un ottimo mezzo per “fotografare” l’ambiente in cui si formano, comprese eventuali tracce di vita microbica. Sulla Terra è stato osservato che i minerali carbonati si formano direttamente attorno alle cellule dei microrganismi, come delle capsule, trasformandole rapidamente in fossili. Un esempio di questo sono le stromatoliti, strutture sedimentarie stratificate create da colonie batteriche e che rappresentano alcune delle prime testimonianze della vita sul nostro pianeta, con alcuni campioni correntemente datati a 3.5 miliardi di anni fa.

La raccolta e l’analisi di queste rocce carbonatiche ci aiuterà a rispondere ad alcune delle domande più importanti che abbiamo sulla storia di Marte. Ma prima di arrivare alla Marginal Carbonate Unit Perseverance ha avuto qualche problema di navigazione.

Un po’ di grane per l’autonavigatore
Al termine delle analisi descritte Perseverance inizia il suo viaggio verso ovest diretto verso la parte più orientale della Carbonate Unit, una fascia che si estende da nord a sud battezzata Mandu Wall. Le immagini panoramiche prodotte dalle camere di navigazione rendono l’idea della difficoltà del terreno che il rover si è trovato ad attraversare.

Innumerevoli rocce di varia dimensione si alternano a non meno pericolosi depositi di fine sabbia e regolite, che il software di navigazione autonoma è addestrato a evitare ma c’è evidentemente un limite alla complessità che può gestire.

È così che il 6 settembre Perseverance si è ritrovato a fare un giro in tondo di 127 metri per cercare di spostarsi verso ovest, senza però riuscirci! La situazione è ben illustrata sia dalla ripresa della Left NavCam (che mostra le tracce nella sabbia) che dalla mappa nella quale ho aggiunto un cono giallo per mostrare quale fosse all’incirca il punto di vista del rover per scattare la foto. Il percorso evidenziato in giallo è l’intera movimentazione del Sol 905.

I piloti di missione sono dovuti necessariamente intervenire con istruzioni mirate che, nel Sol 907, conducono Perseverance qualche decina di metri verso sud in direzione di un’apertura giudicata percorribile.

In ogni caso non tutti i mali vengono per nuocere perché il rover esegue alcune osservazioni con le sue camere e riprende alcuni scorci che, al di là del valore scientifico, sono bellissime cartoline marziane. Come questo mosaico realizzato dalla Right MastCam-Z che ritrae anche una roccia di forma molto particolare. Lascio decidere a voi se è un avocado o un sombrero.

Il Sol 909 è quello del recupero: Perseverance è libero di avanzare e percorre, in un solo giorno, 474 metri. Lo spostamento lo fa così finalmente giungere a Mandu Wall, le cui foto per mezzo delle camere di navigazione inquadrano anche i lontani rilievi che costituiscono le pareti del cratere Jezero, lontane circa 3 km da qui.

In occasione dell’arrivo nella Marginal Carbonate Unit Perseverance abbandona il confine dell’ellisse di atterraggio (che, con dimensioni di 7.7 x 6.6 km, rappresentava il bersaglio da raggiungere con il sofisticato sistema EDL), supera i 20 km globalmente percorsi ed entra nel quadrilatero Ningaloo. I “quadrilateri” marziani sono aree quadrate di 1.2 km di lato in cui è arbitrariamente suddivisa la superficie, i cui nomi sono tipicamente a tema zona per zona. In particolare i quadrilateri nei pressi del cratere Jezero sono nominati come riserve e parchi naturali, e Ningaloo non fa eccezione trattandosi di un riferimento al Parco Marino Ningaloo nell’Australia occidentale.

Un nuovo capitolo nell’esplorazione del cratere
L’arrivo nell’unità marginale carbonatica (sperando che la traduzione non risultati troppo forzata) inaugura una nuova sezione della missione di Perseverance. Dopo la Crater Floor, la Delta Front e la Delta Top, è ora il momento di lanciarci nella Margin Campaign che durerà circa 230 Sol marziani o 8 mesi terrestri. Nel corso della campagna Perseverance attraverserà questi ambienti rocciosi compiendo le usuali osservazioni sia da remoto che a distanza ravvicinata mentre si dirige verso il bordo del cratere. È inoltre previsto di raccogliere sino a quattro nuovi campioni prima di raggiungere i confini di Jezero e avviare la Inner Rim Campaign a cui seguirà la Beyond Jezero Campaign. Ma non anticipiamo troppo le cose, torniamo al presente e alla corrente Margin Campaign!

