Martedì sera, gli ingegneri dello Space Flight Operations Facility del Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, in California, hanno inviato i loro comandi finali al rover Opportunity su Marte. Senza alcun segnale ricevuto in risposta dal rover dormiente, la NASA ha annunciato ufficialmente la fine della missione oggi.
"Dichiaro completa la missione Opportunità, e con essa la missione Mars Exploration Rover completa", ha dichiarato Thomas Zurbuchen, amministratore associato della NASA. "Devo dirtelo, questo è un momento emozionante."
Il rover ha perso il contatto con la Terra il 10 giugno 2018. Una tempesta di polvere su Marte ha oscurato i cieli di albicocca del quarto pianeta dal sole, facendo morire di fame i pannelli solari del rover dalla luce solare necessaria. L'agenzia mantenne una veglia nella speranza che, una volta placata la tempesta, il rover potesse risvegliarsi. Durante i mesi successivi, la NASA fece esplodere una serie di comandi al rover - 835 in tutto - nel caso in cui un segnale potesse essere ricevuto e le operazioni fossero riprese. Dopo otto mesi di silenzio, l'agenzia ha deciso di pronunciare l'ora della morte e dire addio al robot.
L'opportunità è la metà di una missione a due rover chiamata Mars Exploration Rovers (MER). I rover sbarcarono separatamente su Marte nel gennaio 2004. Opportunità sbarcò nel Meridiani Planum vicino all'equatore marziano. Spirit, il suo gemello, è atterrato a metà del pianeta, presso il cratere Gusev. Le missioni primarie di rover dovevano durare 90 giorni su Marte, o sol (circa 24 ore e 40 minuti). Duemila sol dopo, Spirit stava ancora rimandando la scienza sulla Terra, perdendo finalmente contatto nel 2010. L'opportunità sopravvisse su Marte per oltre 15 anni.
Oggi ci sono otto veicoli spaziali delle agenzie spaziali del mondo su orbita attorno a Marte, con una manciata pronta per il lancio il prossimo anno, incluso il rover Mars 2020 della NASA. Una frontiera sottomessa da esploratori robotici, Marte ha poca somiglianza con il pianeta che conoscevamo nel 2000, quando fu concepita la missione MER. All'epoca, un singolo veicolo spaziale circondava il pianeta rosso: il solitario Mars Global Surveyor. Le due precedenti missioni NASA di alto profilo su Marte erano fallite entrambe. Mars Polar Lander si schiantò contro il pianeta e Mars Climate Orbiter svanì, bruciato nell'atmosfera marziana o deviato nello spazio.
Ingegneri della NASA che installano pannelli solari sul rover Opportunity, 10 febbraio 2003. (NASA / JPL) Il MER è arrivato in seguito a proposte di missione fallite di Ray Arvidson, professore alla Washington University di St. Louis; Larry Soderblom della US Geological Survey; e Steve Squyres, professore alla Cornell University. Ognuno dei tre era stato battuto da David Paige dell'Università della California, a Los Angeles, il cui sfortunato Mars Polar Lander era stato selezionato per il volo dalla NASA.
"Durante un incontro [American Geophysical Union], ho fermato Steve nella sala", dice Arvidson. “Ho detto, 'Sono un perdente abbastanza dolorante. E tu?' E quello fu l'inizio. ”Arvidson, Squyres e Soderblom unirono le loro varie squadre e iniziarono a scrivere una proposta congiunta per ottenere un rover sulla superficie marziana.
"Prima di Spirit and Opportunity, c'era una sensazione di desiderio di entrare in superficie in modo da poter capire cosa ci stavano dicendo i dati orbitali", afferma Arvidson. “Vedere Marte da quattrocento chilometri sopra la superficie è diverso dal guardare le trame rocciose e le dimensioni della lettiera incrociata e delle particelle e i dettagli della mineralogia e separare le rocce. Ecco come facciamo la geologia sulla Terra. Sarebbe molto difficile capire la Terra come facciamo solo dai dati orbitali, forse impossibile. "
Ci sono voluti cinque tentativi per ottenere una proposta di missione, evolvendosi infine in una sola Rover Exploration su Marte. Squyres, il principale investigatore della missione, alla fine convinse Dan Goldin, allora amministratore della NASA, a inviare due rover in caso di fallimento.
