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domenica 27 novembre 2011

L'avventura di MSL è iniziata

L’imponente razzo Atlas 5 ha lasciato il nostro pianeta con, nella stiva, un rover del costo di 2,5 miliardi di dollari. Dotato di un generatore energetico nucleare, un braccio robotico e una suite di strumenti sofisticati (80 kg contro i 7 scarsi dei MER), chiamato Curiosity grazie ad un concorso di nomi fra studenti, si prevede che il laboratorio mobile spenda almeno due anni alla ricerca di composti organici e segni di abitabilità nel passato o nel presente, su un terreno stratificato al centro di un cratere del diametro di 160 km.
È la missione più complessa e scientificamente ambiziosa mai tentata su Marte, quella che promette di rivoluzionare la comprensione della storia marziana da parte dell'umanità e se il pianeta abbia mai avuto, o ha ancora, delle materie prime e un ambiente ospitale per l'evoluzione della vita.

Il vettore lascia la rampa 41 della
Cape Canaveral Air Force Station [NASA].
La missione ha preso il via in perfetto orario alle 1502 UTC di ieri, 26 novembre, quando il razzo Atlas 5 della United Launch Alliance si sollevava dal complesso di lancio 41 della Cape Canaveral Air Force Station.
Dotate di quattro booster a propellente solido per una maggiore spinta, le 544 tonnellate di Atlas 5 sono decollate con oltre 900 tonnellate di spinta, puntando in direzione oriente nella sua corsa verso lo spazio.
Dopo poco meno di un minuto e 55 secondi di volo i quattro booster sono stati sganciati e il razzo ha continuato il suo cammino sotto la spinta del primo stadio con il suo motore RD-180 di costruzione russa.
Quattro minuti e mezzo dopo il decollo, il primo stadio veniva sganciato e si avviava il motore a idrogeno RL10 posto alla base dello stadio Centaur III portando il veicolo verso un’orbita di parcheggio di 164 x 323 km dopo 11 minuti e mezzo dal lancio.
La telemetria a questo punto era irregolare, ma non c’è stato tempo per divagazioni: dopo soli 20 minuti di volo libero il Centaur ha riacceso il motore per una spinta finale di otto minuti, catapultando l'astronave a una velocità di fuga dalla Terra di circa 36'200 km/h. Pochi istanti dopo, alle 10:46, il Mars Science Laboratory e il suo stadio di crociera interplanetaria a energia solare si è separato dal Centaur, completando la fase di lancio della missione in maniera eccelsa. Un comunicato ufficiale recita "La sonda è in comunicazione, termicamente stabile e correttamente alimentata".

Durante i quasi otto mesi e mezzo di rotta verso Marte, gli ingegneri del Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, in California, metteranno alla prova gli strumenti del rover, regoleranno la traiettoria del veicolo e modificheranno il software di controllo che è vitale per il successo della missione. La prima manovra di correzione della traiettoria sarà tra circa due settimane.

Se tutto va bene, Curiosity raggiungerà il Pianeta Rosso il 6 agosto per un tuffo mozzafiato di sei minuti nell’atmosfera marziana verso il Gale Crater.
Utilizzando uno scudo termico avanzato, in grado di sopportare temperature di ingresso di quasi 2000 gradi Celsius, il computer di bordo del rover gestirà i piccoli motori di controllo dell’assetto, per ottimizzare attivamente la rotta sulla base delle effettive condizioni atmosferiche.
Quattro minuti e 15 secondi dopo l'ingresso, ad una velocità di poco meno di 1500 km/h e un'altezza di circa 10 km, si aprirà un enorme paracadute di frenata, rallentando il tuffo della sonda ad una velocità più gestibile di 290 km/h. A quel punto, ad una altitudine di circa 1500 m, il rover e il suo "sky crane" saranno in caduta libera pronti ad accendere i motori per passare al volo frenato.

