45 giorni per riprendere i contatti con Opportunity

La NASA ha iniziato una campagna intensiva di 45 giorni per ripristinare i contatti con il rover Opportunity, interrottisi lo scorso 10 giugno nel pieno di una gigantesca tempesta di sabbia che ha oscurato i cieli su gran parte di Marte, rendendo impossibile ai pannelli solari del veicolo la ricarica delle batterie.

Opportunity nella tempesta

La tempesta, avvistata per la prima volta il 30 maggio, anche se non paragonabile per l’intensità dei venti ad analoghi fenomeni terrestri (l’atmosfera di Marte è estremamente rarefatta), è stata comunque la più intensa ed estesa mai registrata da quando è iniziata l’esplorazione del pianeta rosso e ha avuto l’effetto di sollevare dense nubi di polvere che hanno reso l’atmosfera scarsamente penetrabile alla luce solare. L’indice di opacità, misurato in “tau”, che in condizioni normali si aggira sui 0,5 ha raggiunto, secondo le ultime rilevazioni effettuate da Opportunity, il livello record di 10,8: quasi il doppio di quello registrato durante le grandi tempeste del 2007.

Simulazione del progressivo oscurarsi del sole a causa della tempesta di sabbia. Le sei bande corrispondono ai seguenti valori di tau: 1, 3, 5, 7, 9 e 11. Credit: NASA/JPL-Caltech/TAMU

In tali condizioni i pannelli solari non erano in grado di fornire sufficiente carica alle batterie del piccolo rover, che dovrebbe aver attivato una modalità di emergenza in cui solo pochissimi circuiti sono operativi (e quindi vengono interrotte anche le comunicazioni) mentre l’orologio interno controlla una verifica periodica del livello di energia disponibile, pronto a riavviare i sistemi appena possibile.

Anche questo stato, però, può mantenersi finché le batterie sono in grado di sostenerlo e, perdurando per molte settimane l’oscurità, Opportunity potrebbe essersi spento completamente.

I piani del JPL

La buona notizia è che la tempesta è in via di esaurimento. Attraverso le rilevazioni del Mars Color Imager (MARCI) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) gli esperti del JPL hanno potuto effettuare delle stime del valore di tau nei pressi del rover e riscontrarne una progressiva diminuzione tra luglio e agosto. Sulla base di questa tendenza il team della missione ha messo a punto un programma di azione che prevede sistematici tentativi per ristabilire i contatti con Opportunity.

Recente immagine di Marte ripresa dalla camera MARCI del MRO. Il quadratino rappresenta la posizione di Opportunity. Credit: NASA / JPL-Caltech / MSSS

Da giugno ad oggi da terra non si è cessato di ascoltare attraverso le antenne del Deep Space Network, in attesa di segnali dal rover, e di trasmettere comandi una volta alla settimana. Ora che i livelli di opacità sono scesi stabilmente sotto la soglia di 1,5 tau – condizione in cui si ritiene che i pannelli solari possano ricevere luce sufficiente per ricaricare le batterie – è stato avviato un periodo di 45 giorni in cui i comandi saranno inviati più volte quotidianamente, nella speranza di riuscire a riportare Opportunity in funzione.

Da qualche giorno vengono ripetutamente trasmesse in banda X le istruzioni di “sweep and beep”: in sostanza si chiede al rover di inviare semplicemente un “beep”, un segnale di risposta. In teoria Opportunity è programmato in modo da chiamare terra non appena si sia riavviato dopo un spegnimento, ma la procedura potrebbe essersi bloccata per mille ragioni. In una simile situazione solo un intervento dei tecnici potrebbe permettere di comprendere lo stato del rover. Ciò è quanto viene definito “ascolto attivo”.

Quando questo piano è stato reso pubblico, il 30 agosto scorso, si sono riscontrate alcune reazioni fortemente critiche, specialmente da parte di persone che in passato avevano fatto parte dei team dei Mars Exploration Rover. Il periodo concesso ad Opportunity per dare segni di vita è parso a molti troppo breve o troppo anticipato. Ad esempio Mike Seibert, già Flight Director e Rover Driver, ha ricordato che, quando si perse il segnale di Spirit, il gemello di Opportunity, nel 2010, i tentativi di contattarlo durarono ben 15 mesi.

https://twitter.com/mikeseibert/status/1035382415508688896

È probabile che in questa decisione abbiano pesato problemi di budget e una certa dose di realismo, che a chi si sia romanticamente appassionato all’epopea del piccolo rover che in 14 anni ha affrontato e superato ogni sorta di traversia, potrebbe apparire anche cinico. Protrarre il periodo di “ascolto attivo” oltre i 45 giorni significherebbe impegnare in un’attività con ridotte possibilità di successo personale che potrebbe essere impiegato su altri programmi.

