2001 Mars Odyssey

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2001 Mars Odyssey
Emblema missione
2001 Mars Odyssey - mars-odyssey-logo-sm.png
Immagine del veicolo
2001 mars odyssey wizja.jpg
Dati della missione
Operatore Stati Uniti NASA
NSSDC ID 2001-014A
SCN 26734
Destinazione Marte
Satellite di Marte
Esito La missione è attualmente in corso
Vettore Delta II 7925
Lancio 7 aprile 2001
Luogo lancio CCAFS SLC-17A
Durata 16 anni circa
Viaggio: 6 mesi e 17 giorni
Missione primaria: 32 mesi
Missione estesa: 12 anni e 8 mesi circa
Proprietà veicolo spaziale
Potenza 750 W
Massa Al lancio: 758 kg
A secco: 376,3 kg
Costruttore Lockheed Martin
Jet Propulsion Laboratory
Strumentazione * Thermal Emission Imagin System (THEMIS)
  • Gamma Ray Spectrometer (GRS)
  • Mars Radiation Environment Experiment (MARIE).
Data inserimento orbita 24 ottobre 2001, ore 02:18:00 UTC
Periodo 117,84 min
Inclinazione 93,2 gradi
Eccentricità 0,0115
Semiasse maggiore 3785 km
Sito ufficiale
Mars Exploration Program
Missione precedente Missione successiva
Mars Climate Orbiter Mars Reconnaissance Orbiter

2001 Mars Odyssey è una sonda robotica spaziale orbitante intorno al pianeta Marte. Il progetto era stato sviluppato dalla NASA, ed era stato appaltato alla Lockheed Martin, con un costo previsto dell'intera missione di circa 297 milioni di dollari USD. La sua missione consiste nell'impiego di spettrometri e fotocamere termiche per individuare segni di presenza di acqua o ghiaccio nel passato o nel presente, e studiare la geologia del pianeta e le radiazioni ambientali[1]. Si spera che i dati raccolti aiuteranno a rispondere alla domanda riguardante l'effettiva esistenza passata di vita su Marte e a creare un assestamento della radiazione che i futuri astronauti su Marte sperimenteranno. La sonda opera anche come ripetitore per le comunicazioni con i Mars Exploration Rovers, il Mars Science Laboratory ed il precedente lander Phoenix. La missione è stata chiamata in onore di Arthur C. Clarke, evocando il nome di 2001: Odissea nello spazio.[2]

Odyssey è stato lanciato il 7 Aprile 2001 in un razzo Delta II dalla Cape Canaveral Air Force Station, e raggiunse l'orbita marziana il 24 Ottobre 2001, alle 2:30 UTC.[3] Attualmente si trova in un'orbita polare attorno a Marte ad un'altitudine di circa 3,8 km.

Il 15 Dicembre 2010 superò il record della più vecchia sonda al servizio su Marte, con 3340 giorni di operatività, superando il titolo fino ad allora detenuto dal Mars Global Surveyor[4]. Attualmente detiene anche il record per la sonda più longeva operativa su un altro pianeta diverso dalla Terra, superando il Pioneer Venus Orbiter, durato 15 anni, 3 mesi e 4 giorni.

Nome[modifica | modifica wikitesto]

Il Mars Odyssey era originariamente un componente del programma Mars Surveyor 2001, specificatamente denominato Mars Surveyor 2001 Orbiter. Ne era stato previsto il lancio con un lander chiamato Mars Surveyor 2001 Lander, che tuttavia venne cancellato nel Maggio 2000 a seguito del fallimento del Mars Climate Orbiter e del Mars Polar Lander a fine 1999. Quindi venne scelto il nome 2001 Mars Odyssey per l'orbiter come un tributo alla visione dell'esplorazione spaziale nei lavori di Arthur C. Clarke, tra cui 2001: Odissea nello spazio.

