La sonda Schiapparelli, perché ha fallito?

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Schiaparelli: quello che ha portato al fallimento della missione. Pubblicato il rapporto sul fallito atterraggio su Marte della sonda dell’Agenzia spaziale europea: una lunga serie di inefficienze.

Il lander dell’Esa, l’Agenzia spaziale europea, Schiaparelli, arrivato in orbita marziana a bordo di ExoMars Trace Gas Orbiter 2016 (una collaborazione Esa/Roscosmos, partita da Baikonur il 14 marzo 2016), il 16 ottobre si è staccato dalla navicella madre per iniziare la discesa sul Pianeta Rosso. Scopo della missione ExoMars 2016 era, in particolare, il test delle tecnologie di atterraggio, in previsione di una più elaborata e complessa missione prevista per il 2021, che dovrebbe portare su Marte un rover-laboratorio il cui compito sarà quello di cercare tracce di vita.

Illustrazione: in dettaglio, le fasi previste per la discesa di Schiaparelli. | ESA
Illustrazione: in dettaglio, le fasi previste per la discesa di Schiaparelli. | ESA
Schiaparelli ha però fallito l’atterraggio morbido. Adesso, a distanza di 7 mesi, l’Esa ha reso pubblico il risultato dell’indagine sull’incidente: l’insuccesso è da imputare all’IMU, l’unità di misura inerziale (lo strumento che misura l’assetto di volo della navicella), che rilevò inaspettate rotazioni della sonda. Il grande numero di dati innescò una catena di eventi che portarono all’impatto del lander su Marte.

540 KM L’ORA. Spiega David Parker, direttore dei voli umani e dell’esplorazione robotica dell’Esa, che «l’indagine rivela chiaramente che si sarebbe dovuto prestare più attenzione alla preparazione, alla convalida e alla verifica del sistema di entrata e discesa nell’atmosfera e di atterraggio. La lezione ci servirà a prepararci al meglio per la prossima missione: atterrare su Marte è una sfida complessa, alla quale non possiamo sottrarci se vogliamo raggiungere gli obiettivi scientifici che ci siamo posti».

Il lavoro dell’Esa conferma le ipotesi iniziali: era infatti parso subito chiaro che il problema doveva essere in qualche modo connesso con l’IMU, le cui misure sembravano indicare che il lander stava scendendo capovolto – e perciò il computer di bordo rispose con una serie di procedure sbagliate.

A un certo punto della discesa l’IMU era saturo di dati: Schiaparelli ruotava più velocemente del previsto, ma quando si stabilizzò il computer aveva ancora letture errate dell’assetto. La rapida rotazione e una serie di altri dati diedero luogo a una valutazione altimetrica errata: il sistema di guida sganciò il paracadute e il guscio termico di protezione durante la discesa, e accese i razzi frenanti per tre secondi anziché per i 30 previsti.

Una fotografia dal Mars Reconnaissance Orbiter: il punto d'impatto di Schiaparelli.
Una fotografia dal Mars Reconnaissance Orbiter: il punto d’impatto di Schiaparelli.
Ma a quel punto Schiaparelli non era in prossimità della superficie (o addirittura “sotto”, come sembravano indicare alcune letture di dati): era invece a 3.700 metri di altezza, che percorse in caduta libera, arrivando sulla superficie Marte a 540 chilometri all’ora.

 

Il primo di novembre la macchina fotografica HiRISE  della sonda della Nasa, il Mars Reconnaissance Orbiter, ha fotografato le tracce dell’impatto di Schiapparelli.

MANCANZA DI PRECISIONE. Lo studio dell’Esa non ha rilevato problemi all’hardware del paracadute, e i razzi frenanti hanno funzionarono come da progetto durante la breve accensione. Secondo gli ingegneri, la rotazione rilevata dall’IMU era reale, ma avrebbe dovuto essere meno intensa – se si fossero realizzati test più rigorosi.

Un gruppo indipendente di ricercatori europei e statunitensi ha concluso che le cause fondamentali che hanno portato al fallimento sono:

  • un modello sulla dinamica del comportamento del paracadute insufficiente: questo ha portato i progettisti ad aspettarsi dinamiche della navicella meno intense di quelle che si sono poi manifestate;
  • l’incapacità del l’IMU di gestire una gran numero di dati legati al complesso movimento della navicella;
  • un insufficiente approccio per la rilevazione dei guasti;
  • una errata gestione del lavoro da parte dei subappaltatori del progetto.

CONSOLAZIONI. La navicella madre, la Trace Gas Orbiter, sta invece lavorando come da progetto: in orbita, da novembre sta rilevando le caratteristiche dell’atmosfera marziana, in particolare la presenza di metano, per capire se sul Pianeta Rosso questo gas è di origine organica o geologica.

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