In fondo Opportunity ha già superato di 60 volte la vita operativa che gli era stata assegnata (90 giorni), percorrendo quasi 50 volte quella che doveva essere la sua massima distanza (meno di un km), e non è privo di acciacchi. Il rover ha perso l’uso dello sterzo della ruota anteriore destra nel 2005 e di quella sinistra nel 2017; da tempo la sua memoria flash da 256 megabyte non funziona più e nessuno sa in quali condizioni potrebbe trovarsi ora. L’impatto con la tempesta potrebbe aver causato una riduzione della produzione di energia, un peggioramento delle prestazioni della batteria o altri danni imprevisti che potrebbero rendere difficile il completo ritorno  online.

Dopo 45 giorni, se non avremo ricevuto alcuna risposta – ha dichiarato John Callas, Project manager di Opportunity presso il JPL – dovremo a concludere che l’oscuramento del sole prodotto dalla polvere e il freddo marziano hanno cospirato nel causare un tipo di guasto dal quale il rover probabilmente non sarà in grado di riprendersi.

A quel punto la decisione sul da farsi spetterà ai vertici della NASA. Il piano del team prevede comunque di lasciare ad Opportunity qualche ulteriore possibilità:

Nell’improbabile caso che ci sia una grande quantità di polvere sui pannelli solari che ne impedisce il funzionamento, continueremo gli sforzi di ascolto passivo per diversi mesi.

Almeno fino al gennaio 2019, si è poi saputo.

È un buon piano. – Ha commentato in un’intervista per il blog della Planetary Society, Steve Squyres, principal investigator della Mars Exploration Rover Mission – “Ascolto attivo” significa provare a inviare comandi al rover, il che richiede molto lavoro. Probabilmente non è nemmeno necessario, dal momento che il rover dovrebbe essere semplicemente in grado di “svegliarsi” e iniziare a parlare con noi da solo, se e quando avrà sufficiente energia. […] Quindi prevedere un periodo abbastanza breve di ascolto attivo, per tener conto di tutte le possibilità, seguito da un ascolto passivo a lungo termine è una scelta sensata.

La salvezza potrebbe venire dal vento

Se Opportunity non ha subito danni irreparabili nei mesi scorsi, l’acquietarsi della tempesta potrebbe non procurargli grandi vantaggi, ma anzi essere la causa definitiva della sua fine. Infatti quella stessa polvere che dispersa nell’atmosfera oscurava il sole, sta ora ricadendo al suolo e quindi anche sul pannelli, che potrebbero continuare a subirne i dannosi effetti. In quel caso, una sola speranza potrebbe salvare il rover: l’azione dei venti e dei dust devil che nell’autunno marziano si manifestano con regolarità.

Sono stati proprio i due MER che ne hanno scoperto gli effetti già dal 2004, quando i tecnici hanno riscontrato inspiegabili incrementi della carica delle batterie, poi ricondotti all’ “azione pulente” di questi fenomeni. Il periodo in cui potrebbero agire, in termini terrestri, si colloca tra novembre e gennaio; putroppo negli stessi mesi, per effetto del finire dell’estate marziana, diminuirà l’esposizione di Opportunity alla luce solare e le temperature cominceranno ad abbassarsi in modo significativo. Se il rover non riuscisse a ricaricare le batterie prima dell’inverno, in modo da salvaguardare i suoi sistemi elettronici dai rigori notturni, il suo destino sarebbe segnato.

Selfie di Opportunity, realizzato nel febbraio 2018 per celebrare il 5.000° sol della missione, attraverso il Microscopic Imager, fissato al braccio robotico. Credit: NASA/JPL-Caltech

Nella solitudine della Perseverance Valley (nome non privo di valore simbolico in questo momento) ove si trova dal Sol 5111 il piccolo e ostinato rover MER-B sta affrontando la sua sfida più dura. Il team della missione, come ha sintetizzato Steve Squyres, non si nasconde che tornare a sentirlo sarà quasi un miracolo, “Ma – ha aggiunto – in tutti questi anni chi avesse scommesso contro Opportunity avrebbe perso una fortuna”. Ci sono ancora ragioni per essere ottimisti.