Nell'Agosto del 2000 la NASA sollecitò candidati nomi per la missione, che vennero valutati da una commissione composta da Mark Dahl, Michael Meyer, Steve Saunders e Don Savage. Vennero proposti più di 200 nomi, ma la commissione scelse per Astrobiological Reconnaissance and Elemental Surveyor, abbreviato ARES (un tributo ad Ares, dio Greco della guerra). Ritenuto troppo aggressivo, la commissione optò per "2001 Mars Odyssey" che era stato precedentemente scartato per problemi di copyright e trademark. Tuttavia, la NASA inviò una email ad Arthur C. Clarke a Sri Lanka, il quale rispose che sarebbe stato un onore per lui dare il nome ad una sonda spaziale, così accettò. Il 20 Settembre l'amministratore associato della NASA Ed Weiler scrisse all'amministratore associato degli affari pubblici richiedendo un cambio di nome da ARES a 2001 Mars Odyssey; Peggy Wilhide approvò il cambiamento.[5]

Strumentazione scientifica[modifica | modifica wikitesto]

I tre strumenti principali di Odyssey sono:[6]

  • Gamma Ray Spectrometer (GRS)[7], che include il High Energy Neutron Detector (HEND), provveduto dalla Russia
  • Thermal Emission Imaging System (THEMIS)[8]
  • Mars Radiation Environment Experiment (MARIE).

Il 28 Maggio 2002 (sol 210) la NASA ha riportato che il GRS aveva riscontrato grandi quantità di idrogeno, segno della presenza di uno strato di ghiaccio a un metro di profondità dalla superficie marziana. Il GRS è una collaborazione tra il laboratorio lunare e planetario dell'Università dell'Arizona, il Los Alamos National Laboratory, e l'istituto di ricerca spaziale Russo.

Illustrazione del GRS

Gamma Ray Spectometer[modifica | modifica wikitesto]

Come funziona il GRS
Mappa della distribuzione globale dell'idrogeno sulla superficie marziana, ottenuta per mezzo di misurazioni da parte del NS

Lo spettrometro ai raggi gamma consiste in 4 componenti principali: la testa del sensore ai gamma, lo spettrometro ai neutroni (NS), il rilevatore di neutroni ad alta energia (HEND, High-Energy Neutron Detector) e l'insieme delle elettroniche principali. La testa del sensore è separata dal resto del satellite da un braccio lungo 6,2 m, che venne esteso dopo l'inserzione orbitale della sonda. Il braccio è necessario per ridurre l'interferenza con i raggi gamma generati dalla sonda[9]. I rilevatori e spettrometri ai neutroni sono montati direttamente sul bus della sonda ed hanno operato continuativamente durante la missione di mappatura.

La testa è interamente costituita da un cristallo estremamente puro di germanio da 1,2 kg. Il cristallo è mantenuto ad una tensione di circa 3000 V.[9] Questa tensione non circola se lo strumento non viene urtato da un fotone ionizzante ad alta energia o una particella carica. La carica elettrica derivata da questo urto viene amplificata, misurata e digitalmente convertita in uno dei 16384 canali.[9] Dopo un numero specifico di secondi, viene prodotto un istogramma che mostra la distribuzione degli eventi in funzione dell'energia[9][10]. Questo istogramma è uno spettro ai raggi gamma. La testa del GRS contiene il rilevatore, un dissipatore termico, un preamplificatore a basse temperature, uno scudo termico con porta e un supporto che lo tiene al termine del braccio.[9]

L'HEND integra in uno strumento un set di 5 sensori di particelle e schede dell'elettronica. Il set di sensori include 3 contatori proporzionali e un blocco di scintillatori con 2 scintillatori. Questi strumenti hanno sensibilità diverse per differenti energie. Quando tutti questi sensori sono accesi, l'HEND pemette di misurare i neutroni a terra con un'energia tra i 0.4 eV e i 10.0 MeV.[11]

