Global Science 4/2016 - ExoMars: il coraggio di conoscere

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APRILE 2016

EXOMARS: IL CORAGGIO DI CONOSCERE global science - 1

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OMMARIO

N.03 - APRILE 2016

3

“L’editoriale” DI NICOLÒ D’AMICO E ROBERTO BATTISTON

7

“Foligno dall’illuminismo a Marte” DI PIERLUIGI MINGARELLI

8-11

“L’Italia su Marte e tante belle storie spaziali” DI FRANCESCO REA

13-15

“DREAMS: la stazione meteorologica su Marte” DI ELISA NICHELLI

16-17

“Nessun rischio contaminazione per Marte” DI ELEONORA FERRONI

18

“Meridiani Planum: il sito scelto per il Test-Landing” DI SIMONE DE ANGELIS

19

“Tutto in sei minuti: di gloria e terrore” DI MARCO MALASPINA

20-21

“Marte: è invasione robot” L’INFOGRAFICA DI DAVIDE COERO BORGA

22-23

“Una missione per due: italiane su ExoMars” DI FRANCESCA ALOISIO

25

“Intervista a Barbara Negri sul futuro di Exomars” DI FRANCESCO REA

Global Science Supplemento d’informazione scientifica Media INAF in collaborazione con Globalist Reg. Tribunale Bologna n. 8150 dell’11.12.2010 4- global science

direttore responsabile Francesco Rea direttore scientifico Nicolò D’Amico direttore editoriale Gianni Cipriani progetto grafico Paola Gaviraghi

26

“Intervista a quel gran figo del Boncio su quel che je pare a lui” DI FRANCESCO REA

grafica

Davide Coero Borga

coordinamento redazionale

Eleonora Ferroni redazione

Media INAF - Globalist web

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21/3-21/6/2016 FIRENZE.NAPOLI.PADOVA.PALERMO.ROMA starlight.inaf.it

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Cosa non bisogna perdere Quattro giorni di laboratori, mostre, incontri, caffè scientifici, spettacoli e tanto altro.

14 apr.

Ore 9:30 Palazzo Trinci, Aula Didattica L’uomo, i suoi sogni, gli orizzonti della scienza. L’esperimento CMS ed i misteri del Big Bang Con Bruno Checcucci, docente presso l’Università degli Studi di Perugia dove è responsabile dei servizi elettronici del Dipartimento di Fisica e Geologia e della sezione dell’INFN Ore 09:30 Auditorium San Domenico - Sala Antonelli Paradossi del tempo Con Remo Bodei, professore di Filosofia presso l’Università degli Studi di Pisa 6- global science

15 apr.

Ore 10:00 Palazzo Trinci, Sala Rossa La rilevazione delle onde gravitazionali Con Helios Vocca, fisico associato INFN del progetto LIGO/VIRGO Ore 17:00 Auditorium San Domenico, Sala Antonelli Le stelle del cinema Con Roberto Battiston, presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana

Ore 9:30 Palazzo Giusti Orfini Il cielo stellato sopra di noi, la legge morale dentro di noi: la cospirazione tra Scienza e Filosofia Con Massimo Capaccioli, professore emerito all’Università degli Studi di Napoli Federico II, già Presidente della Società Astronomica Italiana e membro del CdA dell’Istituto Nazionale di Astrofisica Ore 11:00 Ex Chiesa SS. Trinità in Annunziata La Scienza raccontata ai bambini Con Edoardo Boncinelli, fisico, genetista, divulgatore scientifico e docente di Fondamenti Biologici

16 apr. della Conoscenza presso l’Università Vita e Salute di Milano Ore 17:00 Palazzo Trinci, Sala Rossa Onda su onda, la radioastronomia da Marconi ad Einstein Con Nicolò D’Amico, presidente dell’Istituto Nazionale di Astrofisica Ore 18:00 Palazzo Trinci, Sala Rossa What do you want to know about the Universe?

Con John David Barrow, professore di Scienze Matematiche dell’Università di Cambridge e direttore del Millennium Mathematics Project

Ore 9:30 Palazzo Trinci, Sala Rossa L’esplorazione dello spazio: scienza pura e sviluppo tecnologico Con Marcello Coradini, responsabile per l’ESA dei programmi d’esplorazione del Sistema Solare e direttore editoriale della rivista scientifica internazionale Planetary and Space Science Ore 11:00 Palazzo Giusti Orfini Ci vuole una fisica bestiale. Il coraggio di raccontare la Scienza in modo divertente Con Luca Novelli, scrittore, disegnatore, giornalista, autore televisivo

17 apr.

Ore 16:00 Palazzo Giusti Orfini Uomini e donne hanno davvero uguali diritti?

