Thursday, 13 Dec 2018

Insight è su Marte!

 

Ore 20.56: InSight ha inviato la prima foto da Marte, sembra che tutti i sistemi funzionino correttamente dopo l’atterraggio.

I controllori di missione della NASA-JPL hanno ricevuto un segnale dal lander InSight dalla superficie di Marte tramite MarCO un segnale acustico dalla radio X-Band di InSight. Nelle prossime ore, gli ingegneri controlleranno la salute della nave spaziale.

Ore 20.54: Touch down confirmed! InSight è su Marte. InSight ha comunicato: “Do it!”

Ore 20.47: InSight ha iniziato la sua fase di ingresso, discesa e atterraggio su Marte. Entro sette minuti dall’entrata nell’atmosfera, si prevede che il veicolo spaziale dispieghi il suo paracadute, separato dal suo scudo termico, aprendo le sue gambe di atterraggio, accendendo il suo radar di atterraggio e accendendo i suoi retrorazzi mentre si separa dal suo guscio posteriore. Il touchdown è previsto verso le 20:54

Ore 20.46: I CubeSat nello spazio profondo – Mars Cube One A e B – hanno iniziato a trasmettere le comunicazioni dalla navicella InSight mentre atterra su Marte. Le trasmissioni dei Marco possono essere interrotte durante il processo di atterraggio, ma i loro segnali non influiscono sul fatto che InSight completi le sue attività.

Ore 20.40: Il lander InSight si è separato dal palco dal sistema di navigazione. Sta ora girando per orientare il suo scudo termico in preparazione delle fasi di di entrata, discesa e atterraggio su Marte.

Ore 20.00: I controllori della missione del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, in California, hanno completato gli aggiustamenti finali per l’atterraggio della navicella InSight della NASA su Marte. L’ingresso atmosferico è previsto intorno alle 20:47, il touchdown, circa sette minuti più tardi

Oggi, 26 novembre 2018, la navicella spaziale InSight della NASA entrerà nell’atmosfera di Marte e tenterà di posizionare delicatamente un lander sulla superficie del Pianeta Rosso in un tempo inferiore a quello necessario per far bollire un uovo. Il team che guida le fasi di ingresso, discesa e atterraggio (EDL) di InSight, ha sede presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, in California, insieme ad un’altra parte del team posizionata al Lockheed Martin Space di Denver, ha pre-programmato la navicella per eseguire una sequenza specifica di attività per renderlo possibile. A causa della distanza tra Marte e la Terra, non sarà possibile effettuare interventi durante la fase di discesa della sonda e tutto sarà nelle mani del software che guida la navicella secondo il programma preinstallato.

Quello che segue è un elenco delle fasi che il veicolo spaziale, dovrà completare, assumendo che tutto vada esattamente come pianificato e che gli ingegneri della NASA non apportino modifiche dell’ultimo minuto nelle ore precedenti lo sbarco. L’andamento delle fasi di atterraggio saranno comunicate a Terra solo se la navicella spaziale Mars Cube One (MarCO), un minisatellite per telecomunicazioni giunto su Marte insieme ad InSight, fornirà un affidabile relè di comunicazione da InSight alla Terra. Il principale percorso di comunicazione per i dati ingegneristici di InSight durante il processo di atterraggio è il Mars Reconnaissance Orbiter della NASA e il Mars Odyssey. Le informzioni trasmesse da queste sonde saranno disponibili solo diverse ore dopo l’atterraggio.

Se tutto va bene, MarCO impiegherà alcuni secondi per ricevere e formattare i dati prima di inviarli sulla Terra alla velocità della luce. Il tempo necessario affinchè un segnale radio attraversi la distanza tra Marte è la Terra è oggi di otto minuti e sette secondi. Di seguito sono elencati i vari step dell’atterraggio con l’ora prevista per la confermq dell’esito dell’attività.