Lo strumento NS è disegnato per rilevare i neutroni in 3 bande di energia: termica, epitermica e veloce. Ogni classe energetica corrisponde al grado al quale i neutroni sono stati moderati o messi in contatto con altri. Questi neutroni liberi sono prodotti da collisioni con raggi cosmici galattici. L'idrogeno è un ottimo moderatore di neutroni e il rilevatore è ben sensibile alla presenza di idrogeno sulla superficie (fino a una profondità di circa 1 metro) di Marte. Larghe concentrazioni di idrogeno sono indicatori della presenza di acqua allo stato liquido o solido.[12]

Quando esposto ai raggi cosmici (particelle cariche provenienti dalle stelle, incluso il Sole), i nuclei dei composti al suolo emettono energia sottoforma di raggi gamma. Il GRS osserva queste energie provenienti dai composti superficiali di Marte, per quantificarne l'abbondanza in base alla loro intensità. L'HEND e gli spettrometri ai neutroni rilevano direttamente i neutroni espulsi, mentre il sensore ai gamma rileva i raggi gamma.[10]

Lo spettrometro ha fornito importanti notizie sull'origine e l'evoluzione di Marte e i processi che l'hanno modellato nel passato e nel presente. Inoltre i dati forniti vengono utilizzati per determinare l'abbondanza di elementi nelle più grandi regioni geologiche marziane, attraverso una mappa globale dei depositi di acqua, la loro variazione di battente nei pressi della superficie, e le variazioni stagionali a cui sono sottoposte le calotte polari.[10][13] Lo strumento è il prodotto di una partnership tra il Lunar and Planetary Lab del'Università dell'Arizona (GRS), il Los Alamos National Laboratory (NS) e il Russia's Space Research Institute (HEND).[14]

Specifiche[modifica | modifica wikitesto]

  • Massa: 30,5 kg
  • Potenza: 32 W
  • Dimensioni totali: (46,8 x 53,4 x 60,4) m
  • Dimensioni spettrometro a neutroni: (17,3 x 14,4 x 31,4) m
  • Dimensioni rilevatore di neutroni ad alta energia: (30,3 x 24,8 x 24,2) m
  • Bus dell'elettronica: (28,1 x 24,3 x 23,4) m

Missione[modifica | modifica wikitesto]

Schema della missione di Odyssey

Il Mars Odyssey venne lanciato da Cape Canaveral l'11 aprile 2001 ed arrivò su Marte circa 200 giorni dopo, il 24 ottobre. Il motore principale della sonda venne acceso per diminuire la velocità della sonda, che le permise di essere catturata nell'orbita marziana. Odyssey spese circa 3 mesi in aerobreaking, sfruttando la frizione degli strati superiori dell'atmosfera marziana per rallentare e stabilizzare l'orbita circolare. Utilizzando l'atmosfera di Marte per rallentare la sonda, anziché i motori, vennero risparmiati più di 200 kg di propellente (questa riduzione nel peso della sonda permise alla missione di essere lanciata da un razzo Delta II 7925, più economico rispetto ad un razzo più potente).[15] L'aerobreaking finì a gennaio, e Odyssey iniziò la sua missione di mappatura il 19 febbraio 2002. La missione nominale di Odyssey finì nell'agosto 2004, ma rimase attiva grazie alle numerose estensioni.[16]

Odyssey è stato utile per ripetere le comunicazioni tra la Terra ed i rover della NASA precedenti al Curiosity. Circa l'85% delle immagini e dei dati ottenuti dai Mars Exploration Rovers, Spirit ed Opportunity, sono stati ricevuti grazie alla ripetizione di Odyssey, che continua a ricevere trasmissioni dal rover superstite, Opportunity, ogni giorno. L'orbiter ha aiutato ad analizzare i potenziali siti di atterraggio per i rover e performò gli stessi processi con il lander Phoenix, che atterrò nel 2008. Odyssey aiutò il Mars Reconnaissance Orbiter, che raggiunse l'orbita marziana nel 2006, monitorando le condizioni atmosferiche durante i suoi primi mesi di aerobreaking.