Con Patrizia Caraveo, direttrice dell’Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano Ore 16:00 Monastero di Sant’Anna Astronauti 2.0: racconto del volo spaziale da Life Magazine ai social media Con Claudia Di Giorgio, caporedattore della rivista scientifica Le Scienze

Ore 11:30 Palazzo Trinci, Sala Rossa L’Universo oscuro Con Fernando Ferroni, presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Ore 16:00 Teatro San Carlo Le onde gravitazionali: la musica dell’Universo Con Eugenio Coccia, direttore della Scuola Internazionale di Dottorato “Gran Sasso Science Institute” dell’INFN Ore 16:00 Palazzo Giusti Orfini La scienza e l’Europa: dall’XI al XXI secolo Con Pietro Greco, giornalista scientifico e scrittore

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FESTA DI SCIENZA E FILOSOFIA

FOLIGNO DALL’ILLUMINISMO A MARTE di Pierluigi Mingarelli, direttore del Laboratorio di Scienze Sperimentali di Foligno.

iamo fieri di essere arrivati alla VIa edizione della Festa di Scienza e Filosofia Virtute e Canoscenza che quest’anno ha come tema “il coraggio di conoscere”, dalla frase di Immanuel Kant – Sapere aude! – diventata il motto dell’Illuminismo e che vuole essere un invito a utilizzare il proprio intelletto, senza essere succubi di nessuno.

Come nello spirito della Festa il tema sarà dibattuto da scienziate e scienziati, filosofe e filosofi, uomini e donne di cultura su quattro aree tematiche: Dialettica fra scienza e filosofia, Cervello e mente, Una scienza per l’uomo e La scienza: lo strumento del XXI° secolo.

Il filo conduttore sarà dunque la scienza, che spiega ciò che avviene e che c’è attorno a noi, nel micro e nel macrocosmo, che cambia il nostro modo di spostarci, acquistare, comunicare, produrre, lavorare, plasmando il modo in cui viviamo e pensiamo. Il nostro Festival vuole infatti rimarcare e rafforzare il suo carattere ed essere un appuntamento per riflettere sul presente e guardare al futuro con l’ottimismo del sapere.

Si ripeterà la peculiarità dell’incontro festoso fra scienziati, filosofi e giovani, spettatori, ma anche costruttori e organizzatori della Festa

“Sapere aude!”

nell’ambito dell’attività Alternanza scuola-lavoro.

Saranno partner scientifici di Festa di Scienza e di Filosofia i principali enti di ricerca italiani, fra i quali l’INAF e l’ASI, che ringraziamo vivamente per aver dedicato alla VIa edizione della Festa di Scienza e di Filosofia il terzo volume della rivista Global Science, la prima freepress italiana dedicata alla scienza, che ci vede oggi come protagonisti e ci apre una finestra sul futuro con la missione ExoMars.

Auguro un grande successo a questo progetto che va nella direzione per la quale da sempre anche noi lavoriamo, rendere la scienza una compagna di viaggio, vicina e fruibile a tutti. globalist scienza - 7

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Cosa non bisogna perdere Quattro giorni di laboratori, mostre, incontri, caffè scientifici, spettacoli e tanto altro.

14 apr.

Ore 9:30 Palazzo Trinci, Aula Didattica L’uomo, i suoi sogni, gli orizzonti della scienza. L’esperimento CMS ed i misteri del Big Bang Con Bruno Checcucci, docente presso l’Università degli Studi di Perugia dove è responsabile dei servizi elettronici del Dipartimento di Fisica e Geologia e della sezione dell’INFN Ore 09:30 Auditorium San Domenico - Sala Antonelli Paradossi del tempo Con Remo Bodei, professore di Filosofia presso l’Università degli Studi di Pisa 6- global science

15 apr.

Ore 10:00 Palazzo Trinci, Sala Rossa La rilevazione delle onde gravitazionali Con Helios Vocca, fisico associato INFN del progetto LIGO/VIRGO Ore 17:00 Auditorium San Domenico, Sala Antonelli Le stelle del cinema Con Roberto Battiston, presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana

Ore 9:30 Palazzo Giusti Orfini Il cielo stellato sopra di noi, la legge morale dentro di noi: la cospirazione tra Scienza e Filosofia Con Massimo Capaccioli, professore emerito all’Università degli Studi di Napoli Federico II, già Presidente della Società Astronomica Italiana e membro del CdA dell’Istituto Nazionale di Astrofisica Ore 11:00 Ex Chiesa SS. Trinità in Annunziata La Scienza raccontata ai bambini Con Edoardo Boncinelli, fisico, genetista, divulgatore scientifico e docente di Fondamenti Biologici

16 apr. della Conoscenza presso l’Università Vita e Salute di Milano Ore 17:00 Palazzo Trinci, Sala Rossa Onda su onda, la radioastronomia da Marconi ad Einstein Con Nicolò D’Amico, presidente dell’Istituto Nazionale di Astrofisica Ore 18:00 Palazzo Trinci, Sala Rossa What do you want to know about the Universe?

Con John David Barrow, professore di Scienze Matematiche dell’Università di Cambridge e direttore del Millennium Mathematics Project

Ore 9:30 Palazzo Trinci, Sala Rossa L’esplorazione dello spazio: scienza pura e sviluppo tecnologico Con Marcello Coradini, responsabile per l’ESA dei programmi d’esplorazione del Sistema Solare e direttore editoriale della rivista scientifica internazionale Planetary and Space Science Ore 11:00 Palazzo Giusti Orfini Ci vuole una fisica bestiale. Il coraggio di raccontare la Scienza in modo divertente Con Luca Novelli, scrittore, disegnatore, giornalista, autore televisivo

17 apr.

Ore 16:00 Palazzo Giusti Orfini Uomini e donne hanno davvero uguali diritti?