Il 7 luglio 2003, la NASA ha lanciato la sua seconda Mars Exploration Rover, Opportunity, a bordo di un veicolo di lancio Delta II. (NASA) I due esploratori robotici furono costruiti dal Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA, che aveva precedentemente atterrato la navicella spaziale Mars Pathfinder e il suo rover compagno, Sojourner, nel 1997. Pathfinder, che durò 85 giorni, ebbe un enorme successo nell'immaginazione pubblica. Il suo piccolo rover Sojourner percorse un enorme centinaio di metri, che era cento metri più lontano di qualsiasi cosa avesse mai attraversato Marte. La missione è arrivata a $ 150 milioni di dollari e "più veloce, migliore, più economico" è diventato il mantra dell'agenzia. Dopo i fallimenti di Mars Polar Lander e Mars Climate Orbiter, gli ingegneri hanno aggiunto cupamente al mantra: "... scegli due."
Il MER sarebbe diventato una missione da 820 milioni di dollari per entrambi i rover - la costruzione attraverso la missione primaria - che era un affare incredibile, soprattutto considerando l'inaspettata longevità del veicolo spaziale. (Per fare un confronto, i Vichinghi 1 e 2, lanciati nel 1975, erano lander multimiliardari se adeguati all'inflazione.)
Nell'estate del 2003, con la meccanica celeste favorevole e il cielo sopra Cape Canaveral libero, i due veicoli spaziali lasciarono la Terra per la loro nuova casa su un altro mondo.
Ruote a terra
"Quando ero al liceo, questi rover sono atterrati", afferma Heather Justice, il principale driver rover per Opportunity presso JPL. “Questa è stata la prima grande cosa della NASA che ho visto che mi ha davvero fatto pensare al lavoro nello spazio o nella robotica. E ricordo di aver pensato in quel momento, forse un giorno farò qualcosa del genere. Non pensavo che sarebbe stata quella missione. Avrebbero dovuto durare solo 90 giorni! ”
Ogni rover è atterrato usando paracadute supersonici per rallentare e poi gli airbag che sono esplosi verso l'esterno da tutti i lati prima che l'astronave si scontrasse con il pianeta. I rover colpiscono Marte come meteoriti meno distruttivi del mondo, rimbalzando e saltando sulla superficie del pianeta come un paio di dadi nel gioco di alcuni giganti. L'opportunità si stabilì infine nel cratere dell'Aquila sul Meridiani Planum.
La Mars Exploration Rover Opportunity della NASA ottenne questa visione del proprio scudo termico durante il 325 ° giorno marziano del rover (22 dicembre 2004). La struttura principale dello scudo usato con successo è all'estrema sinistra. Ulteriori frammenti dello scudo termico si trovano nella parte superiore centrale dell'immagine. Il segno di impatto dello scudo termico è visibile appena sopra ea destra dell'ombra in primo piano dell'albero della telecamera di Opportunity. Questa vista è un mosaico di tre immagini scattate con la telecamera di navigazione del rover. (NASA / JPL) "Non c'era alcuna garanzia di successo in questi sbarchi", afferma Wendy Calvin, un membro del team scientifico MER che si è unito al progetto un anno prima del lancio del veicolo spaziale. “Siamo appena usciti da questi due orribili fallimenti e c'era davvero la sensazione che questo potesse essere un altro. Abbiamo dimostrato la nostra ingegneria con così tanto successo, così tante volte da allora che la gente dimentica che nel 2004, ci siamo messi alla prova chiedendoci come sarebbe andata. Nessuno ha previsto che gli sbarchi avrebbero avuto un successo così spettacolare come loro. ”
Prima della missione, spiega, gli scienziati planetari avevano alcune idee su Marte, su come funzionava come un pianeta e su come appariva dalla superficie. "Le prime immagini dal sito di atterraggio Opportunity sono state davvero sorprendenti perché era un pianeta dall'aspetto così diverso", afferma. "Ho tenuto conferenze al pubblico prima dell'atterraggio e ho detto di non essere sorpreso se sembrava il sito di atterraggio di Sojourner o il sito di sbarco dei vichinghi. Ma il sito di atterraggio Opportunity era davvero molto diverso. Ed è stato davvero bello. "