  • 11:40 PST (14:40 EST) – Separazione dal palco di crociera che ha portato la missione su Marte
  • 11:41 PST (14:41 EST) – Rotazione per orientare correttamente il veicolo spaziale per l’ingresso nell’atmosfera
  • 11:47 PST (14:47 EST) – Ingresso atmosferico a circa 12.300 mph (19.800 km/h), inizio della fase di ingresso, discesa e atterraggio
  • 11:49 PST (14:49 EST) – Il picco di riscaldamento dello schermo termico di protezione raggiunge circa 2.700 ° F (circa 1.500 ° C)
  • 15 secondi dopo: decelerazione del picco, con il riscaldamento intenso che causa possibili interruzioni temporanee nei segnali radio
  • 11:51 am PST (14:51 EST) – Distribuzione del paracadute
  • 15 secondi dopo – Separazione dallo scudo termico
  • 10 secondi dopo: distribuzione delle tre gambe del lander
  • 11:52 PST (14:52 EST) – Attivazione del radar che rileva la distanza dal suolo
  • 11:53 am PST (2:53 pm EST) – Prima acquisizione del segnale radar
  • 20 secondi dopo – Separazione dal guscio posteriore e dal paracadute
  • 0,5 secondi dopo – I retrorazzi, o motori di discesa, si accendono
  • 2,5 secondi dopo – Inizio della “svolta gravitazionale” per portare il lander nell’orientamento corretto per l’atterraggio
  • 22 secondi dopo – InSight inizia a rallentare a una velocità costante (da 17 mph a 5 miglia orarie costanti, o da 27 km / ha 8 km / h) per il suo atterraggio morbido
  • 11:54 PST (14:54 EST) – Atteso atterraggio sulla superficie di Marte
  • 12:01 PST (15:01 EST) – “Beep” dalla radio X-Band di InSight direttamente sulla Terra, che indica che InSight è vivo e funziona sulla superficie di Marte
  • Non prima delle 12:04 PST (3:04 pm EST), ma probabilmente il giorno successivo – Prima immagine di InSight sulla superficie di Marte
  • Non prima di 17:35 PST (20:35 EST) – Conferma da InSight tramite l’orbiter Mars Odyssey della NASA che gli array solari di InSight hanno dispiegato

Un certo numero di partner europei, incluso il Centre National d’Études Spatiales (CNES) e il Centro aerospaziale tedesco (DLR), stanno supportando la missione InSight. Il CNES ha fornito lo strumento Seismic Experiment for Interior StructureSEIS ), con contributi significativi dall’Istituto Max Planck per la ricerca sul sistema solare (MPS) in Germania, l’Istituto svizzero di tecnologia (ETH) in Svizzera, l’Imperial College e l’Università di Oxford negli Stati Uniti Kingdom e JPL. La DLR ha fornito lo strumento Heat Flow e Physical Properties Package ( HP 3 ), con contributi significativi del Centro di ricerca spaziale (CBK) dell’Accademia delle scienze polacca e di Astronika in Polonia. Il Centro di Astrobiologia spagnolo (CAB) ha fornito i sensori del vento.

L’entrata, la discesa e l’atterraggio (EDL) iniziano quando l’astronave raggiunge l’atmosfera marziana, circa 80 miglia (circa 128 chilometri) sopra la superficie, e termina con il lander, si spera sano e salvo, sulla superficie di Marte sei minuti dopo.

Per InSight, questa fase include una combinazione di tecnologie ereditate dalle passate missioni Mars della NASA come Phoenix Mars Lander. Questo sistema di atterraggio pesa meno degli airbag utilizzati per i rover gemelli o la speciale gru utilizzata dal Mars Science Laboratory. L’hardware di atterraggio meno pesante ha permesso di posizionare su InSight un più elevato numero di strumenti scientifici.

Rispetto a Phoenix, tuttavia, l’atterraggio di InSight presenta quattro ulteriori sfide:

  • InSight entra nell’atmosfera a una velocità inferiore – 12.300 miglia all’ora (5,5 chilometri al secondo) contro 12.500 miglia all’ora (5,6 chilometri al secondo).
  • InSight ha più massa che entra nell’atmosfera – circa 1.340 libbre (608 chilogrammi) contro 1.263 libbre (573 chilogrammi).
  • InSight atterra ad un’altezza di circa 4.900 piedi (1.5 chilometri) più alta di Phoenix, quindi ha meno atmosfera da usare per la decelerazione.
  • InSight atterra durante l’autunno dell’emisfero settentrionale su Marte, quando si sa che le tempeste di sabbia sono cresciute in proporzioni globali in alcuni anni precedenti.

Alcune delle modifiche al sistema di ingresso, discesa e atterraggio di InSight, rispetto a quello utilizzato da Phoenix, sono:

  • InSight utilizza uno scudo termico più spesso, in parte per gestire la possibilità di essere colpito da una tempesta di sabbia.
  • Le sospensioni del paracadute di InSight utilizzano materiale più resistente.

La sequenza di ingresso, discesa e atterraggio si divide in tre parti:

  • Entrata – La navicella è controllata da piccoli razzi durante la discesa attraverso l’atmosfera marziana, verso la superficie.
  • Paracadute Discesa – La navicella InSight rallenta con un grande paracadute, scarica il suo scudo termico e estende le sue tre gambe per assorbire l’urto con il terreno.
  • Discesa a motore – Una volta che il lander si separa dallo scudo termico e dal paracadute, i 12 motori di discesa del lander si accendono e il software di guida a bordo rallenta il veicolo spaziale fino al touchdown.

Come la NASA saprà quando InSight toccherà il suolo

L'immagine mostra i dati di inoltro di MarCO CubeSats
Questa immagine mostra i dati di trasmissione MarCO CubeSats dal lander InSight della NASA mentre entra nell’atmosfera di Marte.
Crediti: NASA / JPL-Caltech

Qual è il suono di un touchdown su Marte?

