Tra pochi giorni ci sarà l’evento dell’anno, aspettato con trepidazione da tanti.
Nell’attesa dei 7 minuti di terrore, mi sono fatto un riassuntino sull’ingente carico scientifico di strumenti di questo rover.
Anche in caso di fallimento (crepi! lo dico per scaramanzia…) ci ritroveremo quasi tutti questi sofisticati strumenti sulle sonde a venire.
FOTOCAMERE:
MASTCAM
Camera simile a una fotografica digitale:
Electronics on board:
Le 2 fotocamere “Mast Camera” o “Mastcam” sulla Mars Science Laboratory cattureranno il terreno marziano in foto a colori ad alta e bassa risoluzione e video (10fps) ad alta definizione. Possiedono inoltre filtri monocromatici multipli settabili per analizzare i modelli di assorbimento della luce nelle diverse porzioni dello spettro elettromagnetico, e una memoria buffer per immagazzinare migliaia di immagini.
MAHLI
(Microscopio)
Mahli fornirà agli scienziati una vista ingrandita di minerali, texture e strutture nelle rocce marziane e dello strato superficiale di polvere e detriti rocciosi. L’auto-messa a fuoco, di circa 4 centimetri di larghezza (1,5 pollici di larghezza), consentirà alla fotocamera integrata di scattare immagini a colori di particolari piccoli fino a 12,5 micrometri, cioé più piccoli del diametro di un capello umano. Mahli é equipaggiata con una fonte di luce bianca, simile alla luce di una torcia elettrica, e con una fonte di luce ultravioletta, simili alla luce di una lampada abbronzante, per rendere l’imager funzionale sia di giorno che di notte. La luce ultravioletta sarà utilizzata per indurre fluorescenza onde rilevare carbonato e minerali evaporitici, entrambi i quali indicano che l’acqua ha contribuito a plasmare il paesaggio su Marte.
Obiettivo principale di Mahli sarà quello di aiutare il team scientifico nel comprendere la storia geologica del sito di atterraggio su Marte. Macli inoltre aiuterà i ricercatori a selezionare i campioni per ulteriori indagini.
MARDI
Camera di discesa
Conoscere la posizione di detriti, massi, scogliere, e altre caratteristiche del terreno acquisendola durante la fase di discesa sarà di vitale importanza per la pianificazione del percorso di esplorazione dopo che il Mars Science Laboratory sarà atterrato sul pianeta rosso. COmincerà a funzionare non appena verrà espulso lo scudo termico.
SPETTROMETRI:
APXS (Alpha Particle X-Ray Spectrometer)
Questo strumento misurerà l’abbondanza degli elementi chimici nelle rocce e nei terreni. Finanziato dall’Agenzia Spaziale Canadese, le APXS sarà messo in contatto con i campioni di roccia e di terreno su Marte. Tali campioni saranno esposti a un flusso di particelle alfa e raggi X emessi durante il decadimento radioattivo dell’elemento Curium contenuto nell’APXS. I raggi X sono un tipo di radiazione elettromagnetica, come la luce e microonde. Le particelle alfa sono nuclei di elio, composte da 2 protoni e 2 neutroni. Quando i raggi X e particelle alfa interagiscono con gli atomi del materiale di superficie, spingono gli elettroni fuori dalle loro orbite, producendo un rilascio di energia sotto forma di emissione di raggi X che possono essere misurati con rivelatori. Le energie dei raggi X consentiranno agli scienziati di identificare tutti i più importanti elementi costituenti le roccie, dal sodio via via agli elementi più pesanti.
APXS effettuera i rilevamenti sia di giorno che di notte. La testa del sensore è progettato per essere più piccola di una lattina e conterrà un rivelatore altamente sensibile di raggi X al centro di una matrice di sorgenti curio. Più lo strumento viene tenuto in posizione sulla superficie di un campione di roccia o di terreno, e più chiaramente il segnale dal campione potrà essere determinato. La maggior parte delle misurazioni apxs richiederà due o tre ore per rivelare tutti gli elementi, comprese le piccole quantità di oligoelementi. Dieci minuti di funzionamento saranno invece sufficienti per un rapido sguardo agli elementi costitutivi principali.
L’ APXS è progettato per lavorare in concerto con gli altri sul braccio robotico e nel corpo del Mars Science Laboratory rover, insieme allo strumento Chemin e al Dust Removal Tool (pennello/spazzola). Gli scienziati utilizzeranno i APXS per caratterizzare e selezionare campioni di roccia e terra e quindi esaminare gli interni delle rocce a seguito di spazzolatura. Analizzando la composizione elementare delle rocce e dei terreni, gli scienziati cercheranno di capire come le roccie si sono formate e se sono state ulteriormente modificate dal vento, acqua o ghiaccio. Le APXS sui precedenti NASA Mars Exploration Rovers hanno già fornito la prova che l’acqua ha svolto un ruolo importante nel passato geologico di Marte. Due precedenti missioni su Marte montavano a bordo le versioni precedenti di Alpha Particle X-Ray Spectrometer. Il primo è stato l’ Alpha Proton X-Ray Spectrometer , lanciato per la missione Mars Pathfinder nel 1996. Il secondo é stato APXS , a bordo di entrambi i Mars Exploration Rovers che sono arrivati sul pianeta rosso nel mese di gennaio 2004.
ChemCam
Una soluzione di analisi mai provata prima.
(Chemistry and Camera), uno strumento composto da un laser, un telescopio ed un analizzatore di spettro in grado di studiare le rocce che si trovano ad altezze superiori a 9 metri e fuori dalla portata degli altri strumenti di Curiosity.
ChemCam produrrà un raggio laser in grado di vaporizzare le rocce anche di 1mm di area e di analizzare la composizione chimica dei frammenti liberati sotto forma di plasma.