Con Patrizia Caraveo, direttrice dell’Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano Ore 16:00 Monastero di Sant’Anna Astronauti 2.0: racconto del volo spaziale da Life Magazine ai social media Con Claudia Di Giorgio, caporedattore della rivista scientifica Le Scienze

Ore 11:30 Palazzo Trinci, Sala Rossa L’Universo oscuro Con Fernando Ferroni, presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Ore 16:00 Teatro San Carlo Le onde gravitazionali: la musica dell’Universo Con Eugenio Coccia, direttore della Scuola Internazionale di Dottorato “Gran Sasso Science Institute” dell’INFN Ore 16:00 Palazzo Giusti Orfini La scienza e l’Europa: dall’XI al XXI secolo Con Pietro Greco, giornalista scientifico e scrittore

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FOLIGNO DALL’ILLUMINISMO A MARTE di Pierluigi Mingarelli, direttore del Laboratorio di Scienze Sperimentali di Foligno.

iamo fieri di essere arrivati alla VIa edizione della Festa di Scienza e Filosofia Virtute e Canoscenza che quest’anno ha come tema “il coraggio di conoscere”, dalla frase di Immanuel Kant – Sapere aude! – diventata il motto dell’Illuminismo e che vuole essere un invito a utilizzare il proprio intelletto, senza essere succubi di nessuno.

Come nello spirito della Festa il tema sarà dibattuto da scienziate e scienziati, filosofe e filosofi, uomini e donne di cultura su quattro aree tematiche: Dialettica fra scienza e filosofia, Cervello e mente, Una scienza per l’uomo e La scienza: lo strumento del XXI° secolo.

Il filo conduttore sarà dunque la scienza, che spiega ciò che avviene e che c’è attorno a noi, nel micro e nel macrocosmo, che cambia il nostro modo di spostarci, acquistare, comunicare, produrre, lavorare, plasmando il modo in cui viviamo e pensiamo. Il nostro Festival vuole infatti rimarcare e rafforzare il suo carattere ed essere un appuntamento per riflettere sul presente e guardare al futuro con l’ottimismo del sapere.

Si ripeterà la peculiarità dell’incontro festoso fra scienziati, filosofi e giovani, spettatori, ma anche costruttori e organizzatori della Festa

“Sapere aude!”

nell’ambito dell’attività Alternanza scuola-lavoro.

Saranno partner scientifici di Festa di Scienza e di Filosofia i principali enti di ricerca italiani, fra i quali l’INAF e l’ASI, che ringraziamo vivamente per aver dedicato alla VIa edizione della Festa di Scienza e di Filosofia il terzo volume della rivista Global Science, la prima freepress italiana dedicata alla scienza, che ci vede oggi come protagonisti e ci apre una finestra sul futuro con la missione ExoMars.

Auguro un grande successo a questo progetto che va nella direzione per la quale da sempre anche noi lavoriamo, rendere la scienza una compagna di viaggio, vicina e fruibile a tutti. globalist scienza - 7

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È

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SCHIAPARELLI PARLA ITALIANO

DREAMS: LA STAZIONE METEOROLOGICA SU MARTE di Elisa Nichelli @lalalelisa

È partito ufficialmente il 14 marzo 2016 il progetto ExoMars, la missione di esplorazione spaziale dedicata al pianeta Marte e volta alla ricerca di segni di vita, presente o passata, sul pianeta rosso.

ExoMars è composto in tutto da due missioni distinte. La prima è costituita da una sonda orbitante, il Trace Gas Orbiter (TGO), che si occuperà dell’analisi dei gas atmosferici rimanendo in orbita attorno a Marte, e un lander, chiamato Schiaparelli, che fornirà dati fondamentali allo sviluppo delle prossime missioni marziane. La seconda partirà nel 2018, facendo tesoro delle informazioni raccolte dalla prima parte della missione. Tra gli strumenti a bordo di Schiaparelli c’è anche DREAMS (ovvero il Dust Characterisation, Risk Assessment, and Environment Analyser on the Martian Surface), la piccola stazione meteorologica che ha come principal investigator Francesca Esposito dell’INAF - Osservatorio Astronomico di Capodimonte.

Quando la prima sonda raggiungerà Marte, il prossimo ottobre, l’orbiter compirà una serie di traiettorie ellittiche, per poi assestarsi in un’orbita circolare a circa 400 km di distanza dalla superficie di Marte. Il TGO eseguirà osservazioni dettagliate alla ricerca di gas come metano o altri che possano rivelare tracce di attività biologica. Gli strumenti a bordo dell’orbiter inizieranno le attività scientifiche nel mese di dicembre 2017 e proseguiranno per una durata nominale di cinque anni.

Il lander Schiaparelli si staccherà dall’orbiter qualche giorno prima dell’arrivo al pianeta rosso e si avvicinerà sulla sua superficie alla velocità di 21.000 km/h. Per rallentare sfrutterà l’attrito dell’atmosfera e un paracadute, mentre la frenata finale sarà garantita da un sistema propulsore dedicato. A una quota di circa 11 km, quando verrà aperto il paracadute, il lander viaggerà circa a 1650 km/h.

Durante la discesa verranno rilasciati prima lo scudo termico anterio-

“La tenue atmosfera marziana muove la sabbia delle dune a tassi non molto inferiori a quelli osservati sulla Terra”

re e poi quello posteriore. Schiaparelli ha al suo interno anche un altimetro radar grazie al quale potrà tenere sotto controllo la sua posizione rispetto alla superficie marziana. Il sistema di propulsione verrà quindi attivato allo scopo di portare la velocità sotto i 7 km/h entro una quota di 2 m dal suolo.

