ASSOCIAZIONE ASTRONOMICA CORTINA

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La “Grande opposizione di Marte”

dell’agosto 2003

Il 28 Agosto di quest'anno si è verificato un evento straordinario: Marte è transitato a soli 55.7 milioni di Km dalla Terra, una distanza che non aveva mai raggiunto negli ultimi 60.000 anni e che non verrà uguagliata fino al 2287!

Gli avvicinamenti tra la Terra e Marte avvengono quando quest’ultimo si trova esattamente nella direzione opposta al Sole, da cui il nome di "opposizioni". Tale configurazione si verifica ogni 26 mesi circa ma siccome l'orbita marziana è abbastanza ellittica, alcune opposizioni (quelle che avvengono a fine agosto - inizio settembre) sono molto più ravvicinate delle altre e sono chiamate "grandi opposizioni". La minima distanza tra Marte e la Terra varia da 56 milioni di Km nei casi più favorevoli, fino a 100 milioni di Km nei casi sfavorevoli. Conseguentemente anche il diametro

apparente del pianeta Marte muta considerevolmente, apparendo 1/72 di quello della Luna nei migliori dei casi e solamente 1/130 nel caso che Marte sia nel punto più lontano della sua orbita. Si capisce dunque perché le grandi opposizioni, che si susseguono con intervalli di 15/17 anni, (l'ultima è stata nel 1989) siano sempre state occasioni privilegiate per l'osservazione del pianeta rosso. Fu ad esempio durante l'opposizione del Settembre del 1877 che l'astronomo G.V. Schiaparelli  disegnò per la prima volta i canali che tanto fecero fantasticare i posteri sull'esistenza di vita marziana.

Le osservazioni storiche da Terra

Le prime osservazioni telescopiche di Marte risalgono all’astronomo italiano Giandomenico Cassini, direttore dell’Osservatorio di Parigi, che con i rudimentali telescopi del 1600 riuscì, dai pochi dettagli visibili, a determinarne il periodo di rotazione e la distanza durante l'opposizione del 1672.

Fino all'opposizione del 1877 non si registrarono altri progressi significativi e fu un altro italiano, Giovanni Virginio Schiaparelli a tracciare in maniera precisa dall'osservatorio di Brera la prima mappa del pianeta, base di quella successivamente accettata dalla comunità astronomica mondiale prendendo i nomi dalla sua elegante cultura classica. Cosi i dettagli principali del pianeta rosso portano i nomi della geografia dell'antico Mediterraneo. Troviamo l'antica pianura del Po (Eridania),l'antico nome della nostra penisola (Ausonia), il mare Thyrrenum e l'Hadriaticum, la Grecia (Hellas), il golfo della Sirte (Syrtis Mayor), la Lybia e la Spagna (Hesperia), i laghi del Nilo (Niliacus Lacus), solo per citarne alcuni.

Le mappe di Schiaparelli furono arricchite da nuovi dettagli e soprattutto alcuni, denominati “canali” per la loro apparenza rettilinea, catturarono l’attenzione degli astronomi di tutto il mondo.

Percival Lowell, nell'opposizione del 1894 osservò marte con il suo telescopio da 60 cm e, confermando la presenza dei canali, propose suggestive ipotesi sulla loro natura. Per lui infatti rappresentavano il segno inconfutabile della presenza di una civiltà marziana che, attraverso la rete di canali, trasportava acqua dalle regioni polari alle assetate lande desertiche dell’equatore…

Queste tesi vennero sposate da molti romanzieri e giornalisti dell’epoca che, come H.G. Wells fantasticava nella "Guerra dei mondi", prevedevano addirittura che i guerrieri marziani avrebbero invaso il nostro pianeta. Conclusioni troppo frettolose, oggi lo sappiamo, che vennero a poco a poco smentite dagli astronomi agli inizi del '900 che dissolsero i canali di Schiaparelli in una miriade di minutissimi dettagli relegando le opere idrauliche dei marziani ad illusioni ottiche.

Il colpo di grazia a queste strampalate teorie venne dato dalle sonde spaziali che, a partire dal 1965 si accostarono al pianeta rosso per mostrare al mondo una desolata distesa di sabbia e roccie.

Dove e come osservare Marte.

