Obiettivi della missione
L'ESA ha due obiettivi principali per la missione ExoMars. Innanzitutto, l’agenzia sta utilizzando la missione come test per sviluppare una tecnologia che sarà utile per i futuri sbarchi su Marte. In secondo luogo, gli scienziati aiutano a trovare e misurare un livello rilevabile di metano e altri gas che sono indicatori della vita biologica e dei processi geologici attivi.
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Trace Gas Orbiter (TGO)
Come suggerisce il nome, la navicella spaziale Trace Gas Orbiter (TGO) è progettata per rilevare e misurare le tracce di gas nell'atmosfera marziana. Girerà attorno al pianeta per i prossimi quattro anni in un'orbita ellittica a 400 chilometri sopra la superficie del pianeta. Durante questo periodo, il TGO utilizzerà una strumentazione all’avanguardia in grado di rilevare componenti atmosferici come metano, vapore acqueo, ossidi di azoto, acetilene e altro ancora. Questi ultimi strumenti sono estremamente sensibili e forniscono dati tre volte più accurati rispetto alle misurazioni precedenti. Il TGO monitorerà inoltre i cambiamenti stagionali nella composizione del gas atmosferico e i cambiamenti di temperatura, consentendo agli scienziati di sviluppare un modello atmosferico dettagliato per il pianeta rosso.
Sebbene il suo focus sia l’atmosfera, il TGO punterà i suoi strumenti verso il pianeta sottostante in uno studio che mapperà l’idrogeno sotterraneo situato fino a un metro sotto la superficie di Marte. Questi dati verranno utilizzati per identificare sacche di acqua e ghiaccio nascoste sotto la superficie. Queste aree potrebbero aiutare gli scienziati a scegliere punti di atterraggio sicuri per missioni future, nonché a scoprire fonti sotterranee di gas in traccia presenti nell’atmosfera. Infine, il TGO fungerà da punto di contatto per le telecomunicazioni tra il lander Schiaparelli su Marte durante la sua discesa e l'arrivo del rover ExoMars nel 2020. La missione del TGO terminerà nel 2022 dopo che la navicella spaziale avrà inviato i dati finali dal rover ExoMars.
Schiaparelli Mars Lander
A differenza del TGO, progettato per studi scientifici e telecomunicazioni, lo Schiaparelli Mars Lander è la cavia dell’ESA. La sua missione principale è testare le tecnologie che l'agenzia ha sviluppato per le sue missioni su Marte. Queste tecnologie includono la protezione termica esterna exoshell del modulo, il sistema di paracadute che rallenterà il modulo durante la discesa, l'altimetro radar Doppler che manterrà traccia delle altitudini del modulo durante la discesa e i propulsori a propulsione liquida che inseriranno i freni durante la discesa e consentiranno al modulo di atterrare con un leggero urto e non con un incidente.
Quando il lander inizierà la sua discesa nell'atmosfera maritana, saranno presenti diversi pacchetti di strumentazione raccogliendo dati su come il modulo sta gestendo le condizioni estreme che incontrerà durante la discesa. L'Atmospheric Mars Entry and Landing Investigations and Analysis (AMELIA) monitorerà i sensori tecnici del veicolo spaziale durante la discesa per raccogliere dati atmosferici, mentre il pacchetto strumentale combinato di sensori aerotermici e radiometrici (COMARS+) misurerà la pressione, la temperatura superficiale e il flusso di calore sulla superficie esterna del modulo. C'è anche una telecamera di discesa che catturerà la superficie di atterraggio e immagini dell'atmosfera da una varietà di altitudini.
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Se atterrerà con successo, il modulo Schiaparelli verrà utilizzato per la raccolta dei dati di superficie, ma solo in un ambito limitato. Il lander Schiaparelli non dispone di una fonte di energia a lungo termine e può funzionare solo utilizzando l’alimentazione a breve termine fornita dalle batterie monouso del modulo. A causa dei limiti di dimensione, il modulo ha solo un piccolo set di sensori e strumenti scientifici che effettueranno misurazioni da due a otto sol (giorni marziani) una volta in superficie. Durante la sua prima e unica settimana, il lander utilizzerà il carico utile di superficie: caratterizzazione delle polveri, valutazione dei rischi e Strumentazione Environment Analyser on the Martian Surface (DREAMS) per misurare la velocità del vento, la direzione del vento e la superficie temperatura. Il pacchetto DREAMS è anche in grado di misurare i campi elettrici superficiali e il modo in cui interagiscono con la polvere superficiale in modo che gli scienziati possano saperne di più sulle tempeste di polvere marziane.
Una volta che il modulo Schiaparelli si esaurirà, la raccolta dei dati di superficie si concluderà rapidamente. Il suo lavoro sarà terminato, ma il lander non sarà dimenticato poiché è dotato di retroriflettori laser che renderanno facile per la futura navicella spaziale su Marte individuare facilmente il modulo secondo necessità.
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