Il sito di atterraggio identificato è una pianura conosciuta come Meridiani Planum, ed è stata scelta poiché contiene strati antichi di ematite, un ossido di ferro che si forma quasi sempre in ambiente contenente acqua liquida.

Il collegamento tra Schiaparelli e il TGO permetterà la trasmissione in tempo reale dei dati più importanti raccolti dal modulo.

Schiaparelli dovrebbe sopravvivere sulla superficie di Marte

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per un tempo limitato a qualche giorno, sfruttando l’energia fornita dalle batterie a bordo. La limitazione è principalmente dovuta alle risorse di spazio all’interno del modulo, tuttavia questo tempo permetterà agli strumenti scientifici di effettuare numerose e preziose rilevazioni.

Fino ad ora sono state effettuate poche misurazioni del vento marziano dai lander che hanno esplorarto il pianeta. Queste misurazioni hanno mostrato che l’atmofera rarefatta che circonda Marte supera di rado la soglia oltre la quale i venti sono in grado di mettere in moto le particelle. Inoltre, le dune di sabbia onnipresenti sulla superficie del pianeta sembravano immobili, e si è a lungo supposto che si fossero formate nel passato, quando l’atmosfera era più densa e movimentata.

Una serie di osservazioni recenti a più alta risoluzione, come ad esempio quelle realizzate dall’esperimento HiRISE a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA, hanno rivelato che molte dune e increspature mostra14- global science

“È il primo studio dettagliato dei fenomeni elettrici in atmosfera marziana” Nella pagina precedente: la superficie marziana in una delle immagini raccolte da Mars Odissey.

Crediti: NASA.

no in realtà cambiamenti consistenti nel tempo. I dati mostrano che la tenue atmosfera marziana muove la sabbia delle dune a tassi non molto inferiori a quelli osservati sulla Terra.

In questo contesto scientifico è nata l’idea di proporre un esperimento come DREAMS, una stazione meteorologica autonoma, con un proprio sistema di alimentazione e controllo, da portare su Marte a bordo del lander Schiaparelli. DREAMS effettuerà misure di temperatura, umidità, pressione, velocità e direzione del vento marziano, e potrà indagare per la prima volta aspetti poco conosciuti dell’atmosfera di Marte, come ad esempio le sue proprietà elettriche. Grazie a questo esperimento avremo a disposizione un set completo di dati che ci permetteranno di quantificare i potenziali rischi per attrezzature ed equipaggi umani.

Schiaparelli atterrerà su Marte durante la stagione in cui è statisticamente più probabile osservare le tempeste di polvere. Per testare gli strumenti è stata realizzata una campagna di raccolta dati nel deserto del Marocco, in una regione che potesse simulare al meglio le condizioni nelle quali DREAMS si troverà ad operare. I risultati di questa campagna hanno confermato i sospetti degli scienziati: esiste una forte correlazione tra la polvere messa in moto dalle turbolenze e il valore locale del campo elettrico atmosferico.

Lo scopo principale della campagna in Marocco era lo studio della nascita e dell’evoluzione delle tempeste di polvere. Per questo gli scienziati del team DREAMS hanno assemblato una stazione meteorologica dedicata al monitoraggio dei processi di trascinamento della polvere in atmosfera. La regione in cui si sono svolte le misurazioni si trova vicino a Merzouga, nella provincia di al-Rāshīdiyya, dove il terreno ha caratteristiche molto simili al suolo marziano.

Gli scienziati hanno intrapreso in tutto tre serie di test presso la stazione di Merzouga, negli anni 2012, 2013 e 2014. Il periodo scelto è quello delle tempeste di sabbia, così da rendere possibile il monitoraggio di

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Equipaggiamento Hi-Tech A bordo della prima spedizione ExoMars, partita il 14 marzo 2016, c’è anche DREAMS, una stazione meteorologica pensata per studiare nel dettaglio le condizioni atmosferiche presenti sul suolo marziano.

L’esperimento DREAMS ospita a sua volta una serie di strumenti che potranno monitorare per la prima volta in maniera dettagliata una serie di parametri atmosferici: MetWind misurerà velocità e direzione del vento, DREAMS-H effettuerà misure di umidità, DREAMS-P di pressione, MarsTem analizzerà la temperatura atmosferica vicino alla superficie, il SIS (Solar Irradiance Sensor) si occuperò della trasparenza dell’atmosfera e MicroARES (dove ARES sta per Atmospheric Radiation and Electricity) si occuperà dei campi elettrici atmosferici.

I test nel deserto del Marocco Lo scopo primario di DREAMS è di osservare da vicino cosa accade durante le tempeste di polvere sulla superficie di Marte.

Per questo motivo gli scienziati hanno deciso di testare gli strumenti a Terra in una regione del deserto del Marocco che potesse simulare al meglio le condizioni nelle quali DREAMS e i suoi strumenti si troveranno ad operare.

La regione scelta per svolgere le misurazioni si trova vicino a Merzouga, nella provincia di al-Rashidiyya, dove il terreno ha caratteristiche molto simili a quelle del suolo marziano.