Se sei al Jet Propulsion Laboratory della NASA, sembra di aver vinto il Super Bowl: acclamazioni, risate e un sacco di urla.

Ma nei minuti precedenti, il team InSight della NASA monitorerà i segnali radio del lander Mars utilizzando una varietà di veicoli spaziali – e persino radiotelescopi qui sulla Terra – per scoprire cosa sta succedendo a 91 milioni di miglia (146 milioni di km) di distanza.

Poiché questi segnali vengono catturati da diversi veicoli spaziali, vengono trasmessi alla Terra in modi diversi e in momenti diversi. Ciò significa che il team di missione può sapere subito quando InSight toccherà o potrebbero dover attendere fino a diverse ore.

Ecco come la NASA ascolterà per il prossimo sbarco su Marte il 26 novembre.

Radio Telescopi

Mentre il lander InSight scende nell’atmosfera di Marte, trasmetterà semplici segnali radio chiamati “toni” sulla Terra. Gli ingegneri si sintonizzeranno da due postazioni: l’Osservatorio Green Bank della National Science Foundation a Green Bank, West Virginia e l’istituto Max Planck per la radioastronomia di Effelsberg, in Germania. I loro risultati saranno trasmessi a Mission Control presso JPL e agli ingegneri di Lockheed Martin Space a Denver.

Questi toni non rivelano molte informazioni, ma i tecnici della radio possono interpretarli per tenere traccia degli eventi chiave durante l’ingresso, la discesa e l’atterraggio (EDL) di InSight. Ad esempio, quando InSight distribuisce il proprio paracadute, uno spostamento di velocità modifica la frequenza del segnale. Questo è causato da quello che viene chiamato effetto Doppler, che è la stessa cosa che si verifica quando si sente una sirena cambiare di tono mentre passa un’ambulanza. Cercare segnali come questi consentirà al team di sapere come sta procedendo l’EDL di InSight.

Mars Cube One (MarCO)

Due veicoli spaziali di dimensioni valigie volano dietro InSight e tenteranno di trasmettere i suoi segnali sulla Terra. Appartenendo a una classe di veicoli spaziali chiamata CubeSat, i Marco sono stati testati come mezzo per future missioni per inviare dati a casa durante l’EDL.

I Marco sono tecnologia sperimentale. Ma se funzionano come dovrebbero, la coppia trasmetterà l’intera storia di EDL mentre si sta svolgendo. Ciò potrebbe includere un’immagine di InSight della superficie di Marte subito dopo che il lander ha toccato terra.

Intuizione

Dopo averlo toccato, InSight essenzialmente urlerà: “L’ho fatto!” Sette minuti dopo, la navicella lo dirà di nuovo – ma un po’ più forte e più chiaro.

La prima volta, comunicherà con un segnale acustico che i radiotelescopi cercheranno di rilevare. La seconda volta, invierà un “bip” dalla sua più potente antenna a banda X, che ora dovrebbe essere puntata verso la Terra. Questo segnale acustico include un po’ più di informazioni e arriverà solo se il veicolo spaziale sano e salvo. Se la Deep Space Network della NASA riceve questo segnale acustico, sarà il segno che InSight è sopravvissuto all’atterraggio. Gli ingegneri dovranno aspettare fino a prima serata per scoprire se il lander ha spiegato con successo i suoi pannelli solari.

Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)

Oltre a MarCO CubeSats, la MRO della NASA sorvolerà Marte, registrando i dati di InSight durante la discesa.

MRO manterrà i dati che registra durante l’EDL mentre scompare sopra l’orizzonte marziano. Quando torna dall’altra parte, riprodurrà i dati che gli ingegneri dovranno studiare. Entro le 15:00 PST (6 pm EST), dovrebbero essere in grado di mettere insieme la registrazione di MRO dell’atterraggio.

La registrazione di MRO è simile alla scatola nera di un aereo, il che significa che potrebbe anche rivelarsi importante se InSight non viene toccato correttamente.

2001 Mars Odyssey

Il veicolo spaziale a vita più lunga della NASA su Marte trasmetterà anche i dati dopo che InSight ha toccato terra. Odyssey trasmetterà l’intera storia della discesa di InSight su Marte, oltre a un paio di immagini. Trasmetterà anche la conferma che gli array solari di InSight, che sono vitali per la sopravvivenza della nave spaziale, sono completamente schierati. Gli ingegneri avranno questi dati poco prima delle 17:30 PST (8:30 pm EST).

Odyssey servirà anche come relay di dati per InSight durante le operazioni di superficie, insieme a MRO, Mars Atmosphere della NASA e missione Volatile Evolution (MAVEN) e Trace Gas Orbiter dell’Agenzia spaziale europea.

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