A differenza della NASA, che dispone di risorse finanziarie notevolmente maggiori, ilAgenzia spaziale europeaAgenzia spaziale europea (ESA) deve dimostrare pragmatismo nella scelta delle sue missioni di esplorazione e osservazione dell’Universo. Tuttavia, nel corso della sua storia, le sue scelte si sono rivelate vincenti in molti ambiti. L’esplorazione spaziale testimonia questi successi, in particolare con l’incredibile avventura di Rosetta e del suo lander Philae, dopo quella di GiottoGiotto e il sorvolo della cometa di Halley e nell’attesa del rover ExoMars, ma anche con l’impresa tecnologica e scientifica compiuta nel gennaio 2015: l’atterraggio della sonda Huygens su Titano, la luna più grande del mondo SaturnoSaturno allora molto poco conosciuto.
Questo evento fondamentale nel campo dell’esplorazione roboticarobotica La Giornata Mondiale si celebra regolarmente, e oggi se ne ricorda la 20e anniversario di questa missione. Il 14 gennaio 2005, dopo un viaggio di oltre 3 miliardi di chilometri iniziato il 15 ottobre 1997, Huygens atterrò sulla superficie di Titano.
Lo sapevate?
Titano, la luna più grande di Saturno, è avvolto da uno spesso strato di foschia che non solo riflette la luce solare, ma rende anche impossibile osservare la sua superficie nelle lunghezze d’onda visibili.
Un’impresa tanto tecnologica quanto scientifica
L’impresa di Huygens va oltre la tecnologia. Sebbene la sonda, costruita da Thales Alenia Space, sia stata progettata per resistere alle condizioni estreme di TitanoTitanocon temperature intorno ai -200°C, nessuno sulla Terra poteva prevedere, il giorno prima dell’atterraggio, se la missione sarebbe stata un successo. Comunque tutto è andato alla perfezione: dal risveglio dal letargo al separazioneseparazione con Cassini, la sua discesa attraverso ilatmosferaatmosfera di Titano e il suo atterraggio su un terreno con caratteristiche e natura del suolo sconosciute (lago, roccia, ghiaccio, ecc.), la sonda è atterrata dolcemente e ha operato per più di tre ore dopo il suo arrivo, raccogliendo e trasmettendo dati inediti.
Le condizioni atmosferiche della Terra primordiale somigliavano a quelle del moderno Titano!
Sorprendentemente, i responsabili della missione pensavano che Huygens sarebbe stato in grado di operare solo per circa 30 minuti a terra. Eppure è sopravvissuto così bene alla discesa e all’atterraggio che ha continuato a trasmettere informazioni per più di tre ore. Purtroppo non tutti i dati poterono essere trasmessi alla sonda Cassini che, da una distanza di 60.000 chilometri, li ritrasmise alla Terra. Il contatto con la sonda si perse quando Cassini passò sotto l’orizzonte. Danno.
L’impresa di Huygens è anche di grande valore scientifico. Nonostante la perdita di dati acquisiti da terra, quelli raccolti durante la missione Cassini-Huygens hanno rivelato che la superficie di Titano è un mondo modellato dal criovulcanismo oltre che da precipitazioneprecipitazione metano e altro idrocarburiidrocarburi. Le misurazioni di conduttivitàconduttività atmosferica effettuata da Huygens, combinata con le informazioni trasmesse da Cassini, evidenziate leggeroleggero un paesaggio ricco: laghi e mari di metano ed etano, enormi dune di zibellinozibellinofiumi, lastre di ghiaccio e un oceano di acqua ammoniacale sotto a crostacrosta di ghiaccio, il tutto immerso in un’atmosfera ricca di ArgonArgon e propilene.
Discesa della sonda Huygens su Titano.
La parola spetta a Patrice Couzin (Thales Alenia Space), responsabile dell’avionica dal bando Huygens nel 1990 fino al licenziamento nel 1997, poi responsabile di sistema dal 1997 al 2005.
Patrice Couzin: È stato specificato un solo modello atmosferico – il modello Lellouch-Hunten – derivato dalle osservazioni della sonda Voyager-1 durante il suo passa il mousepassa il mouse di Titano nel 1980, e implicava sopravvivere solo 3 minuti a terra dopo 150 minuti di discesa atmosferica.
L’Agenzia Spaziale Europea ha riconosciuto questa “leggerezza” delle specifiche con il contratto siglato con Aerospatiale (oggi Thales Alenia Space). Gli scienziati hanno poi lavorato durante l’intero programma per arricchire le specifiche dell’ambiente di Titano visto da Huygens questionequestione glassatura, fulminefulminetriboelettricità, esplosioni di sfogosfogoriflettività superficiale…
“Una nota innanzitutto: Huygens era una “Descent Probe”, non un “lander”“
Futura: Quali margini di sicurezza sono stati posti in essere per garantire il successo dell’atterraggio di Huygens su Titano?