L'arrivo di Odyssey fotografato dal Mars Global Surveyor

Odyssey è in un'orbita eliosincrona che gli permette di scattare immagini con un'illuminazione consistente. Il 30 settembre 2008 (sol 2465) la sonda ha alterato la sua orbita per ottenere maggiore sensibilità per i suoi strumenti fotografici ai raggi infrarossi per mappare la mineralogia marziana. La nuova orbita ha eliminato l'utilizzo del GRS, a causa di potenziali surriscaldamenti.

Il carico dell'esperimento sulla radiazione MARIE smise di funzionare dopo un grande evento solare che bombardò Odyssey il 28 ottobre 2003. Gli ingegneri credono che la causa principale sia un chip danneggiato da una particella solare distruggendo il computer di bordo di MARIE.

Uno dei tre giroscopi fallì nel giugno 2012, ma il disegno di Odyssey ne includeva un quarto di scorta progettato per questi casi. Il ricambio è stato messo in servizio con successo. Da luglio 2012, Odyssey è tornato in funzione in modo nominale dopo tre settimane in modalità provvisoria.[17]

L'11 febbraio 2014 il controllo missione ha accelerato lo spostamento di Odyssey verso un'orbita non eliosincrona per permettere l'osservazione delle variazioni di temperatura superficiale dopo l'alba e dopo il tramonto in migliaia di località su Marte. Il cambiamento si verificherà gradualmente fino al raggiungimento della geometria nel novembre 2015, quando un'altra manovra lo arresterà.[18] Questo spostamento potrebbe permettere di approfondire riguardo alla composizione del terreno ed ai processi di variazione termica, assieme ai flussi nella stagione calda in alcuni versanti, e ai geysers alimentati dal disgelo del ghiaccio secco presente nei pressi dei poli marziani.[18]

Il 19 ottobre 2014 la NASA ha riportato che il Mars Odyssey Orbiter[19], assieme al Mars Reconnaissance Orbiter[20] e il MAVEN[21] non avevano riportato danneggiamenti a seguito del flyby Comet Siding Spring.[22][23]

Nel 2010, un portavoce del Jet Propulsion Laboratory ha riportato che Odyssey potrebbe continuare a funzionare fino al 2016 e forse anche oltre.[24] Questa stima è stata successivamente estesa a circa più di 10 anni (fino al 2025).[25]

Il MARIE, disegnato per misurare la radiazione marziana

Acqua su Marte[modifica | modifica wikitesto]

Mars Odyssey ha mappato la distribuzione dell'acqua sulla superficie[26]. La verità sul terreno è arrivata il 31 luglio 2008, quando la NASA ha annunciato che il lander Phoenix aveva confermato la presenza di acqua su Marte[27], come predetto dall'orbiter nel 2002. Il team scientifico sta cercando di determinare il luogo dove il ghiaccio si scioglie abbastanza da permettere la vita microscopica, e se sono presenti composti contenenti carbonio ed altri materiali primari per la vita.

Odyssey e Curiosity[modifica | modifica wikitesto]

