Il rover gemello del Rosalind Franklin dell’ESA sulla Terra ha trivellato ed estratto campioni a 1,7 metri di profondità, superando tutti i precedenti rover marziani.

 

La raccolta di terreno da una pietra solida e la sua consegna al laboratorio all’interno del rover segnano una tappa fondamentale per la missione ExoMars 2022.

“Il successo riscontrato sulla Terra da ExoMars promette bene per la futura esplorazione di Marte”, afferma David Parker, Direttore dell’Esplorazione Umana e Robotica dell’ESA. A oggi, la profondità di perforazione massima raggiunta sul Pianeta rosso è di sette centimetri.

Il rover Rosalind Franklin è progettato per una perforazione profonda, fino a due metri, misura sufficiente per garantire l’accesso a materiali organici in buono stato di conservazione da oltre quattro miliardi di anni, quando le condizioni sulla superficie di Marte erano più simili a quelle della Terra ai suoi albori.

La replica, nota anche come “modello di test a terra”, rappresenta appieno il rover che si prevede atterrerà su Marte. I primi campioni sono stati raccolti nell’ambito di una serie di test effettuati presso il Mars Terrain Simulator in ALTEC a Torino. La trivella è stata sviluppata da Leonardo, mentre Thales Alenia Space è il principale appaltatore di ExoMars 2022.

 

Operazioni di perforazione

Il rover gemello di Rosalind Franklin continua la sua missione di perforazione di un’ampia varietà di rocce e strati di terreno. Il primo campione è stato prelevato da un blocco di argilla cementata di media durezza.

La perforazione ha avuto luogo su una piattaforma dedicata inclinata a sette gradi per simulare la raccolta di un campione in una posizione non completamente verticale. La trivella ha prelevato il campione sotto forma di pellet di circa un centimetro di diametro e due centimetri di lunghezza.

La trivella di Rosalind Franklin trattiene il campione con un otturatore che ne impedisce la fuoriuscita durante il prelievo. Una volta catturato il campione, la trivella lo porta in superficie e lo consegna al laboratorio all’interno del rover.

Con la trivella completamente ritratta, la roccia viene fatta cadere in un cassetto, nella parte anteriore del rover, che poi si ritrae e deposita il campione in una stazione di frantumazione. La polvere prodotta viene distribuita nei forni e nei contenitori predisposti per eseguire le analisi scientifiche su Marte.

“L’acquisizione efficiente di campioni in profondità è fondamentale per il principale obiettivo scientifico di ExoMars: studiare la composizione chimica, e i possibili segni di vita, del suolo non soggetto a radiazioni ionizzanti dannose”, afferma Jorge Vago, scienziato del progetto ExoMars.

Una trivella unica per Marte

La trivella di ExoMars è composta da una serie di meccanismi che si basano su una coreografia automatizzata di attrezzi e aste di montaggio. “La progettazione e la costruzione della trivella sono state davvero complesse, e questa prima perforazione in profondità rappresenta un risultato straordinario per il team”, afferma Pietro Baglioni, responsabile del team del rover per ExoMars.

La trivella di Rosalind Franklin opera secondo un principio di rotazione. Una serie di attrezzi e aste di prolungamento sono montati in modo da formare una “corda di perforazione” e possono raggiungere l’intera lunghezza di due metri quando tutti sono collegati tra essi.

La trivella penetra nella superficie con 60 rotazioni al minuto, a seconda della consistenza del terreno. Lo scavo in materiali solidi sabbiosi o argillosi può raggiungere dai 0,3 ai 30 mm al minuto.

La trivella è inoltre dotata di un posizionatore a due gradi che consente di scaricare il campione ad angolo retto nel laboratorio del rover.

Un’operazione complessa

“Trivellare pietre dure fino a una profondità di due metri su una piattaforma mobile con ruote e con meno di 100 watt di potenza è un’operazione complessa”, spiega Andrea Merlo, ingegnere funzionale del rover di ExoMars di Thales Alenia Space.

Sulla Terra, quest’operazione risulta ancora più difficile perché il modello di test a terra deve essere scaricato per ricreare il livello di gravità marziana più debole. La gravità di Marte è circa un terzo di quella terrestre. Il modello è appeso alla parte superiore su un apposito dispositivo di compensazione della gravità.

Poiché il rover gemello è costituito da modelli che superano la durata nominale, il team ha dovuto regolare alcuni parametri durante la prova di perforazione in profondità. “In questo modo, gli ingegneri possono farsi un’idea di come il sistema potrebbe danneggiarsi su Marte”, aggiunge Andrea.

Test di prospezione su Marte

Il modello di test a terra ha completato con successo una serie di test di spostamento e identificazione degli obiettivi durante l’acquisizione delle immagini e dei dati. Le prove generali delle operazioni del rover su Marte sono iniziate a giugno 2021.

Il rover ha dimostrato di poter seguire traiettorie precise e di osservare l’ambiente sopra e sotto la superficie con i suoi strumenti, tra cui telecamere, spettrometri, un radar di scandagliamento e un rilevatore di neutroni sotto la superficie.

In parallelo, il rover Rosalind Franklin originale è in preparazione per il suo volo verso Marte, previsto tra quasi un anno: la finestra di lancio di ExoMars si aprirà il 20 settembre 2022.

Note per i redattori
Il programma ExoMars nasce dalla collaborazione tra l’ESA e Roscosmos. In Europa, il rover è gestito attraverso una joint venture tra Thales Alenia Space – Italia (67%) e Leonardo (33%). Thales è il principale operatore industriale, Leonardo fornisce la trivella, OHB i complessi meccanismi di laboratorio e nove diversi team di strumenti degli Stati membri dell’ESA, NASA/JPL e IKI/Roscosmos forniscono il carico utile. Astrium Ltd. (ASU) è responsabile del veicolo rover.

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