Il team scientifico ha scelto di sbarcare a Meridiani perché Mars Global Surveyor ha trovato prove spettrali dell'ematite cristallina in quella posizione. "All'epoca si è discusso molto su quale fosse la causa", afferma Calvin. “Era interazione roccia-acqua? Era vulcanico? Non credo che abbiamo capito la storia e il ciclo dell'acqua di Marte. C'erano molti più dettagli nella storia geologica di quanto ci aspettassimo prima della missione. "
L'ematite è un ossido di ferro, comunemente estratto sulla Terra come minerale. Poiché i minerali si formano dalle interazioni acquatiche su questo pianeta, la speranza era che un tempo potesse esserci stata acqua a Meridiani. All'inizio degli anni 2000, alcuni scienziati si aspettavano di trovare grossi pezzi di ematite sulla superficie. Ciò che aspettava lì era un po 'più insolito: piccole sferule grigiastre misurate in millimetri e incastonate nell'arenaria distribuite sulla superficie. Gli scienziati li hanno soprannominati mirtilli, grazie alla loro tonalità blu in immagini a falsi colori, e loro - non massi - erano la fonte di ematite rilevata dall'orbita. I depositi sono stati probabilmente creati dall'acqua che scorre attraverso l'arenaria e poi rivelati dagli agenti atmosferici. Era una (metaforica) miniera d'oro geologica, le prove suggeriscono in modo schiacciante che questo posto era un tempo caldo e umido.
Le piccole sferule sulla superficie marziana in questa immagine ravvicinata si trovano vicino al cratere di Fram, visitato dall'opportunità di esplorazione della Marte della NASA nell'aprile 2004. Questi sono esempi delle concrezioni minerali soprannominate "mirtilli". L'indagine di Opportunity sulle concrezioni ricche di ematite durante la missione principale di tre mesi del rover all'inizio del 2004 ha fornito prove di un antico ambiente acquoso. (NASA / JPL-Caltech / Cornell / USGS) "Dall'orbita, è una pianura!" Dice Arvidson. “Non avevamo idea di quale fosse la deposizione ambientale. Ci vuole andare laggiù e guardare le rocce sulla scala dei grani, cercare laminazioni e crepe di fango e tutto il resto che non si può fare dall'orbita. In particolare ... seguendo l'acqua e raggiungendo l'abitabilità, non è possibile farlo in modo completo dai dati orbitali. "
"Per me", dice Calvin, "le due grandi scoperte sono che la firma dell'ematite scoperta dall'orbita si trova in queste sferule e che abbiamo trovato, con lo Spirito, luoghi che erano fondamentalmente prese d'aria vulcaniche con silice quasi pura." coinvolgere l'acqua calda che interagisce con la roccia avrebbe favorito l'abitabilità - un possibile ecosistema di supporto vitale su Marte milioni e milioni di anni fa, la cui ombra rimane oggi come cicatrici e sottili indizi incorporati nella roccia.
Andando la distanza
La silice fu scoperta per caso, un effetto collaterale fortuito di una ruota difettosa sullo Spirito del rover. La ruota si bloccò e, mentre le altre cinque ruote la trascinavano, una strana trincea bianca fu scolpita nella terra marziana. Entrambi i rover hanno avuto problemi con la stessa ruota, sia in rotazione che in sterzo, secondo Bill Nelson, responsabile tecnico del progetto MER. “Su Spirit, la ruota anteriore destra non girerebbe, ma sterzerebbe. Su Opportunity, cambierebbe ma non sterzerebbe. Quindi abbiamo presentato una NASA Lessons Learned che diceva che dovremmo iniziare a lasciare la cattiva sesta ruota e fare solo rover a cinque ruote in futuro. ”
Dopo che il rapporto è stato rivisto, Nelson afferma, "abbiamo presto scoperto che la NASA non ha un senso dell'umorismo misurabile".
