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Mercoledì, 13 Marzo 2013 13:02

Il radar italiano SHARAD di nuovo operativo

Redazione mediaGEO

SHARAD MRO clip
Dopo sette mesi di inattività forzata, non dovuta a problemi tecnici, il radar italiano SHARAD che vola a bordo della missione Mars Reconnaissance Orbiter, MRO, della NASA, è diventato nuovamente operativo dallo scorso 7 Marzo ed ha ripreso pochi giorni dopo l'esecuzione di osservazioni scientifiche.

Aeronike
VidaLaser

SHARAD, acronimo di SHAllow RADar, ovvero di radar per l'esplorazione degli strati geologici sotto la superficie planetaria, è stato lanciato con MRO nel Luglio del 2005 ed è in orbita intorno a Marte dal Dicembre dello stesso anno. Reso operativo dal 2006, lo strumento ha compiuto migliaia di osservazioni che hanno dato una nuova dimensione alle nostre conoscenze relative al pianeta rosso. Penetrando sotto la superficie del pianeta per diverse centinaia di metri, SHARAD è in grado di svelare stratificazioni di diversi materiale e, in particolare, anche di determinare la presenza di acqua allo stato liquido (fortemente riflettente) o ghiacciato (trasparente alle onde radio).

Nel corso degli anni diverse scoperte scientifiche si sono susseguite, grazie all'analisi dei dati prodotti da SHARAD e dal suo "cugino maggiore" MARSIS, in volo sulla sonda Mars Express dell'ESA, Agenzia Spaziale Europea. In particolare ricordiamo la misurazione del volume delle calotte polari, e la conferma che sono fatte predominantemente di ghiaccio (MARSIS); la scoperta che la presenza di ghiaccio nel strato superficiale di terreno (regolite) scoperta da Odyssey si estende a profondità ben maggiori del metro (MARSIS); la scoperta che la crosta non si flette sotto il peso della calotta polare nord, e quindi che la crosta di Marte è molto più spessa di quella terrestre, motivo per cui Marte è molto più freddo (SHARAD); ed infine la recente scoperta (vedi articolo) di canali sotterranei dovuti ad un'antica inondazione catastrofica nella zona di Elysium Planitia (SHARAD).

SHARAD, e MARSIS, sono strumenti unici nel loro genere e prodotto di quell'intuito italiano che raramente vede la luce della ribalta, ma che mantiene vive le nostre aziende ad alta tecnologia e le nostre università. In particolare qui si parla di ThalesAleniaSpace, del Dipartimento di Ingegneria Elettronica e Telecomunicazioni dell'Università di Roma, dove opera il gruppo di lavoro di Roberto Seu, 'team leader' di SHARAD, e dell'Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali dell'INAF.

Riportare SHARAD alle operazioni non è stato un compito facile, soprattutto dopo che l'insieme degli apparati di terra a supporto delle operazioni dello strumento è stato trasferito alla sede ASI di Matera. Un nuovo 'operations team' ha preso il controllo dei diversi apparati e dello strumento, ristabilendo tutte le interfacce necessarie per ricevere richieste di osservazioni dalla comunità scientifica che ruota intorno a SHARAD, e preparando i comandi ed i dati necessari alle operazioni. Questi ultimi vengono trasferiti con cadenza settimanale al 'team' di supporto alle operazioni scientifiche presso il JPL, Jet propulsion Laboratory, della NASA, a Pasadena (California). Le richieste di osservazione di SHARAD devono essere poi integrate con le richieste di altri strumenti i quali competono per diverse risorse in comune, tutte logicamente limitate: il puntamento del veicolo in una direzione piuttosto che un'altra, la memoria disponibile a bordo, la capacità di trasferire i dati via radio a Terra, e così via. Una volta che i comandi per la settimana successiva sono stati inviati a bordo non ci si può rilassare perchè bisogna ricevere, analizzare ed elaborare i dati ricevuti durante la settimana precedente e bisogna iniziare a preparare i comandi per la settimana successiva.