Già in prima serata Marte può essere facilmente individuato per la sua elevata luminosità. Lo si individua facilmente verso l’orizzonte Sud-est dopo la mezzanotte, tra le deboli stelle della costellazione dell'acquario ove brillerà di vivida luce arancione. Sarà per tutta l’estate l'oggetto più luminoso del cielo notturno. A inizio settembre sorge verso le 20 e culmina alla una di notte.

Ad occhio nudo oppure con un binocolo, Marte apparirà ancora puntiforme come una stella mentre già con un piccolo telescopio a 100 ingrandimenti si potranno ammirare le sue caratteristiche principali: bianche calotte polari e macchie rosse e verdastre che mutano con le stagioni. Non si tratta però del segno dei cicli della vegetazione, come ipotizzato dagli astronomi del passato, ma solo di particolari colorazioni del terreno o di piccole tempeste di sabbia che solitamente appaiono più chiare.

Le serate migliori saranno quelle limpide e soprattutto tranquille per evitare la tremolazione dell'immagine dovuta alla turbolenza dell'atmosfera terrestre.

Le missioni spaziali

Negli ultimi quarant’anni, numerose sono state le missioni spaziali verso Marte e il dettaglio delle nostre conoscenze di questo pianeta è ormai tale che lo si può considerare un soggetto di studio per geologi e meteorologi piuttosto che per astronomi.

Dopo numerosi insuccessi, il Mariner 4 (USA) riesce nel sorvolo di Marte nel Luglio del 1965 e invia a terra 22 fotografie di suolo arido e fortemente craterizzato che cancellano d'un tratto le fantasiose ipotesi sui marziani. Viene misurata anche l'atmosfera che risulta composta di anidride carbonica con pressione al suolo tra 5-10 hPa(1013 sulla Terra).

Durante la “guerra fredda”, la competizione tra russi e americani si era spostata anche nello spazio e Marte fu uno dei principali banchi di prova per le due superpotenze.

Il primo atterraggio su Marte riesce alla sonda russa MARS 3 nel 1971, la quale invia immagini video per 20 secondi! Nello stesso anno entra in orbita attorno al pianeta il Mariner 9 che compie le prime osservazioni dettagliate della superficie e dei due satelliti. Nel 1976 Marte viene raggiunto dalle sonde Viking 1 e 2, ciascuna dotata di un orbiter e di un rover che si sarebbero posati al suolo. Le sonde orbitanti effettuarono una completa mappatura del pianeta, con risoluzione di 300 metri, inviando a terra oltre 52.000 immagini del suolo marziano. I due lander atterrarono rispettivamente sulla Cryse Planitia e sulla Utopia Planitia. Per scoprire la presenza di eventuali forme di vita, portavano a bordo sofisticati strumenti di analisi.

Sui risultati controversi di queste sonde si è aperto un dibattito che dura ancora. Dopo le prime interpretazioni negative degli anni ’70, gli astronomi e gli esobiologi hanno rianalizzato i dati alla luce delle nuove conoscenze, evidenziando un sostanziale successo degli esperimenti dei Viking che però richiedono ora una doverosa conferma indipendente dalle nuove sonde inviate verso il pianeta rosso.

Ai successi dei Viking segue un lungo periodo senza che nuove sonde raggiungano il pianeta rosso. Le missioni sovietiche del 1988 Phobos 1 e 2 si perdono nello spazio subito dopo l’arrivo a destinazione e cosi pure l'americana Mars Observer del 1992.Una nuova stagione dell'esplorazione di Marte di apre il 4 luglio 1997 quando si posa sul suolo marziano la sonda "Pathfinder" nei pressi di Ares Vallis (fascia equatoriale dell''emisfero Nord) attrezzata per osservazioni meteorologiche e per preparare il terreno alla successiva missione Mars Global Surveyor. Misura temperature al suolo tra -70 e -12 gradi (estate!) e sbalzi di pressione fino al 4% in un giorno (10 volte più che sulla terra) che sono in grado di sollevare

forti venti. Il piccolo rover analizza una decina di rocce, trovandone una dissimile dalle altre, forse trasportata dal flusso dell'acqua.

La Mars Global Surveyor ha mappato dettagliatamente il pianeta dal marzo '99 fino ad oggi, con una risoluzione davvero straordinaria. Sua è la scoperta di innumerevoli prove riguardo presenza di effusioni di acqua allo stato liquido anche ai giorni nostri. La M.G.S. avrebbe anche dovuto funzionare come ripetitore radio per le successive missioni al suolo. Purtroppo invece nel 1999 entrambe le missioni Polar Lander e Climate orbiter vennero perse e le analisi al suolo hanno dovuto essere rimandate alle future missioni.

