Martedì 25 Settembre 2018
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Curiosity e la campagna a Vera Rubin Ridge

Il Monte Sharp, ripreso da Curiosity nel sol 1903.
Il Monte Sharp, ripreso da Curiosity nel sol 1903. Crediti: NASA / JPL / MSSS - Processing by Sean Doran

È passato molto tempo dal mio ultimo aggiornamento eppure, anche se di cose ne sono successe, il rover della NASA Curiosity sta ancora esplorando un affioramento chiamato Vera Rubin Ridge.

Nel mese di giugno 2017, Curiosity si stava avvicinando alla formazione formalmente chiamata "Hematite Ridge", meglio nota come "Vera Rubin Ridge" in onore dell'astronoma statunitense scomparsa.
Dopo la congiunzione solare che ha rallentato le operazioni per circa un mese, bloccando le comunicazioni con la Terra, il rover ha percorso più di 600 metri lungo la base dell'affioramento per posare le ruote sulla cresta nel sol 1809 (7 settembre 2017).

Curiosity Sol 1726 - Vera Rubin Ridge

Curiosity sol 1726 (14 giugno 2017): Vera Rubin Ridge
Crediti: NASA / JPL / MSSS / Thomas Appéré

Per gli scienziati planetari avere a disposizione pareti verticali da esplorare, cioè delle stratigrafie a cielo aperto, è sempre un'occasione ghiotta!
Uno dei punti chiave di questa zona è la presenza di ematite, rilevata prima di tutto dall'orbita. Questo minerale, un ossido del ferro che sulla Terra può formarsi in presenza d'acqua per attività idrotermale o per sedimentazione, potrebbe far ulteriormente luce sul passato del cratere Gale e di Marte.

Vera Rubin Ridge, anaglifo sol 1745

Vera Rubin Ridge, anaglifo sol 1745
Crediti: NASA/JPL-Caltech - Processing: Elisabetta Bonora & Marco Faccin / aliveuniverse.today

Purtroppo le operazioni scientifiche sono state e sono tuttora influenzate dal problema che preclude l'utilizzo del trapano, presente da dicembre 2016.
Lo strumento aveva funzionato l'ultima volta su Sebina, durante il sol 1495 (20 ottobre 2016); poi, la punta era rimasta bloccata mentre si tentava di prelevare un campione dal target chiamato Precipice.

La causa del malfunzionamento sembra essere legata al blocco di un freno del meccanismo adibito ad estendere e ritrarre la punta.
Steven Lee, vice-capo del progetto, aveva commentato:
"I meccanismi sul braccio di Curiosity sono un miracolo di integrazione e miniaturizzazione ma lo spazio a disposizione ha consentito di inserire solo pochi sensori. Sul sol 1536, tutto quello che sappiamo è che la corrente scorreva generando una coppia ma la coppia non produceva movimento. Il rover ha rilevato correttamente il problema interrompendo le operazioni, dichiarando un errore e restando in attesa di ulteriori istruzioni dalla Terra"

Le anomalie sul trapano non sono del tutto sconosciute al team.
In base a quanto riportato da Emily Lakdawalla nel suo blog, un problema abbastanza serio si era presentato ancor prima del lancio durante dei test di laboratorio con un trapano di prova: in quel caso, una boccola rotta aveva provocato un corto circuito potenzialmente pericoloso. Ormai, però, era troppo tardi per intervenire sul rover e gli ingegneri non poterono far altro che prendere solo delle precauzioni per scaricare l'eventuale corrente in eccesso a terra. Successivamente, un sovraccarico venne rilevato anche su Marte nel sol 911 (27 febbraio 2015) ma, proprio a causa della carenza di sensori citata da Lee, il team non riuscì mai a determinare se l'origine del problema fosse la stessa vista durante le prove pre-lancio.

In ogni caso, da allora, venne utilizzata maggior cautela, per esempio trapanando con percussioni leggere per aumentare il livello solo se necessario. La squadra iniziò anche a sperimentare diverse tecniche di perforazione, fino a quando un utilizzo rotativo della punta bloccò le operazioni su Precipice.