Durante la campagna in Marocco gli scienziati hanno assemblato una stazione meteorologica dedicata al monitoraggio dei processi di trascinamento della polvere in atmosfera. Gli scienziati hanno intrapreso in tutto tre serie di test presso la stazione di Merzouga, negli anni 2012, 2013 e 2014. I risultati della campagna hanno confermato ciò che gli scienziati già sospettavano, ovvero che esiste una forte correlazione tra la polvere messa in moto dalle turbolenze atmosferiche e il valore locale del campo elettrico.

Sopra: uno sguardo dentro il lander Schiaparelli.

Crediti: ESA / ATG medialab / Davide Coero Borga.

una serie di parametri, tra cui velocità e direzione del vento a quote differenti, umidità, temperatura e campo elettrico, simulando le condizioni atmosferiche che verranno indagate su Marte. L’obiettivo dello studio era di trovare una correlazione tra le variazioni dei parametri ambientali e i movimenti di sabbia e polveri ed è stato centrato in pieno dal team guidato da Francesca Esposito. I risultati ottenuti nel deserto del Sahara hanno posto le basi per una corretta interpretazione dei dati raccolti dall’esperimento DREAMS su Marte.

In sostanza, DREAMS ci permetterà di realizzare il primo studio dettagliato dei fenomeni elettrici nell’atmosfera marziana. Ci aspettiamo di trovare condizioni con analogie e differenze rispetto a quanto osservato a Terra, ma probabilmente il moto di polveri e sabbia dovrebbe essere il meccanismo dominante alla base della formazione di campi elettrici atmosferici. L’elettricità atmosferica è coinvolta anche in diversi processi che hanno un notevole impatto sulla superficie e l’amosfera stessa.

Durante le tempeste di polvere, le forze elettrostatiche possono risultare molto più intense di quelle aerodinamiche generate dal vento, e dominare il moto delle particelle di polvere elettricamente cariche. Questo significa anche che l’evoluzione di queste forze elettrostatiche nel tempo può avere un ruolo chiave nei processi di erosione ed evoluzione a lungo termine della superficie di Marte, nonché del suo clima. Infine, i campi elettrici in atmosfera sono in grado di eccitare gli elettroni liberi, e quindi hanno un ruolo chiave nella chimica dei materiali di superficie e nella produzione di costituenti ossidati in atmosfera. Pertanto, gli studi realizzati da DREAMS ci forniranno informazioni essenziali per quanto riguarda la sostenibilità delle condizioni favorevoli alla vita.

global science - 15

L www.globalist.it

o scorso 14 marzo è partita da Baikonur (Kazakistan) la sonda Trace Gas Orbiter di ExoMars, la missione dell’ESA che esplorerà il pianeta Marte (dove arriverà verso il mese di ottobre dopo 7 mesi di “crociera” nel Sistema solare). In realtà la missione prevede anche una seconda fase, forse ancora più emozionante, cioè ExoMars2018.

Tra gli obiettivi più importanti dell’intera missione c’è la ricerca della vita su Marte e la conferma della presenza di batteri marziani soprattutto in prossimità delle zone dove è stata trovata l’acqua. Ma il lander e il rover di ExoMars sono pronti a questa ricerca?

Gli strumenti ci sono, la tecnologia è la più avanzata che oggi possiamo immaginare, ma tutto potrebbe andare storto per qualcosa di minuscolo proveniente dalla Terra: i nostri microbi. Ebbene sì, la contaminazione del Pianeta rosso è uno dei rischi che si corre inviando un manufatto terrestre sulla superficie di un altro pianeta dove speriamo di trovare forme di vita (anche se in forma batterica). Per questo la sonda e soprattutto il lander sono stati sottoposti, negli ultimi mesi di costruzione e preparazione al lancio, a una lunga trafila di decontaminazione proprio nell’hangar di Baikonur. Lo standard di pulizia è elevatissimo per evitare ogni rischio.

Ma la domanda sorge in ogni caso: e se a furia di inviare robottini su Marte per cercare la vita aliena, fossimo noi stessi a contaminare il pianeta distruggendo anche quei pochi batteri rimasti? Ne parliamo con John Robert Brucato, astrofisico ed esobiologo dell’INAF–Osservatorio Astronofisico di Arcetri nonché responsabile della Planetary Protection dello strumento DREAMS.

SCRUPOLOSA STERILIZZAZIONE DEL LANDER

NESSUN RISCHIO CONTAMINAZIONE PER MARTE

Il lander porterà batteri sul pianeta: possono sopravvivere a questo lungo viaggio?

«Bisogna prestare molta attenzione a non contaminare Marte con organismi viventi terrestri. Questo è il compito della Planetary Protection, cioè di 16- global science

di Eleonora Ferroni @ele_ferroni

una serie di procedure concordate tra tutte le agenzie spaziali mondiali che hanno lo scopo di evitare la contaminazione del corpo del Sistema solare visitato da una missione spaziale, ma hanno anche il compito di evitare che si contamini la Terra con forme di vita extraterrestri quando frammenti di suolo marziano verranno riportati a terra per essere analizzati. Si è dimostrato che forme di vita come i batteri, i licheni e i bizzarri tardigradi riescono a sopravvivere alle condizioni estreme dello spazio, quindi possono intraprendere un viaggio interplanetario a bordo della missione ExoMars e

colonizzare il pianeta Marte».

E allora quali i rischi per gli eventuali batteri marziani?