La ricerca dell'acqua nascosta di Marte è stato anche l'obiettivo dell'ultima sonda ad avere raggiunto il pianeta rosso: la Mars Odissey, che dal 2001 è entrata in orbita marziana equipaggiata con strumenti per la misura dell'idrogeno (e quindi dell'acqua) fino a qualche metro di profondità. Sta inoltre producendo una mappa geologica della superficie marziana e misure della radiazione cosmica, potenzialmente dannosa per i futuri astronauti.

Sfruttando l'avvicinamento tra Marte e la Terra dell'agosto 2003, tre nuove missioni sono in viaggio verso Marte. La prima è una sonda della NASA, il Mars Exploration Rovers il cui arrivo è previsto per il Gennaio 2004, che è dotata di due potenti veicoli mobili equipaggiati con un vero laboratorio geologico, capaci di percorrere fino a 40 metri al giorno. L'Ente Spaziale Europeo (ESA) ha invece dedicato la missione "Mars Express" allo studio dell'acqua nascosta anche

centinaia di metri nel sottosuolo per mezzo di un modulo orbitante. La sonda "Beagle" (dal nome del vascello di Darwin) atterrerà sul pianeta e cercherà qualche traccia di vita presente o passata anche trapanando il suolo fino a un

metro di profondità per analizzare rocce intatte e non corrotte dall'azione dell'atmosfra marziana. La vita passata verrà ricercata misurando nelle rocce il rapporto tra gli isotopi dell'atomo di carbonio e analizzando la

cristallizzazione delle rocce carbonatiche eventualmente presenti mentre quella recente cercando tracce sia pur minime di metano, composto prodotto dai batteri. La Mars Express dispone inoltre di un microscopio per inviarci direttamente

micro-immagini dei campioni raccolti. Infine il Giappone ha inviato la sonda Nozomi che però purtroppo sembra già in avaria e probabilmente non raggiungerà mai il suo obiettivo.

E il futuro dell’esplorazione umana? Tanto si favoleggia su una ipotetica missione dell’uomo su Marte, ma a tutt’oggi nulla è stato ancora deciso. Un programma di massima, legato ai successi delle sonde attualmente in viaggio, prevede il prelievo di rocce marziane per l’analisi a terra (forse nel 2007 o 2009), il successivo invio di strutture prefabbricate (2011 o 2013) per ospitare gli astronauti che giungerebbero a Marte non prima del 2015 o più verosimilmente nel 2020 dopo un viaggio di quasi un anno!

La storia geologica di Marte

La grande quantità di dati raccolti dalle sonde ci permette di ricostruire un'immagine dettagliata del pianeta Marte anche se ad oltre cento anni dalle osservazioni di Schiaparelli, la natura dei suoi canali (questa volta davvero

osservati dalle sonde) resta controversa.

Già con i telescopi terrestri è possibile osservare i movimenti dell'atmosfera marziana che, come abbiamo detto, è molto tenue e composta da anidride carbonica per il 95%. L'anidride carbonica, con i suoi passaggi di stato, determina il

movimento dei venti. Quando una calotta polare entra nell'inverno marziano, l'anidride carbonica atmosferica si deposita in strati di ghiaccio secco facendo diminuire la pressione atmosferica. La bassa pressione polare richiama cosi

forti venti dall'equatore che trasportano le tempeste di sabbia stagionali visibili anche da terra. La piccolissima percentuale di acqua comunque presente genera tenue nubi, simili ai cirri terrestri che si addensano soprattutto

attorno ai grandi vulcani spenti quali il Nix Olimpica che già Schiaparelli poteva osservare come macchie biancastre da cui il nome "Nevi dell'Olimpo".