Nel caso della recente riattivazione di SHARAD, diversi fattori hanno contribuito nelle ultime due settimane a ritardi che illustrano la difficoltà intrinseca di queste fantastiche operazioni a grande distanza che molti, ma non gli addetti ai lavori, danno per scontate: un volta è stata l'improvvisa indisponibilità di una delle stazioni di terra della NASA per via di una pioggia torrenziale che ha impedito le comunicazioni, un'altra l'arrivo di una tempesta solare proprio verso Marte, e poi un problema molto serio a bordo del 'rover' MSL/Curiosity che ha richiesto di dedicare alcune "finestre di comunicazione" con MRO esclusivamente a questo scopo. Infatti la missione primaria di MRO è, dall'Agosto scorso, quella di fornire supporto alle operazioni dell'ultimissimo robot esploratore della NASA: uno degli apparati a bordo di MRO agisce infatti da ponte radio consentendo comunicazioni rapide ed a maggiore velocità con il veicolo sulla superficie del pianeta. Si tenga poi conto che Marte, quasi in congiunzione con la Terra, si trova dall'altra parte del Sistema Solare rispetto al nostro pianeta e, dunque, ad una distanza di circa 370 milioni di Km. I segnali radio impiegano circa venti minuti a coprire questa distanza, ed il tempo che occorre aspettare dall'invio di un comando diretto allo scoprire l'effetto della sua esecuzione è di circa quaranta minuti: un'eternità quando temi il peggio, confidando però per il meglio. Per non parlare poi del fatto che le finestre di comunicazione possono avvenire in qualsiasi momento delle 24 ore e non certi in comodi "orari di ufficio".

A dispetto delle sue precise scadenze settimanali, il lavoro di gestione delle operazioni di uno strumento scientifico come SHARAD (e come tanti altri strumenti in giro per il Sistema Solare) è un lavoro senza sosta dal quale dipende la comunità scientifica che utilizza questi dati per le proprie ricerche. A tutti gli effetti lo strumento è al servizio della scienza, che può richiedere osservazioni delle zone più disparate, in funzione però dei vari vincoli operativi. La prima osservazione di SHARAD dalla ripresa delle operazioni è stata un momento molto emozionante per il gruppo che vi ha partecipato anche perchè nascondeva una lunga serie di questioni tecniche che andavano verificate. Tutto è andato per il meglio e dall'osservazione effettuata lungo un percorso che ha tagliato il cratere Huygens, nella zona equatoriale di Marte, è stato ricavato il radargramma riportato in figura ed elaborato presso il Southwest Research Institute sotto la direzione di Roger Phillips (il 'leader' del gruppo statunitense che supporta l'attività scientifica su SHARAD).

3103501 articolo

I radargrammi sono molto difficili da interpretare, ma sono alla base di una complessa attività di calcolo che gli scienziati devono effettuare per estrarne utili informazioni. Un occhio non addestrato può solo riconoscere la brillante riflessione della superficie del pianeta e la sua corrispondenza con la linea mediana che idealmente percorre la mappa altimetrica rappresentata alla base dell'immagine. I segreti sotto la superficie, che solo i nostri strumenti possono svelare, richiedono competenze e multidisciplinarietà: chi lavora con questi dati non solo è esperto del radar, ma anche di geofisica, di geologia, di modelli matematici, e di programmazione, perchè spesso si deve "costruire" da solo gli "attrezzi" computazionali con cui operare. Questo è un messaggio che dovrebbe essere dato più chiaramente ai nostri studenti che spesso pensano che basti diventare esperti in una sola materia per avere successo nel mondo della ricerca e della tecnologia: l'interdisciplinarietà è invece un requisito indispensabile.

In conclusione, SHARAD è di nuovo "back in business" come dicono in America e questo grazie anche alla disponibilità del Centro di Geodesia Spaziale dell'ASI, a Matera, e dell'Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali dell'INAF, che hanno messo a disposizione logistica e personale per garantire il prosieguo delle operazioni.


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Ultimi commenti

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    Rosario 04.08.2018 16:08
    Ingegnere
    Bell articolo…. ci ho fatto la tesi di laurea qualche anno fa e scritto un articolo in merito ...

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