La causa dovrebbe essere, come ho scritto, un freno bloccato: i freni, due piastre premute l'una con l'altra (quasi come la frizione delle nostre auto), agiscono infatti durante la perforazione per evitare che la punta torni indietro. Tuttavia, per la carenza di sensori e dal momento in cui nessuno può andare su Marte a controllare di persona, questa rimane solo la supposizione più probabile. Secondo gli ingegneri, all'origine di tutto poteva esserci un componente fuori posto o un pezzo di detriti.

Fatto è che Curiosity è stato costretto a lavorare per quasi un anno più come un vecchio Mars Exploration Rover che come un robot con funzionalità avanzate quale dovrebbe essere: scienza "touch and go", imaging e telerilevamento e guida ma niente campioni di rocce.

Ad un certo punto il team era riuscito a ritirare la punta e si stava preparando ad inviare nuovi comandi.
Curiosity era nei pressi del target Ogunquit Beach nella zona delle dune, intento a setacciare un po' di sabbia da consegnare al SAM (Sample Analysis at Mars). Anche se le operazioni erano routine, i movimenti oscillatori che il rover usa per trasferire il materiale non devono aver giovato alle condizioni del trapano, la cui alimentazione iniziava a comportarsi in modo strano e "peggio di prima", con conseguente interruzione di ogni attività.

Determinante per distendere gli animi è stato il periodo della congiunzione solare, una pausa forzata durante la quale gli ingegneri hanno potuto concentrarsi meglio sui test di laboratorio.
Curiosity ha passato tutte e tre le settimane della congiunzione con il trapano verso l'alto e quando sono riprese le operazioni il team ha programmato un nuovo tentativo di estensione che, questa volta, è avvenuto con successo.

Curiosity: la punta del trapano si estende di nuovo

Una comparazione di due immagini riprese prima e dopo la congiunzione (sol 1757 e 1780) che mostra come la punta del trapano sia stata estesa con successo.
Crediti: NASA / JPL / MSSS / Emily Lakdawalla

Nel frattempo, la squadra ha iniziato a cercare un modo alternativo per prelevare i campioni di roccia perché il normale utilizzo del trapano resta un'incognita. D'altra parte l'alimentazione dello strumento non è del tutto morta, a volte risponde bene ma rimane inaffidabile.

Una soluzione potrebbe essere spingere il trapano con la punta già estesa ed in rotazione sulla roccia applicando una forza con il braccio robotico di Curiosity, proprio come i nostri trapani a colonna.
Il braccio sarebbe in grado di seguire un movimento fluido e rettilineo anche se probabilmente il foro non risulterebbe perfetto come i precedenti. Se la roccia fosse un po' dura, l'estrazione della punta potrebbe risultare più difficoltosa ma in ogni caso sembra un'ottima idea per tornare ad usare il trapano su Marte! Sì, ma c'è un però... come fare per consegnare i campioni al SAM per le analisi?

Prima il materiale veniva accumulato dentro il cilindro in cui scorre la punta: una volta terminata la perforazione, la punta veniva ritratta ed il campione scendeva direttamente nel CHIMRA (Collection and Handling for In-Situ Martian Rock Analysis), lo strumento che porziona e setaccia prima della consegna al SAM. Ora, però, la punta resta estesa e, di conseguenza, Curiosty può solo consegnare il campione direttamente al SAM, senza passare per il CHIMRA, allineando il trapano al contenitore e facendo ruotare la punta al contrario per lasciar cadere la polvere. Tuttavia, in questo caso, insorgono altre due problematiche.
La prima è quella che preoccupa meno: i grani non sarebbero setacciati ma i test di laboratorio con diversi tipi di roccia hanno dimostrato che la granulometria dovrebbe comunque rimanere abbastanza uniforme ed appropriata. Il secondo riguarda l'impossibilità di sapere quanto materiale cade all'interno del contenitore per le analisi. E questo è più problematico perché alcuni esperimenti del SAM sono molto sensibili alla quantità. Tuttavia, nonostante i dubbi e dopo aver esplorato varie soluzioni, questa rimane per ora la proposta migliore: ancora non sappiamo però quando il team deciderà di prelevare un nuovo campione su Marte.

C'è da aggiungere che, anche se crea meno preoccupazione, durante i test pure il motore che gestisce il mandrino del trapano ha dimostrato un comportamento intermittente. Questo viene utilizzato solo qualora ci fosse la necessità di sostituire la punta o perché usurata o perché rimasta incastrata in una roccia.

