Un telescopio su Marte

L’agenzia spaziale USA ha ricevuto una proposta per utilizzare uno dei due telescopi dismessi dal National Reconnaissance Office (NRO) posizionandolo in orbita attorno a Marte.

I due telescopi spaziali dismessi facevano parte del programma Future Imagery Architecture (FIA) del NRO che era volto a fornire una nuova generazione di satelliti spia nell’ambito dell’acquisizione di immagini ottiche e radar. Il programma era iniziato nel 1999 con la stipula si un contratto con Boeing ma già nel 2005 la parte ottica del programma era stato chiusa mentre nel 2010 e 2012 sono stati lanciati 2 satelliti ma di tipo SAR (Synthetic aperture radar). Nel gennaio 2011 i 2 satelliti di tipo ottico già predisposti per il programma sono stati offerti ai vertici NASA dal NRO. A giugno 2012 l’agenzia USA, dopo averli attentamente valutati, ha accettato di prenderli in carico nell’ipotesi di riuscire ad utilizzarne almeno uno. Finalmente nel novembre 2012 è stato emesso un bando con la richiesta di proposte per l’utilizzo dell’hardware ricevuto in regalo con il risultato di ottenere oltre 60 proposte di utilizzo di cui 33 già a febbraio 2013 durante un workshop organizzato ad Huntsville intitolato Study on Applications of Large Space Optics (SALSO).

I 2 satelliti, come detto, sono stati progettati per l’utilizzo nel campo delle osservazioni ottiche ed hanno uno specchio primario più o meno delle dimensioni di quello di Hubble (HST) e cioè circa 2,4 m con in più uno specchio secondario manovrabile (cosa non presente in quest’ultimo) ma sono completamente privi di strumentazione scientifica.

A questo punto diversi scienziati hanno proposto di utilizzare uno dei 2 telescopi dall’orbita di Marte da dove potrebbe “guardare” nelle 2 direzioni: sia in basso verso la superficie del pianeta rosso sia in alto verso il sistema solare esterno ed anche oltre.

L’intento della proposta è piuttosto chiaro nelle parole di Alfred McEwen dell’Università dell’Arizona e leader della proposta MOST (Mars Orbiting Space Telescope ): “Probabilmente non riusciremo ad avere sia un rimpiazzo di HST nel visibile sia un grosso telescopio da utilizzare per Marte. Così in questo modo potremmo cercare di fare entrambe le cose con unica missione”.

Secondo la visione del progetto MOST per svolgere la missione il satellite verrebbe equipaggiato con 3 strumenti principali:

• un imaging spectral mapper
• una camera ad alta risoluzione
• uno spettrometro ultravioletto

Rappresentazione artistica di MRO.
Credit: NASA

I primi strumenti sarebbero dedicati allo studio delle superficie di Marte con il mapper che potrebbe aiutare a comprendere meglio l’evoluzione del pianeta e la sua capacità di supportare la vita sia nel passato che attualmente. Tale strumento nelle parole di McEwen dovrebbe fornire una mappatura 100 volte migliore di quella di Mars Reconnaissence Orbiter (MRO) con una risoluzione pari a 21 cm/pixel da un orbita di circa 400 Km divenendo lo strumento ideale per l’analisi degli eventuali flussi di acqua sul pianeta cosa che attualmente viene fatta su scala più grande o con i rover direttamente sul suolo.

Il secondo strumento dedicato al suolo marziano potrebbe essere una camera ad alta risoluzione che, date le potenzialità del satellite,  sarebbe circa 4 volte migliore di quella di MRO arrivando a circa 8cm/pixel (McEwen è attualmente il coordinatore della camera ad alta risoluzione HiRise su MRO).

L’utilizzo di questi strumenti orientati verso la superficie di Marte aiuterebbe la comunità scientifica a studiare e capire l’evoluzione del pianeta e nel contempo fornirebbe a NASA un supporto senza prezzo nella pianificazione di tutte le operazioni per lo studio sul campo del pianeta rosso: valutazione dei migliori luoghi per la missione di sample return, dei migliori luoghi per i prossimi rover o per una futura base abitata senza dimenticare che installando un’antenna UHF il satellite potrebbe anche funzionare da ponte radio per la comunicazione con tutte le missioni sulla superficie sia presenti che future.