Da 7 metri di distanza, ChemCam sarà in grado di:
- identificare rapidamente il tipo di roccia in fase di studio (ad esempio, se è vulcanica o sedimentaria);
- determinare la composizione dei suoli e dei ciottoli;
- misurare l’abbondanza di tutti gli elementi chimici, inclusi i microelementi e quelle che potrebbero essere pericolosi per l’uomo;
- riconoscere ghiaccio e minerali con molecole di acqua nelle loro strutture cristalline;
- misurare la profondità di azione degli agenti atmosferici sulle rocce, e fornire l’assistenza visiva durante la perforazione delle stesse.
Il chemcam é montato sul “palo” principale del robot; il pacchetto albero può essere inclinato o ruotato come necessario per una visione ottimale della roccia.
La luce sviluppata dal plasma viaggerà dal telescopio lungo un collegamento in fibra ottica fino all’interno del rover dove sono installati tre spettrografi per dividerla nelle sue lunghezze d’onda costituenti, per l’analisi chimica.
CheMin
(Chimica e mineralogia)
Progettato per essere delle dimensioni di un computer portatile all’interno di una custodia per il trasporto, lo strumento di Chimica e Mineralogia dovrà individuare e misurare le abbondanze dei minerali su Marte. Una ruota rotante al centro del corpo rettangolare porterà roccia e campioni di suolo al suo interno per l’analisi chimica.
I minerali sono indicativi delle condizioni ambientali che esistevano quando le roccie si sono formate. Ad esempio, olivina e pirosseno, due minerali primari del basalto, si formano quando la lava si solidifica. La Jarosite, che si trova nelle rocce sedimentarie analizzate dal rover Opportunity della NASA su Marte, é un precipitato che si forma in presenza di acqua. Altro esempio, il gesso è un minerale che contiene calcio, zolfo, e acqua. Anidrite è un minerale di calcio e zolfo senza acqua nella sua struttura cristallina. Chemin sarà in grado di distinguere i due.
Per preparare i campioni di roccia per l’analisi, il rover sarà in grado di perforare le rocce, raccogliere la polvere risultante fine, setacciarla, e consegnarla a un porta-campioni. Si utilizzerà un misurino per la raccolta del suolo. Chemin sarà quindi indirizzare un fascio di raggi X sottile come un capello umano attraverso il materiale in polvere. I raggi X, come la luce visibile, sono una forma di radiazione elettromagnetica. Essi hanno una lunghezza d’onda molto più breve che non può essere visibile ad occhio nudo. Quando il fascio di raggi X interagiranno con il campione di roccia o terreno, alcuni dei raggi X saranno assorbite dagli atomi nel campione e riemesse come fluorescenza ad energie che sono caratteristiche degli atomi particolari presenti.
Nella diffrazione dei raggi X, alcuni raggi rimbalzano via con un angolo distintivo della struttura cristallina contenuta nel campione. Ad esempio, se il salgemma (comune sale da tavola, o NaCl), é stato collocato in Chemin, lo strumento produrrebbe un pattern di diffrazione che identifica la struttura di salgemma.
SAM
(sample Analysis at Mars)
Occupa metà del payload scientifico del rover. E’ composto da un gascromatografo, uno spettrometro di massa e uno spettrometro laser, tutti strumenti che si trovano abitualmente in un laboratorio di biologia e infatti analizzeranno automaticamente i campioni di suolo marziano che il rover estrarrà dal terreno alla ricerca di elementi e molecole tipiche di organismi viventi (idealmente simili a quelli terrestri). Finalizzato alla ricerca dell’elemento carbonio, tra cui il metano, e di idrogeno, ossigeno e azoto che sono associati con la vita.
RIVELATORI DI RADIAZIONE:
RAD
(Radiation Assessment Detector)
Circa delle dimensioni di un tostapane, il rivelatore guarderà verso il cielo e utilizzerà un insieme di rivelatori al silicio impilati e di un cristallo di ioduro di cesio per misurare i raggi cosmici galattici e le particelle solari che passano attraverso l’atmosfera marziana, come protoni, ioni energetiche di vari elementi, neutroni e raggi gamma. Questo include non solo la radiazione diretta dallo spazio, ma anche la radiazione secondaria prodotta dall’interazione della radiazione nello spazio con l’atmosfera marziana e le rocce superficiali ed il terreno. Questo servirà per comprendere i rischi connessi alla futura esplorazione / colonizzazione umana del pianetà nonché la possibilità di sviluppo microbico.
Una pila di sottili rivelatori al silicio e un piccolo blocco di cesio ioduro permetterà di misurare le particelle cariche ad alta energia provenienti attraverso l’atmosfera marziana. Le particelle passano attraverso i rivelatori e perdono energia producendo impulsi di elettroni o luce. Un processore del segnale interno analizza gli impulsi per identificare e misurare l’energia di ciascuna particella. Oltre ai neutroni che identificano raggi gamma, protoni e particelle alfa (frammenti subatomiche composte da 2 protoni e 2 neutroni, identici a nuclei di elio), RAD identificherà ioni pesanti fino al ferro nella tavola periodica. Il RAD sarà leggero e ad alta efficienza energetica in modo da utilizzare al minimo le risorse energetiche del rover.
DAN
(Dynamic Albedo of Neutrons )
Uno strumento in grado di sparare nel sottosuolo fasci di neutroni e di rilevarne il ritorno, infatti una diminuzione di velocità potrebbe essere indice della presenza di acqua e di idrogeno. Gli scienziati stimano che, vicino ai poli di Marte, ghiaccio d’acqua costituisca il 30 per cento al 50 per cento dei depositi superficiali del sottosuolo.
(CONTINUA… )
Image credits: NASA / JPL-Caltech / MSSS