Al grande problema con il trapano si sono aggiunti vari inconvenienti di comunicazione con la Terra e il Deep Space Network della NASA ed il fallimento per tre volte della consegna di un campione del target Ogunquit Beach al SAM. Sempre sul materiale prelevato da Ogunquit Beach è stato anche eseguito un esperimento di derivatizzazione, il cui obiettivo è rilevare la presenza di grandi molecole organiche (tipo gli idrocarburi policiclici aromatici). Nella prova viene deliberatamente perforato un contenitore di solvente, contenente MTBSTFA (N-tert-Butildimetilsilil-N-metiltrifluoroacetammide), in grado di reagire con le grandi molecole organiche affichè possano essere rilevate a temperature più basse (e quindi non scisse o trasformate). Questa sostanza in passato aveva causato molti problemi nella suite, un rischio che, però, a circa 2000 sol di missione il team ha deciso di correre di nuovo.

Curiosity si trova ora in una zona molto interessante, tra le più ricche di ematite.

Un confronto tra la mappa HiRISE e CRISM (il rosso indica la presenza di ematite) dell'affioramento Vera Rubin Ridge su cui si sta muovendo Curiosity

Un confronto tra la mappa HiRISE (ESP_042682_1755) e CRISM (il rosso, con assorbimento a 860 nm, indica la presenza di ematite) dell'affioramento Vera Rubin Ridge su cui si sta muovendo Curiosity.
Crediti: NASA / JPL / UA / JHUAPL / CRISM map courtesy Valerie Fox, Ray Arvidson, and Abigail Fraeman

Ha iniziato ad esplorare l'area arrivando da nord, dove il terreno è simile al resto della formazione Murray, la base del Monte Sharp con rocce laminate di colore rosso purpureo.

La fase interessante è arrivata quando il rover ha iniziato a salire sul terrazzamento più alto, più a sud, che, visto dall'orbita mostra delle aree grigo-blu all'interno di regioni rossastre. Qui sotto un dettaglio della traversata.

Un dettaglio della traversata di Curiosity sol 1837 - 1910

Crediti: NASA / JPL / UA / Phil Stooke

Dopo un rapido sondaggio, il team ha deciso che valeva la pena trattenersi sul posto, deviando un po' dal percorso primario.
Una delle caratteristiche più interessanti è la presenza di curiosi "bastoncini" appoggiati ed incastonati nelle rocce che potrebbero essere cristalli minerali formatesi in presenza d'acqua.

Curiosity, Vera Rubin Ridge: caratteristiche simili a bastoncini scuri incastonati nelle rocce

 Curiosity, Vera Rubin Ridge: caratteristiche simili a bastoncini scuri incastonati nelle rocce. A destra le immagini ravvicinate della ChemCam; il contesto ripreso dalla MastCam al centro nel sol 1921 (12/31/2017) ed un primo piano del MAHLI scattato nel sol successivo. Le caratteristiche sono lunghe 5-10 centimetri.
Crediti: NASA / JPL-Caltech / MSSS / LANL / CNES / IRAP

Ora il rover sta tornando sulla strada pianificata per salire verso il Monte Sharp: nelle prossime settimane, si sposterà verso sud-est per studiare alcune unità argillose. Per tutti gli aggiornamenti on the road seguite il Mission Log di Marco Di Lorenzo!

Curiosity "drive-map" ufficiale, aggiornata al Sol 1944

Curiosity "drive-map" ufficiale, aggiornata al Sol 1944
Crediti: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona/MSSS/USGS - Processing: M. Di Lorenzo (DILO)

MSL 1801o2

Distanze percose da Curiosity nell'ultimo anno - Crediti: NASA/JPL-Caltech-USGS - Processing: M. Di Lorenzo (DILO)

MSL 1801e2

Altimetria e pendenza affrontate nell'ultimo anno - Crediti: NASA/JPL-Caltech-USGS - Processing: M. Di Lorenzo (DILO)

 

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Mi occupo di web, web marketing e comunicazio online e sono alla ricerca di nuove opportunità (visita il mio sito elisabettabonora.info!).
Dedico il tempo libero alla mia dolcissima bimba Sofia Vega, a questo sito (creato nel 2012 in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte) ed al processing delle immagini raw scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

Sito web: https://twitter.com/EliBonora
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