Di gran lunga più interessante è la geologia marziana che ci racconta di un passato molto movimentato e diverso dal freddo e polveroso deserto di oggi.Durante il progressivo raffreddamento seguito alla formazione del pianeta, la

crosta superficiale solidificandosi si è dilatata formando altipiani (Tharsis) lungo l'equatore intervallati da grandi vulcani (Nix Olimpica) e regioni montagnose assai corrugate (Vallis Marineris, ad esempio), pressappoco come è

successo all'alba della storia geologica terrestre. In queste epoche antiche (fino a 1 miliardo di anni fa) la lava fuoriuscita dai vulcani ha riempito grandi bacini creati dall'impatto di meteoriti quali Argyre ed Hellas che

assomigliano ai "mari" lunari. In quest'epoca, proprio come avvenne sulla Terra, i vulcani immisero grandi

quantità di gas serra (come l'anidride carbonica e il vapor d'acqua) nell'atmosfera marziana rendendola più densa e scaldando il pianeta cosicché era possibile avere acqua liquida in superficie, forse addirittura degli oceani che

riempirono i bacini dell'emisfero settentrionale che difatti appaiono assai meno craterizzati della parte meridionale di Marte, avvalorando l'ipotesi della presenza dell'acqua che li avrebbe cancellati grazie alla sua azione erosiva.

Grazie alle dettagliatissime fotografie della Global Surveyor, è stato possibile identificare numerose zone del pianeta ove esistono reticolati fluviali fossili o canali torrentizi sui bordi rialzati dei crateri che avvalorano l'ipotesi

affascinante che su Marte siano esistite delle piogge e quindi l'intero ciclo

dell'acqua con fiumi, laghi, oceani. L'attività vulcanica di Marte, però, cessò molto prima di quella terrestre,

poiché un pianeta più piccolo si raffredda più in fretta, anche nel suo interno, e la temperatura superficiale scese progressivamente. L'acqua probabilmente in parte sfuggì dall'atmosfera e in gran parte congelò nelle calotte polari (come

dimostrato dalle immagini termiche della sonda Mars Odissey) e sotto la superficie in forma di permafrost, un po' come avviene anche sulla Terra in Siberia o in Alaska. Singoli episodi caldi si ripeterono ancora di tanto in tanto, sia per l'eruzione isolata di qualche vulcano, sia per sbalzi dell'asse di rotazione Marziano che può oscillare molto più di quello terrestre per l'assenza di una luna e per la vicinanza del gigante perturbatore Giove.

Cosi l'acqua gelata del sottosuolo poté liquefarsi e uscire improvvisamente riempiendo canali di deflusso enormi, grandi centinaia di volte il Rio delle Amazzoni per poi evaporare o scomparire nuovamente nel sottosuolo.

La vita su Marte

Sembra ormai certo che su Marte vi fu un tempo ricco di acqua in superficie e ancora oggi molta acqua risiede nel sottosuolo. Vi furono anche le condizioni per lo sviluppo della vita? E' possibile ancora trovarne delle tracce?

I primi esperimenti volti a cercare molecole organiche a bordo delle sonde Viking diedero esito negativo.

La questione resta comunque più che mai aperta, anche alla luce della rianalisi dei dati dei Viking e delle immagini della sonda  Mars Global Surveyor, che mostrano enigmatiche formazioni scure che stagionalmente appaiono sottovento alle grandi dune sabbiose vicino ai poli, subito dopo lo scioglimento dei ghiacci marziani.

Ipotesi affascinanti sono state inoltre proposte dalla NASA nel 1996, in seguito all'analisi di un meteorite (chiamato ALH84001) trovato in Antartide e proveniente da Marte, scagliato nello spazio in seguito all'impatto con un

asteroide, vecchio di oltre 4 miliardi di anni.

All'interno sono stati trovati idrocarburi policiclici aromatici, i mattoni delle molecole biologiche ed inoltre globuli di carbonati stratificati associati a magnetite e solfuri di ferro, simili a quelli prodotti da colonie batteriche

terrestri. Il microscopio elettronico ha infine mostrato strutture allungate di dimensioni di soli 0,2 millesimi di millimetro, forse tracce fossili di batteri primordiali, tuttavia molto più piccoli della maggior parte dei batteri che oggi conosciamo (decine di millesimi di mm). Ipotesi, indizi, per ora nulla di più. Alla luce di queste osservazioni, ci aspettiamo molto dalle nuove sonde che arriveranno a Marte quest'inverno. In particolare il "Beagle" europeo è interamente dedicato alla ricerca di tracce di vita fossile. Forse aggiungeremo altri indizi, difficilmente certezze. Marte resta comunque uno straordinario laboratorio naturale per verificare le possibilità che la vita ha di attecchire e svilupparsi anche in ambienti tanto estremi.

Rielaborazione Associazione Astronomica Cortina da un testo della Società Astronomica G.V. Schiaparelli

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