«Le procedure di Planetary Protection sono molto accurate, richiedono impegno e risorse che incidono molto sul costo di una missione spaziale stessa. Tutto questo viene

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fatto per garantire una vita quanto più serena ai batteri marziani senza cioè invadere il loro ecosistema (sempre che esista) con la vita terreste creando, così, il cosiddetto falso positivo. Ovvero andiamo su Marte scopriamo che c’è vita, ma ci accorgiamo che è quella che abbiamo portato noi sul pianeta».

Meridiani Planum è una delle famose regioni speciali dalle quali i rover devono stare lontani per evitare la contaminazione?

«Sono i luoghi in cui gli organismi terrestri possono essere in grado di replicarsi, o dove c’è un’alta proba-

Sopra: le ultime fasi di costruzione del lander Schiaparelli.

Crediti: ESA / B. Bethge.

bilità di trovare vita marziana. Allo stato attuale le regioni speciali sono definite come aree all’interno delle quali l’attività dell’acqua è alta e in cui si trovano temperature medie calde. Queste condizioni possono trovarsi in grotte o cavità, ovvero in nicchie in cui la vita si è annidata. La missione ExoMars atterrerà nella regione Meridiani Planum studiando l’atmosfera marziana grazie allo strumento DREAMS, ma il lander non verrà a contatto con le regioni speciali».

Si rischia di distruggere la “vita” batterica marziana portando la

“vita” batterica terrestre. Come evitare questa possibilità?

«La probabilità che questo avvenga è praticamente nulla. Ogni singolo elemento di ExoMars sia meccanico o che faccia parte dell’elettronica è stato sottoposto ad un intenso trattamento di sterilizzazione alla temperatura di 120 °C e per molti giorni, in modo da portare praticamente a zero il contenuto biologico.

Se esistono batteri su Marte questi hanno un solo compito, dovranno continuare a vivere ancora per un po’ mettendosi in bella mostra quando nel 2019 arriveremo con il rover europeo ExoMars». globalist global science scienza - 17

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re giorni prima di arrivare nell’atmosfera di Marte, il lander Schiaparelli si separerà della sonda ExoMars preparandosi a una discesa che compierà in totale autonomia da Terra. 6 lunghissimi minuti per raggiungere Meridiani Planum, il sito scelto per l’ammartaggio dell’EDM (Entry and Descent demostrator Module).

IL SITO SCELTO PER IL TEST-LANDING

MERIDIANI PLANUM di Simone De Angelis, team MA_MISS

Che cosa abbia di particolare questo sito è presto detto: tutti i siti proposti nelle varie fasi di selezione sono piuttosto simili e caratterizzati da diversità e variabilità geologica; sono le evidenze osservative della presenza di acqua liquida in superficie nel passato di Marte che hanno fatto la differenza.

Meridiani Planum è caratterizzato da diffusa presenza di minerali che tipicamente si formano in presenza di acqua, come le concrezioni di ematite e i vari tipi di solfati di ferro e magnesio reperibili in questa regione marziana. È inoltre caratterizzato da morfologie di tipo sedimentario e di tipo diagenetico, con rocce derivate da alterazione chimica e acquosa di materiali vulcanici. Si ritiene che vi siano stati in passato episodi sia di inondazioni che di erosione ed evaporazione di acqua. E la presenza di grandi volumi di acqua liquida e stabile in superficie per molto tempo, lo sappiamo, significa potenziale abitabilità di un territorio.

Il rover NASA Opportunity è atterrato qui nel 2004. È un posto che conosciamo bene, soddisfa i requiti ingegneristici di planarità ed è di facile accesso. Ma già si pensa alla missione ExoMars del 2018: il candidato favorito è Oxia Planum, caratterizzato da antichi terreni ricchi di minerali argillosi del Noachiano (più di 3 miliardi di anni fa), tracce di corpi d’acqua liquida stabile, oggi scomparsi – laghi e antichi sistemi fluviali – e materiale vulcanico.

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P

er Curiosity furono sette. Per il lander di ExoMars Schiaparelli saranno uno di meno, sei. Parliamo, in entrambi i casi, di quelli che gli esperti d’approdi marziani chiamano ‘minutes of terror’: minuti di terrore. Quell’intervallo interminabile fra il momento in cui il lander entra in contatto con la rarefatta atmosfera del pianeta e l’istante del touchdown.

Sei minuti – per l’esattezza, 5 minuti e 53 secondi – durante i quali la velocità di Schiaparelli dovrà scendere da 21 mila km/h a zero. Sei minuti che tutti gli scienziati e gli ingegneri della missione non vedranno l’ora che terminino.

Tutti tranne lei, che vorrebbe non finissero mai: Francesca Ferri.

Quarantanove anni, laurea in fisica a Roma, poi a Padova per un dottorato in scienze e tecnologie spaziali. Quindi anni di ricerca all’estero – fra Stati Uniti, Olanda e Francia. E infine il rientro in Italia, al CISAS, il Centro di Ateneo di Studi e Attività Spaziali “Giuseppe Colombo” dell’Università degli Studi di Padova. Sposata e mamma d’un bimbo di sei anni «molto nerd» («a Topolino già preferisce paracadute e sonde spaziali», racconta), Francesca Ferri è la responsabile scientifica dell’esperimento AMELIA a bordo del lander Schiaparelli. L’esperimento che in quei sei minuti si giocherà il tutto per tutto.