Un autoritratto di Mars Exploration Rover Spirit della NASA mostra i pannelli solari che brillano ancora alla luce del sole marziana e trasportano solo una sottile impiallacciatura di polvere due anni dopo l'atterraggio del rover e hanno iniziato a esplorare il pianeta rosso. (NASA / JPL-Caltech / Cornell) Ma, secondo l'ingegnere capo, anche le ruote del rover hanno fornito preziose informazioni sulla disciplina della terrameccanica, una chiave per guidare su altri pianeti. “Questa è un'area in qualche modo esoterica dell'ingegneria meccanica in cui studi l'interazione tra le ruote e il terreno e come le cose si incastrano o si spostano, o come si muovono, scivolano e così via. Tra la nostra modellistica ed esperienza abbiamo dato un contributo reale lì. "
Opportunity getta una lunga ombra su tutti i rover Mars successivi, stabilendo un gold standard dell'ingegneria JPL. Versioni personalizzate del suo software di mobilità sono utilizzate sui rover Curiosity e sull'imminente Marte 2020. Quindici anni di meticolose misurazioni della polvere marziana e dei suoi effetti saranno preziosi per le future missioni. E poi c'è la durata del rover.
"Abbiamo stabilito il record fuori dal mondo per la distanza", dice Nelson. “Abbiamo percorso oltre 45 chilometri. Quasi due anni fa, siamo stati i vincitori della prima maratona di Marte, e mi aspetto che manterremo quel record per un bel po 'di tempo a venire. Sinceramente non credo che Curiosity abbia molte speranze di viaggiare quasi fino a noi, e non è nemmeno chiaro che anche Mars 2020 lo farà. "
La distanza percorsa è stata un moltiplicatore scientifico. "Questo è stato un rover che è durato a lungo", afferma John Callas, project manager MER di JPL. “La NASA aveva il requisito che per raggiungere il pieno successo della missione, dovevi percorrere almeno 600 metri. Quindi abbiamo progettato questo sistema di rovering per percorrere un chilometro, ed eravamo totalmente al settimo cielo per avere quel tipo di capacità su Marte. Non avremmo mai immaginato di poter percorrere oltre 45 chilometri. Abbiamo guidato finora.
Questa scena della telecamera panoramica (Pancam) su Mars Exploration Rover Opportunity della NASA guarda indietro verso una parte del bordo ovest del cratere Endeavour che il rover ha guidato lungo, dirigendosi verso sud, durante l'estate del 2014. (NASA / JPL-Caltech / Cornell Univ ./Arizona State Univ.) Il cratere d'aquila, dove è atterrato Opportunity, è geologicamente nel periodo esperio, il periodo medio della storia di Marte, approssimativamente in concomitanza con l'Eone Archeano sulla Terra. Nel 2011, il rover Opportunity ha raggiunto il cratere Endeavour, che è la roccia del periodo noachiano, dove è possibile studiare la più antica geologia su Marte. Gli ultimi otto anni sono stati come una missione bonus, praticamente un terzo veicolo della flotta MER. "In un certo senso", afferma Callas, "guidando questo rover finora, siamo stati in grado di guidare indietro nel tempo e studiare geologia molto più antica."
Uno dei maggiori contributi di questa missione, dice Callas, è un intangibile. Ogni giorno, scienziati e ingegneri si svegliano e vanno a lavorare su Marte. Ogni giorno viene appreso qualcosa di nuovo e Marte diventa un po 'più parte del nostro mondo. “Fino a gennaio 2004, abbiamo avuto queste visite occasionali su Marte. I lander vichinghi negli anni settanta. Pathfinder nel 1997. Abbiamo tentato di tornare nel 1999 con Polar Lander. Con MER, non solo abbiamo visitato la superficie di Marte, ma siamo rimasti lì. Ogni giorno, nuove informazioni sulla superficie di Marte arrivano da alcune risorse di superficie. Siamo entrati nell'era dell'esplorazione quotidiana sostenuta della superficie di Marte. "
Quindici anni di attività senza alcuna stazione di servizio in vista sarebbero stati un tratto sorprendente e di successo per qualsiasi veicolo, per non parlare di uno che rotolava nei climi inospitali di Marte. Il mondo fulvo, ghiacciato e morto che ha salutato Opportunity è stato completamente cambiato agli occhi della terra. Quella che una volta era la luna inerte, ma rossa, ora è un pianeta in cui l'acqua un tempo scorreva liberamente e in abbondanza. La domanda non è più: Marte era bagnato? Il rover Opportunity ha permesso agli scienziati di chiedere invece: qualcosa ha nuotato in quelle acque e come lo troviamo?