L’avvio simbolico di questo capitolo di esplorazione si è avuto nel Sol 915 (16 settembre) con il rover che ha messo in funzione la fresa e ha avuto un assaggio delle rocce carbonatiche di Mandu Wall. L’abrasione è stata avviata meno di mezz’ora dopo la ripresa del volo di Ingenuity descritto a inizio articolo, una programmazione di attività estremamente densa per una mattinata marziana.

La fresatura è stata chiamata “Amherst Point” e le HazCam frontali ci offrono un punto di vista ravvicinato dell’operazione mentre veniva svolta. I video seguenti sono accelerati e coprono 19 minuti.

Riusciamo anche a notare un leggero scivolamento della punta appena il trapano cerca di spingere per raschiare la roccia. Come riferimento si consideri che il diametro della fresa è di 5 cm.
Sono seguiti i rilievi fotografici che qui vi presento nelle immagini della Left NavCam e di Watson.

Per chiudere la cronaca delle attività di Perseverance, due giorni prima dell’operazione di abrasione appena descritta il rover ha, potremmo dire finalmente, chiuso la fiala con il campione prelevato il 13 agosto dalla roccia Dream Lake e battezzato Pilot Mountain.

Si tratta della 21esima fiala che Perseverance sigilla a cui vanno aggiunti i tre tubi testimone di cui ho raccontato nei passati articoli (per esempio https://www.coelum.com/articoli/news-da-marte-10).

La lunga arrampicata di Curiosity
Continuano gli aggiornamenti e i dettagli sull’impegnativa scalata verso il Monte Sharp – o Aeolis Mons – che sta tenendo occupato il veterano dei rover marziani (ho accennato a riguardo nella precedente news).

Dopo tre tentativi falliti nel corso di tre anni, il 14 agosto Curiosity ha raggiunto la cresta della Gediz Vallis, ciò che rimane dei flussi di detriti depositati da impetuosi fiumi che si sono asciugati 3 miliardi di anni fa. Con l’occasione del traguardo raggiunto il rover ha scattato uno splendido  mosaico a 360° che combina 136 singole immagini scattate il 19 agosto.

Il grande rilievo nella parte centrale dell’immagine è la parte più alta della cresta, che si alza per ulteriori 21 metri e che il rover sta continuando a costeggiare mentre prosegue verso sud.

Un po’ di contesto ci è fornito dall’immagine satellitare con sovraimposto il percorso effettuato sino ad ora da Curiosity.

A questo possiamo aggiungere una ricostruzione tridimensionale del paesaggio che il rover si è trovato davanti in questi ultimi km di viaggio, con il tentativo di incursione nell’area verde Greenheugh Pediment che è stato effettuato nel marzo 2021. Il percorso tracciato prosegue rappresentando le opzioni di spostamento che si stima di poter far seguire al rover.

La mappa e l’elaborazione 3D (quest’ultima diffusa il 18 settembre) rappresentano la medesima posizione per Curiosity che ha effettuato la sua ultima movimentazione documentata il 17 settembre.

L’arrivo del rover sulla cresta ha fornito agli scienziati le prime visioni ravvicinate dei resti erosi di una caratteristica geologica conosciuta come conoide di deiezione, dove i detriti che scorrono lungo la pendenza si espandono in una forma a ventaglio. I conoidi di deiezione sono comuni sia su Marte che sulla Terra, ma gli scienziati stanno ancora imparando i loro meccanismi di formazione.

Ogni strato di questa formazione racconta una pagina degli antichi laghi e fiumi che sagomavano il paesaggio. Gediz Vallis, in particolare, è stata probabilmente l’ultima formazione ad essere generata il che la rende una delle più giovani “capsule del tempo” che Curiosity potrà incontrare. Il valore dell’esplorazione della regione è accentuato da materiali e rocce portate qui dall’acqua e provenienti da regioni lontane e ad alta quota del Monte Sharp che il rover non avrebbe mai potuto raggiungere ma che la geologia ha messo comunque alla portata del suo braccio robotico.

La prossima sfida sarà trovare un passaggio nel Gegiz Vallis Channel che inizia dove termina l’ultima parte della cresta. Da lì Curiosity potrà continuare il suo avvicinamento alle pendici dell’Aeolis Mons.

Anche per questo aggiornamento da Marte è tutto, alla prossima.