FRANCESCA FERRI, PI DI AMELIA

TUTTO IN SEI MINUTI DI GLORIA E TERRORE

Sei minuti sembrano davvero pochi: come li impiegherà, AMELIA? «Sì, è un tempo breve, ma ci permetterà comunque di ricavare dati unici sull’atmosfera di Marte. Misureremo il profilo atmosferico del pianeta in termini di densità, pressione e temperatura. Una fotografia scattata localmente che consentirà di rilevare, per esempio, inversioni di temperatura e altre variazioni altrimenti non misurabili, né da Terra né tantomeno dall’orbiter».

Sperate in qualche dato sorprendente?

«Più che un dato in particolare, la gioia sarà riuscire finalmente ad averle, queste misure. Sarà un grande successo per l’Europa. Con Hyugens, una collaborazione europea a leadership italiana alla quale ho lavorato, siamo riusciti ad arrivare su Titano. Ora è il turno di Marte. E non ci mancano i mezzi per farlo».

Veniamo al nome, AMELIA: solo un acronimo o c’è qualcosa di più?

«Sono le iniziali di Atmospheric Mars Entry and Landing Investigations and Analysis, e quando è uscito ci è piaciuto subito. Perché Amelia, nel mondo di Paperopoli, è la protagonista italiana: la strega che abita alle pendici del Vesuvio, in

di Marco Malaspina @malamiao

“Con Huygens siamo riusciti ad arrivare su Titano, ora per l’Europa è il turno di Marte”

compagnia d’un corvo, Gennarino, che vola seduto dietro di lei sulla scopa. Insomma, una strega italiana che vola c’è parso che potesse rappresentare bene il nostro esperimento».

L’Amelia di Paperopoli è ossessionata dalla “Numero Uno”, la monetina di Paperone. Anche lei ha un oggetto o un rito scaramantico, per affrontare i “sei minuti di terrore”?

«No, nessun rito od oggetto portafortuna, solo un desiderio: in quei sei minuti vorrei trovarmi il più possibile vicino ad AMELIA e ai suoi dati. Il che significa, probabilmente, a ESOC, in Germania, al centro di controllo della missione. In ogni caso, quel che è certo è che li trascorrerò davanti al monitor d’un computer!»

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TUTTE LE MISSIONI IN INFOGRAFICA

MARTE È INVASIONE ROBOT di Davide Coero Borga @dcoeroborga

Sono 5 le sonde in orbita attorno al Pianeta Rosso, 6 con ExoMars in arrivo.

Ma fra rover, lander e carcasse HiTech l’invasione pacifica delle lande marziane racconta una storia lunga 50 anni. È passato poco più di un anno da quan2010- global science

do la sonda indiana MOM ha raggiunto il Pianeta Rosso (il 24 settembre 2014).

Prima di lei la sonda ESA Mars Express e le missioni NASA Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter e il Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) orbiter. Dagli anni Sessanta sono state

inviate verso il quarto pianeta del Sistema Solare dozzine di sonde automatiche senza equipaggio. Un’avventura affascinante che ha richiesto budget importanti e che ha collezionato una lunga serie di fallimenti (circa due terzi su un totale di oltre cinquanta lanci).

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I russi ci hanno provato e riprovato. Fu il Mars 3 Orbiter a raggiungere per primo il pianeta rosso il 27 novembre 1971. Il suo lander toccò con successo il suolo del Pianeta diventando il primo veicolo costruito dall’uomo a giungere integro sulla superficie marziana. Nel 1975

seguirono le missioni Viking. Meno fortuna ebbe il lander ESA Beagle 2, perduto nel dicembre 2003. Da allora solo la missione NASA Phoenix ha toccato il suolo marziano con una stazione di strumenti. Nel 2008.

Poi ci sono i rover NASA: Sojourner

(1997), Spirit e Opportunity (2004), Curiosity (2012). Questi ultimi due ancora attivi e ansiosi di macinare chilometri sulle terre rosse di Marte. Successore designato: ExoMars 2018. L’invasione robotica di Marte è appena ai suoi inizi. globalist global science scienza - 21 11

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ntrambe italiane, e ricercatrici dell’INAF: sono Francesca Esposito e Maria Cristina De Sanctis. Ma la notizia è che entrambe sono Principal Investigator (PI) di due importanti strumenti che faranno parte della missione ESA ExoMars, la cui prima delle due sonde partita lo scorso 14 marzo dal cosmodromo di Bajkonur, in Kazakistan.

Laurea in fisica e un dottorato in ingegneria spaziale per Francesca Esposito, laurea in fisica e dottorato in Astronomia per Maria Cristina De Sanctis, anche se nessuna delle due sembra rispondere al classico stereotipo dello scienziato, chino sui libri o intento a risolvere complicate equazioni.

Entrambe vi occupate dello sviluppo di strumenti per missioni spaziali, nell’ambito della missione ExoMars siete PI di due di tali strumenti, rispettivamente DREAMS e MA_MISS: quanto è importante per l’elaborazione di un prototipo la manualità nel vostro lavoro? Insomma, vi sporcate anche le mani?