Lo strumento THEMIS è stato utilizzato per selezionare un sito di atterraggio per il Mars Science Laboratory (MSL)[28]. Diversi giorni prima dell'atterraggio di Curiosity nell'agosto 2012 l'orbita di Odyssey era stata alterata per assicurare il ricevimento dei segnali del rover durante i primi minuti sul suolo marziano[29]. Ora Odyssey opera come ripetitore per i segnali radio UHF dal rover MSL. Siccome Odyssey è in un'orbita eliosincrona, passa su Curiosity esattamente 2 volte al giorno, permettendo una conveniente pianificazione dei contatti con la Terra.[29]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ JPL, NASA, Goals - Mars Odyssey, su mars.jpl.nasa.gov. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  2. ^ JPL, NASA, Overview - Mars Odyssey, su mars.jpl.nasa.gov. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  3. ^ (EN) Mars Odyssey Arrives - Sky & Telescope, in Sky & Telescope, 25 giugno 2004. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  4. ^ JPL, NASA, NEWS - Mars Odyssey, su mars.jpl.nasa.gov. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  5. ^ (EN) Scott Hubbard, Exploring Mars: Chronicles from a Decade of Discovery, University of Arizona Press, 1º gennaio 2011, ISBN 978-0-8165-2896-7. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  6. ^ Russian HEND for NASA mission 2001 MARS ODYSSEY, su www.iki.rssi.ru. URL consultato il 15 aprile 2017.
  7. ^ (EN) W. V. Boynton, W. C. Feldman e I. G. Mitrofanov, The Mars Odyssey Gamma-Ray Spectrometer Instrument Suite, in Space Science Reviews, vol. 110, 1-2, pp. 37–83, DOI:10.1023/B:SPAC.0000021007.76126.15. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  8. ^ (EN) Philip R. Christensen, Bruce M. Jakosky e Hugh H. Kieffer, The Thermal Emission Imaging System (THEMIS) for the Mars 2001 Odyssey Mission, in Space Science Reviews, vol. 110, 1-2, pp. 85–130, DOI:10.1023/B:SPAC.0000021008.16305.94. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  9. ^ a b c d e Lunar & Planetary Lab at The University of Arizona, su grs.lpl.arizona.edu. URL consultato il 15 aprile 2017.
  10. ^ a b c JPL, NASA, GRS - Mars Odyssey, su mars.nasa.gov. URL consultato il 15 aprile 2017.
  11. ^ Russian HEND for NASA mission 2001 MARS ODYSSEY, su www.iki.rssi.ru. URL consultato il 15 aprile 2017.
  12. ^ Lunar & Planetary Lab at The University of Arizona, su grs.lpl.arizona.edu. URL consultato il 15 aprile 2017.
  13. ^ Lunar & Planetary Lab at The University of Arizona, su grs.lpl.arizona.edu. URL consultato il 15 aprile 2017.
  14. ^ Lunar & Planetary Lab at The University of Arizona, su grs.lpl.arizona.edu. URL consultato il 15 aprile 2017.
  15. ^ Mars Odyssey: Newsroom, su mars.jpl.nasa.gov. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  16. ^ JPL, NASA, Mission Timeline - Mars Odyssey, su mars.nasa.gov. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  17. ^ JPL, NASA, NEWS - Mars Odyssey, su mars.jpl.nasa.gov. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  18. ^ a b NASA Moves Longest-Serving Mars Spacecraft for New Observations, su NASA/JPL. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  19. ^ NASA's Mars Odyssey Orbiter Watches Comet Fly Near, su NASA/JPL. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  20. ^ NASA's Mars Reconnaissance Orbiter Studies Comet Flyby, su NASA/JPL. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  21. ^ NASA's MAVEN Studies Passing Comet and Its Effects, su NASA/JPL. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  22. ^ All Three NASA Mars Orbiters Healthy After Comet Flyby, su NASA/JPL. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  23. ^ Agence France-presse, A Comet’s Brush With Mars, in The New York Times, 19 ottobre 2014. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  24. ^ (EN) The Longest Martian Odyssey Ever - Universe Today, in Universe Today, 13 dicembre 2010. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  25. ^ (EN) News | Mars Odyssey Mission THEMIS, su themis.asu.edu. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  26. ^ Lunar & Planetary Lab at The University of Arizona, su grs.lpl.arizona.edu. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  27. ^ (EN) NASA - NASA Phoenix Mars Lander Confirms Frozen Water, su www.nasa.gov. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  28. ^ (EN) THEMIS Support for MSL | Mars Odyssey Mission THEMIS, su themis.asu.edu. URL consultato il 20 febbraio 2017.
  29. ^ a b (EN) Scott Gold, Curiosity's perilous landing? 'Cleaner than any of our tests', in Los Angeles Times, 7 agosto 2012. URL consultato il 20 febbraio 2017.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]