Ma guardati luna, ma quanto sei bella! Congiunzioni: Marte

Congiunzioni e occultamenti con il “pianeta rosso”, il 4° pianeta e il più simile alla Terra nel Sistema Solare, pur con profonde differenze

Attenzione,
la congiunzione Luna-Marte ha un posto d’onore particolare in questa Serie perché c’è un importante grandioso progetto in corso che li collega alla Terra:
ARTEMIS!
Troverai un accenno nella sezione Curiosità.

Proseguendo con la Serie sul nostro meraviglioso satellite, la Luna, procedo con i brevi articoli sul tema “congiunzioni e occultamenti con i pianeti del Sistema Solare“, ma prima consentimi di ripresentarti la velocissima introduzione dell’articolo su Mercurio e che sarà in comune in questi post, e ti prometto che sarò quasi istantaneo (se conosci già questa introduzione, salta pure qui).

Nel Sistema Solare ci sono 8 pianeti: i primi quattro sono estremamente diversi dagli altri, nell’aspetto e nella composizione, ma anche nella storia evolutiva e nella formazione, per non parlare del fatto che sono anche i più vicini alla nostra stella.

• Mercurio, Venere, Terra e Marte
  (piccoli e rocciosi)

Caratteristiche:

• densi
• composizione rocciosa
• hanno pochi o nessun satellite
• hanno atmosfere molto varie (da molto dense a rarefatte o assenti) e di conseguenza anche temperature superficiali molto diverse tra loro
• hanno crateri da impatto e placche tettoniche

È per queste differenze che si è di conseguenza deciso di distinguere tra Sistema solare interno ed esterno, con la prima fascia di asteroidi a rappresentarne idealmente la separazione. Segue una rappresentazione molto semplificata e schematica del Sistema Solare, ma attenzione, devi riflettere bene sul fatto che qui sono rispettate con una certa approssimazione solo le dimensioni relative dei 4 pianeti interni tra loro e quelle dei 4 pianeti esterni tra loro.
Al contrario non sono assolutamente in scala
– le distanze dei pianeti tra loro
– le distanze dei pianeti dal Sole
– l’estensione delle fasce di asteroidi

È tutto molto più lontano e impossibile da rendere in un rettangolo così piccolo, diventerebbero tutti puntini indistinguibili. Guarda infatti queste ulteriori comparazioni di grandezze dove il Sole mostra tutta la sua proporzione gigantesca: se dovessimo riportare qui le distanze anch’esse in proporzioni, distanze davvero notevoli (si parla di milioni e miliardi di km), servirebbe allontanare tutti i corpi così tanto che come puoi immaginare non vedresti praticamente più niente, anche il Sole diventerebbe un puntino luminoso lontano.

• Giove, Saturno, Urano e Nettuno
  (giganti, gassosi o ghiacciati)
  Questi sono gli altri 4 pianeti, i pianeti esterni, ne vedrai una breve sintetica descrizione quando andrai sui loro capitoli

Ormai probabilmente conoscerai questa comparazione da tempo, ma te la ripropongo perché è sempre bene rammentare quanto sono per noi assurde le distanze anche all’interno del nostro piccolo Sistema: già solo la “piccola” distanza tra la Terra e la Luna, appena 384.400 km in media, che è davvero nulla rispetto alle distanze cosmiche ma anche solo rispetto alle distanze del Sistema Solare, ebbene in questa ridicola distanza in effetti possono rientrare tutti i pianeti del Sistema Solare affiancati, e avanzano ancora circa 8.000 km…

Congiunzione / Occultazione
Luna – Marte

Ora veniamo a noi e all’argomento di questo articolo un po’ più lungo degli altri (perché Marte è un pianeta speciale per noi), tutto dedicato alla congiunzione tra Luna e Marte nel cielo notturno. Una congiunzione si verifica quando nel cielo notturno due o più corpi celesti appaiono “vicini” l’uno all’altro…

… ma quel “vicino” è solo un’illusione ottica perché in realtà le distanze reali, come ti ho appena spiegato, sono enormi.

Per cercare di farti capire meglio il grande inganno che provocano le distanze in gioco, confronto Luna e Marte arrotondando per comodità i numeri:

• diametro Luna (3.480 km), diametro Marte (6.790 km)
  Marte è grande praticamente il doppio della Luna, ha il diametro intermedio tra la Terra e la Luna, eppure in cielo anche lui appare come un punto. Ha 2 satelliti naturali, Fobos e Deimos, di piccole dimensioni e dalla forma irregolare

• distanza media Luna (384.400 km), distanza media Marte dalla Terra (78 milioni di km – tra 100 e 56 – mentre dal Sole 228 milioni di km = 1,52 AU)
  Ecco perché Marte in cielo diventa un dischetto così piccolo, perché lo devi allontanare più di 200 volte!