Patrice Couzin: Innanzitutto un’osservazione: Huygens era un “ Sonda di discesa “, non un” landerlander ».
L’ignoto su come potrebbe essere la superficie, a parte una temperatura di -180°C, ha reso semplicemente impossibile specificare un “atterraggio”. Naturalmente tutti gli elementi meccano-termici e il paracaduteparacadute sono stati progettati per casi ancora più estremi, in termini di temperatura, flusso aerotermodinamico, pressionepressione dinamica… Gli eventi più critici della missione – risveglio della sonda dopo 22 giorni di ibernazione, rilevamento del momento di apertura del paracadute – si basavano su tripla ridondanza e includevano un back-up. Inoltre tutti i comandi venivano inviati da due computer funzionanti in parallelo (ridondanza attiva a caldo). È stato effettuato un adattamento all’ambiente incontratoaccelerometriaccelerometrimisurazioni della rotazione della sonda e dell’altitudine rispetto alla superficie.
Futura: Huygens sarebbe stato in grado di galleggiare se fosse atterrato su un lago di idrocarburi o su qualsiasi altra superficie liquida su Titano?
Patrice Couzin: SÌ ! Uno studio durante lo sviluppo ha dimostrato che per un certo periodo ciò è stato possibile, anche se la sonda non è mai stata progettata per farlo!
Futura: Quali tecnologie sono state sviluppate appositamente per la sonda Huygens e successivamente riutilizzate in altre missioni spaziali?
Patrice Couzin: Si tratta essenzialmente di tecnologie legate alla protezione termica durante il rientro atmosferico, e ai paracadute.
Per quanto riguarda lo scudo termico, l’esperienza maturata su Huygens ha permesso di adattare un’altra protezione termica per le attività di esplorazione. Ha volato sul Beagle-2 e sullo Schiaparelli di ExoMars 2016 (in questa missione sappiamo che ha fatto bene il suo lavoro!).
Per quanto riguarda il paracadute Huygens, è stato utilizzato anche sul Beagle-2, con un design simile al paracadute e prodotto dalla stessa azienda. Anche ExoMars ha lo stesso design. Gli strumenti digitaledigitale le previsioni si sono evolute, ma provengono tutte dagli sviluppi di Huygens. L’esperienza ha permesso anche di definire le scelte dei materiali necessari e le prove di invecchiamento per un viaggio nello spazio, in particolare per calze di nyloncalze di nylon et KevlarKevlar.
Per quanto riguarda la struttura di Huygens sono stati riutilizzati i criteri di dimensionamento ExoMarsExoMars.
“Questa collaborazione internazionale ha reso possibile la più grandiosa missione interplanetaria odierna“
Futura: Quali sono le principali eredità e contributi della missione Huygens all’esplorazione spaziale
Patrice Couzin: L’eredità di Huygens è una nuova e spettacolare dimostrazione dell’estensione dei limiti dell’esplorazione spaziale. È soprattutto un riferimento, un modello in termini di collaborazione di alto livello tra le maggiori agenzie spaziali: ESA, NASA e anche l’ASI sulla Scienza. Questa collaborazione ha reso possibile la più grandiosa missione interplanetaria odierna. L’ESA e anche la NASA “sognano” di ripetere questa collaborazione da 20 anni!
Può esistere una vita diversa dalla nostra su Titano? Ce lo dirà la missione Dragonfly della NASA!
Futura: Ci sono piani per una missione Huygens 2? Come potrebbe presentarsi e quali obiettivi potrebbe perseguire?
Patrice Couzin: Una Huygens 2 dovrebbe certamente “atterrare”, ma anche essere in grado di “attraversare” Titano, perché Cassini-Huygens ha mostrato la grande diversità della superficie composta da dune, crateri, laghi di idrocarburi, pianure, rilievi, reti fluviali, in per risolvere le numerose domande in sospeso riguardanti questa superficie: qual è la composizione degli elementi della superficie? Che cosa chimicachimica prebioticoprebiotico si svolge lì? Qual è la composizione dei laghi? Quanti anni ha la superficie?
Questo veicolo, per sopravvivere su Titano, dovrebbe essere dotato di RTG ed essere in grado di trasmettere i propri dati, direttamente o tramite un orbitanteorbitante attorno a Titano.
Futura: Il Dragonfly della NASA potrebbe essere questo “Huygens 2”?
Patrice Couzin: In effetti, in una certa misura, possiamo dire di sì. La missione Dragonfly, attualmente in fase di sviluppo, soddisfa molti dei criteri che potrebbero essere attribuiti a un “Huygens 2”, come ho descritto in precedenza. Detto questo, è anche rilevante considerare le possibilità che una missione “Huygens 3” potrebbe offrire!
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