Il terzo strumento scientifico dello scenario ipotizzato dal team MOST sarebbe quello che permetterebbe di cogliere “il secondo piccione”, si tratterebbe infatti di uno spettrometro UV destinato allo studio in particolar modo di pianeti e lune quindi verrebbe utilizzato puntandolo verso il sistema solare esterno permettendo di ampliare le nostre conoscenze dei corpi celesti situati in questa parte dello spazio. “Ci sono molte cose interessanti che possiamo fare in astronomia utilizzando questo tipo di strumentazione” dice McEwen “come lo studio di Giove, Saturno, Urano, l’atmosfera di Nettuno, monitorare gli eventi vulcanici sulla luna di Giove Io e il movimento delle nubi su Titano, una delle lune di Saturno”. Lo strumento sarebbe molto simile tecnicamente a quello montato su Hubble, ma la scelta di questo tipo di target sarebbe determinata dalla principale differenza fra i due telescopi: il sistema di puntamento. Quello montato su HST è molto sofisticato e preciso permettendo lo studio di oggetti molto lontani ma costa anche molto ed un suo utilizzo sul nuovo satellite porterebbe ad una lievitazione dei costi del programma, quindi si opterebbe per un sistema più semplice ed economico adatto però solo ad oggetti relativamente vicini come appunto i pianeti del sistema solare esterno.

Hubble Space Telescope (HST) viene riparato durante la missione STS-61.
Questo tipo di riparazione non sarà ovviamente possibile per la missione proposta.
Credit: NASA

Ma il posizionamento in orbita marziana porterebbe anche dei notevoli vantaggi poiché il telescopio si troverebbe fuori dalla geocorona (la parte luminosa della esosfera terrestre, vedi http://en.wikipedia.org/wiki/Geocorona ) e quindi al sicuro da queste interferenze che si manifestano soprattutto nel campo UV. Altri vantaggi sarebbero la possibilità di avere un angolo di visione diverso rispetto alla Terra e alle sue vicinanze permettendo di effettuare delle riprese stereoscopiche in abbinata con telescopi terrestri e uno studio più ravvicinato della fascia di asteroidi.

Il principale svantaggio di un posizionamento in orbita marziana sarebbe la sua distanza e quindi si porrebbe il problema di come portare il telescopio a destinazione. Viste le dimensioni e i pesi non è ipotizzabile un trasferimento con i tradizionali motori chimici e quindi il team MOST ha proposto l’arrivo in orbita terrestre ed il successivo trasferimento verso Marte con l’utilizzo di un SEP (Solar electric propulsion) simile a quello utilizzato per la sonda DAWN. La spinta di questo tipo di propulsione, piccola ma costante, allunga di molto i tempi di trasferimento (stimati in 2 anni mezzo per raggiungere Marte ed altri 2 anni circa per stabilizzare l’orbita definitiva) ma il satellite potrebbe essere utilizzato da subito, anche durante il viaggio. Secondo le stime, la missione non potrebbe essere pronta al lancio prima di 5 anni.

Rappresentazione artistica della sonda DAWN con in evidenza il motore a ioni alimentato dai pannelli solari
Credit: NASA

Il team MOST non ha presentato una stima dei costi ma una missione simile proposta da un team del Jep Propulsion Laboratory ha un costo stimato di 900 milioni di dollari.

Questa proposta del team MOST, e tutte le altre presentate, dovrà però attendere poiché NASA ha un’altra missione che ritiene prioritaria e che potrebbe sfruttare i due telescopi “regalati” dal NRO, si tratta della missione WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope) dedicata allo studio della materia oscura e alla ricerca di esopianeti. Uno studio sulla possibilità di utilizzo in questo senso è in atto e si dovrebbero conoscere i risultati a breve.

Fonte:  Space.com