Questa apparente “vicinanza” è quindi proprio una questione di prospettiva, grazie alla quale tu vedi questi corpi celesti più vicini tra loro del solito.

Tecnicamente si dice che i corpi condividono la stessa longitudine o ascensione retta o longitudine eclittica, ma come dovresti aver capito questo non è un blog tecnico, quindi ti spiego il concetto in modo più empirico e facilitato. Di solito, la distanza tra i corpi celesti durante una congiunzione, per dirsi tale, varia da 0,5° a 9°.

I gradi (o distanze angolari) sono l’equivalente in cielo dei metri e km (o distanze lineari) per la superficie terrestre. Ma cosa significa? Beh, ti può aiutare sapere che 0,5° è la larghezza media di un disco di luna piena. A 0,1° si parla di “grande congiunzione”.

Per accompagnare qualche altro bellissimo scatto della congiunzione oggetto di questo articolo, ti do un’idea di base di questa misurazione in gradi, che se non sei professionista o non hai ricordi di geometria dalla scuola potrebbe risultarti oscura.

• Nota 1:
  gli oggetti che vedi sulla sfera celeste (cielo) non sono gli oggetti reali che stanno lassù, bensì solo le proiezioni di tali oggetti su questa ipotetica sfera che ci circonda (e questo è tanto più vero poiché uno dei poteri dell’atmosfera terrestre è quello della rifrazione, cioè deviare la luce che proviene dall’oggetto in una posizione diversa da quella reale)

• Nota 2:
  tu che ammiri il cielo stellato, ad occhio nudo non conosci la distanza di quegli oggetti da te osservatore, ma puoi conoscere la distanza appunto delle loro proiezioni sulla sfera celeste: per misurare la distanza tra 2 punti di una sfera basta misurare l’angolo (o arco di circonferenza) tra loro due che ha vertice in te osservatore

• Nota 3:
  nel cielo e in geometria, gli angoli di una circonferenza si misurano in gradi. I gradi sono come le ore, divisi in primi e secondi; ogni grado è suddiviso in 60 primi (d’arco) e ognuno di questi in 60 secondi d’arco. Quando le distanze apparenti lo consentono utilizzi i gradi, ma quando sono troppo piccole devi passare ai sottomultipli citati

Distanze angolari misurate approssimativamente con le mani, a braccio teso:
– mano aperta = 20°
– mano chiusa = 10°
– mano chiusa pollice aperto = 15°
– la luna si nasconde dietro al mignolo (Moon Games)
– diametro del Sole = 30 primi d’arco = 0,5 gradi

Ecco, veniamo ora come previsto alla sezione delle interessantissime curiosità su Marte: essendo il Pianeta Rosso probabilmente il più studiato, visitato, esplorato ho potuto raccogliere molto materiale e ho dovuto fare una selezione. Come detto, se avessi dovuto fare un post esaustivo avrei dovuto aprire una Serie solo per lui…

29 curiosità su
MARTE

Le curiosità sono tante questa volta, quindi ti metto un comodo indice cliccabile così puoi anche andare direttamente dove ti interessa, se non vuoi leggere tutto:

1 – COLORE
2 – RECORD MARZIANI
3 – SOL E ANNO MARZIANO
4 – SIMILE ALLA TERRA… MA ANCHE MOLTO DIVERSO
5 – STRUTTURE GEOLOGICHE
6 – TERREMOTI IN CORSO
7 – CAMPO MAGNETICO
8 – IDROSFERA
8a – GIOCO “TROVA L’ACQUA”
9 – ATMOSFERA
10 – PRESSIONE
11 – TEMPERATURE SUPERFICIALI
12 – GHIACCIO D’ACQUA
13 – VISIBILITA’
14 – METEOROLOGIA: VENTI
15 – NUVOLE
16 – TEMPESTE DI SABBIA
17 – MINUSCOLI EFFIMERI RIVOLI D’ACQUA SALATA
17a – NON E’TANTO LA TEMPERATURA, QUANTO LA PRESSIONE
17b – COME SI FORMANO I RIVOLI EFFIMERI
18 – UN LAGO SALATO SOTTO IL POLO SUD
19 – ROCCE COME SERBATOI
20 – TRAPPOLE NATURALI FREDDE
21 – FRANE E VALANGHE
22 – DUNE IPNOTIZZANTI
23 – TI PRESENTO I “DIAVOLI DI SABBIA” MARZIANI
ARTEMIS La nuova Era dell’esplorazione spaziale
24 – “FINESTRE DI LANCIO”
25 – ATTERRARE SU MARTE: UNA CONTINUA SFIDA
26 – IL PIU’ VISITATO ED ESPLORATO, LA NOSTRA 2^ CHANCE
27 – CONTRIBUTI STORICI SONDE
28 – ROVER ED ORBITER CHE STUDIANO MARTE
29 – DAVVERO È UN SELFIE? CHI HA SCATTATO LA FOTO?!
VIDEO