ESPOSITO: «Certo che si! Altrimenti ci perdiamo tutto il divertimento! Per DREAMS in particolare posso dire che la parte in cui mi sono “sporcata” di più le mani, e non solo, è stata la fase di sperimentazione in campo nel deserto del Sahara. Siamo stati nel deserto per svariati mesi durante la stagione delle tempeste di sabbia per studiare sulla Terra i fenomeni che ci aspettiamo di vedere con DREAMS su Marte. E’ stata un’esperienza veramente notevole con un grosso lavoro manuale e di progettazione alla base. I risultati di questo lavoro sono stati appena sottomessi alla rivista Geophysical Research Letters».

DE SANCTIS: «Gli strumenti da noi guidati hanno sempre delle controparti in laboratorio. Si tratta a volte di prototipi che ci permettono di valutare se lo strumento ipotizzato ha effettivamente le capacità che ci si aspetta, altre volte di vere e proprie copie, utilizzate per valutare le performance degli strumenti da volo o come strumenti di laboratorio essi stessi. In quanto a risolvere complicate equazioni, io ho anche un forte interesse in modelli evolutivi e predittivi che si basano sulla soluzione di tali equazioni…quindi forse in realtà rientro nello stereotipo di cui sopra».

PI DEGLI STRUMENTI DREAMS E MA_MISS

UNA MISSIONE PER DUE ITALIANE SU EXOMARS

Quanto conta la curiosità nella scienza? È un’inclinazione che avevate già da bambine quella che ha trasformato quella curiosità nel desiderio di contribuire a comprendere i misteri dell’universo? Francesca da bambina già si interrogava magari 22- global science

di Francesca Aloisio @pesciolinonero

Maria Cristina De Sanctis Maria Cristina De Sanctis, ricercatrice INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali di Roma.

Anch’essa planetologa specializzata nello studio della composizione della superficie di piccoli oggetti nel nostro Sistema solare.

“Sono sempre stata curiosa di conoscere l’origine e l’evoluzione dei fenomeni naturali”

È un’esperta nella progettazione di strumentazione per missioni spaziali, soprattutto per l’analisi spettrale e l’evoluzione termica dei corpi planetari. Tra i progetti nei quali è coinvolta ricordiamo DAWN, in cui è P.I. dello strumento VIR, ma soprattutto ExoMars, la sonda ESA che vuole raggiungere Marte: a bordo della sonda che costituirà la seconda parte della missione ExoMars, più precisamente a corredo del rover che esplorerà Marte a partire dal 2018, c’è infatti MA_MISS, strumento realizzato con il supporto dell’Agenzia Spaziale Italiana del quale Maria Cristina è Principal Investigator.

Francesca Esposito, ricercatrice presso INAF Osservatorio Astronomico di Capodimonte.

sull’origine polvere domestica e poi è passata al Sistema solare?

Maria Cristina prima di interrogarsi su come analizzare la composizione di pianeti e comete si chiedeva come fossero composte le mattonelle di casa?

ESPOSITO: «Senza curiosità non c’è ricerca. Da ragazzina passavo le ore a realizzare piccoli progetti con gli amici: dai circuiti elettrici alle pile fatte in casa. Devo dire che ogni tanto ho causato qualche piccola esplosione…»

DE SANCTIS: «Sono sempre stata molto curiosa di conoscere vari

Francesca Esposito È una planetologa la cui attività di ricerca si inserisce nell’ambito dell’esplorazione spaziale del Sistema solare.

Ha una laurea in fisica e un dottorato in Ingegneria Aerospaziale presso l’Università Federico II di Napoli. È impegnata nello sviluppo di strumentazione per applicazioni spaziali, con particolare riferimento ai sensori di polvere. Tra gli strumenti sviluppati per progetti di rilievo ricordiamo GIADA a bordo della missione ESA Rosetta e MEDUSA, per lo studio delle polveri presenti nell’atmosfera di Marte e dell’evoluzione delle tempeste di polvere. Oggi è protagonista come PI dello strumento DREAMS, a bordo della missione ExoMars, realizzato con il supporto dell’Agenzia Spaziale Italiana.

aspetti della scienza, ma non in termini prettamente tecnici o ingegneristici, quanto in termini di conoscenza dell’origine ed evoluzione dei fenomeni naturali. La fisica ed in particolare l’astronomia mi hanno sempre interessato…ma certo non le mattonelle di casa».

“Da piccola passavo ore a realizzare piccoli progetti con gli amici, ho causato qualche piccola esplosione”

Potete dirci un libro e un film che amate particolarmente e una passione che avete oltre l’astrofisica?

ESPOSITO: «Un libro: ce ne sono tanti che ho amato. Uno dei più recenti è “L’amica geniale” di Elena Ferrante per la sua capacità di esplorare l’animo umano in profondità, ma con grande naturalezza.

Inoltre il libro ripercorre l’evoluzione della mia amata città (Napoli) a partire dagli anni ’60 fino ad oggi. Un film: “Terra e libertà” di Ken Loach. Adoro il cinema di Loach e la battaglia per la giustizia sociale.

Passione: la fotografia. Amo ritrarre le persone. Sono stata sempre un incubo per i miei amici che osservavo dietro l’obiettivo in attesa dell’espressione che ne dipingesse la personalità».

DE SANCTIS: «Libri… molti. Difficile sceglierne uno solo: dai classici russi ai contemporanei giapponesi. Ad esempio leggo Murakami sempre con piacere. Per i film la scelta è più difficile».

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