Per i controllori di volo del JPL, questo sarà il momento della verità.
Con un peso troppo grande per utilizzare airbag come quelli che hanno ammortizzato NASA Pathfinder e i rover Spirit e Opportunity, Curiosity si baserà invece su razzi di atterraggio posizionati nella parte superiore e il rover da oltre 900 kg potrà essere depositato su qualsiasi tipo di terreno.
Utilizzando un radar altimetro ad alta precisione, sensori di assetto sofisticati e complessi computer resistenti alle radiazioni, Curiosity controllerà i suoi razzi per ottenere una velocità di discesa verticale costante di 2,7 km/h.
Poco prima del touchdown, il rover sarà abbassato dalla gru con un sistema di funi che lo poseranno delicatamente sulle sue sei ruote da 50 cm di larghezza. A quel punto, le funi saranno tagliate, lo sky crane volerà via precipitando lontano e per i controllori di volo inizieranno i test e l’avvio delle funzioni di Curiosity.

L'emozionante immagine di MSL che lascia lo stadio Centaur
per iniziare il suo viaggio di 570 milioni di chilometri
verso il Pianeta Rosso [NasaTV-HD].
Grazie allo sky crane e all’ingresso atmosferico controllato, i pianificatori della missione sono stati in grado di selezionare con attenzione il target più scientificamente interessante, il Gale Crater, da un lungo elenco di candidati.
A partire dal fondo del vasto cratere e poi lentamente risalendo il picco centrale attraverso canyon e gole visibili nelle fotografie orbitali, sarà in grado di leggere la storia dell'evoluzione ambientale di Marte.
Esattamente come se guardassimo le pareti del Grand Canyon terrestre, con le sue stratificazioni, così il rover sta per essere scagliato nel passato del Pianeta Rosso. La missione dovrebbe durare almeno due anni terrestri e forse più a lungo se il rover rimanesse in buona salute e senza gravi malfunzionamenti.

L'obiettivo primario della missione è quello di determinare se Marte, a un certo punto della sua storia, abbia mai avuto un ambiente abitabile, cioè con acqua, energia e composti di carbonio presenti contemporaneamente. La presenza dei primi due è ormai consolidata, grazie alle precedenti missioni che hanno mostrato che Marte una volta era un mondo molto più caldo e umido. Ma la ricerca di composti di carbonio è una sfida molto più impegnativa.

"La promessa di Mars Science Laboratory, assumendo che tutte le cose vadano in maniera nominale, è che si possa dare la prova che un tempo potessero essere presenti ambienti potenzialmente abitabili su Marte", ha detto John Grotzinger, uno scienziato del progetto MSL. "In sostanza stiamo cercando di trovare carbonio organico, questa è la speranza del Mars Science Laboratory. Si tratta di un’ardua impresa, ma stiamo andando lassù a provarci."

2 commenti:

astro-Livio ha detto...

Mi piacerebbe sapere di che materiale é fatto quel paracadute che rallenta una sonda da 300kg da 1500km/h a 290km/h

Luigi Morielli ha detto...

Il paracadute destinato a reggere l'ingresso atmosferico su Marte è stato testato con spinte di oltre 36'800 kg nel tunnel del vento più grande del mondo presente al NASA Ames Research Center. Gli scienziati, la scorsa primavera, hanno effettuato 13 test di apertura da velocità supersoniche e il paracadute da 15 metri e mezzo di diametro ha retto tranquillamente lo stress. Il paracadute dovrà reggere il peso dei 900 kg del rover, più tutta la sovrastruttura dello Sky Crane durante la discesa supersonica nella sottile atmosfera marziana. Le particolari capacità di resistenza sono fornite da una forte fibra sintetica, chiamata Technora. Douglas S. Adams è l'ingegnere senior che ha progettato il paracadute di MSL e ha affermato che la sua creazione ha superato tutti i test a pieni voti.

Uno dei test