Il pianeta
ROSSO

• 1 – COLORE
  Il colore rosso della superficie deriva dalla presenza di ruggine del suolo, ricco di ossido di ferro, ma se scavi solo pochi millimetri o centimetri (nella zona dell’altopiano di Tharsis, famoso per tre enormi vulcani, arriva a 2 metri) il colore sottostante non è più rosso.
  Il colore del cielo invece varia dall’arancione al celestino in base al periodo dell’anno marziano poiché in primavera ed estate con l’avvicinarsi del pianeta al perielio si scatenano immense tempeste di sabbia che ricoprono tutto il pianeta e causano grande opacità atmosferica, oltre a tingere il cielo di rosso

Super Vulcano
e
Super Canyon

• 2 – RECORD MARZIANI
  il Monte Olimpo (Olympus Mons) è il più grande vulcano del Sistema Solare:
  – si erge per 27 km rispetto alla base (quasi 3 volte l’Everest)
  – la base misura oltre 610 km di diametro (andrebbe a contenere quasi interamente la Francia, credit © Sémhur / Wikimedia Commons)
  – la caldera vulcanica è lunga 85 km, larga 60 km, profonda più di 3 km
  – il bordo esterno è alto 6 km

Valles Marineris è invece il canyon più grande, una profonda, immensa e vistosa cicatrice visibilissima dallo spazio, con questi incredibili numeri:
– 4000 km di lunghezza (10 volte il Gran Canyon)
– 700 km di larghezza (7 volte il Gran Canyon)
– 11 km di profondità (7 volte il Gran Canyon)
(credit NASA/JPL-Caltech/University of California).

Il TEMPO scorre
un po’ più lungo

• 3 – il SOL e L’ANNO MARZIANO
  SOL = è così chiamato il “giorno” marziano, ed ha una lunghezza di 24h 39′ 35,244″, quindi dura 40 minuti più della nostra giornata sulla Terra.
  Anno marziano = il periodo di rivoluzione di Marte intorno al Sole è di circa 687 giorni terrestri (= 668,6 SOL), quindi un anno marziano dura circa 22 mesi, cioè un anno e dieci mesi.

Così simili,
così diversi

• 4 – SIMILE ALLA TERRA…
  —-> l’inclinazione dell’asse di rotazione (25,19°)
  —-> la durata del giorno
  —-> anche l’alternarsi di un ciclo di stagioni (l’orbita praticamente circolare e la bassa eccentricità hanno influenza minima nello scorrere delle stagioni, tra le quali solo pochi giorni di differenza; inoltre nelle zone equatoriali praticamente non vi è differenziazione tra le varie stagioni)

…MA ANCHE MOLTO DIVERSO
—-la grossa differenza è che la durata delle stagioni è diversa, variano di molti giorni, se non mesi, e sono molto marcate nell’emisfero sud mentre con poche differenze in quello nord (la sua elevata eccentricità orbitale -0,093- è determinante nell’influire nello scorrere del tempo e delle stagioni, causando forti tempeste di sabbia quando il passaggio al perielio aumenta l’energia e la pressione dell’atmosfera con la sublimazione del ghiaccio secco – CO₂)

GEOLOGIA

• 5 – STRUTTURE GEOLOGICHE
  formazioni vulcaniche enormi, superficie disseminata di crateri da impatto, valli, calotte polari e deserti sabbiosi.
  Tra i due emisferi differenze nette:
  – a NORD dell’equatore enormi pianure coperte da colate laviche
  – a SUD grandi altipiani segnati da migliaia di crateri
  Puoi apprezzare bene tali differenze, oltre che da questo planisfero generale…

… anche dalle due vedute molto eloquenti dei singoli emisferi, Polo Nord e Polo Sud (clicca sulle immagini per ingrandire).

Pianeta ancora
ATTIVO

• 6 – TERREMOTI IN CORSO
  Sulla Elysium Planitia intensa attività vulcanica negli ultimi 200 milioni di anni, e lì è avvenuta la più recente eruzione circa 53 mila anni fa: il pianeta, contrariamente a quanto si pensava fino al 2018, è infatti geologicamente attivo, e la maggior parte dei terremoti rilevati dal lander InSight della NASA è connessa alle fratture delle Cerberus Fossae.

Marte in pratica si sta raffreddando,
ma molto più gradualmente di quanto si stimasse

Scarsa difesa
dal vento solare
ahimè

• 7 – CAMPO MAGNETICO
  a differenza della Terra, Marte è privo di campo magnetico globale (anche se nel 2020 la sonda InSight ha verificato che il campo locale presente è 10 volte più forte del previsto), di conseguenza la tenue atmosfera ben poco può contro la devastante azione del vento solare. Permangono residue zone di magnetismo superficiale e il campo magnetico presente ha fluttuazioni tra il giorno e la notte

FU acqua a tonnellate
prima di evaporare per il calo di pressione

• 8 – IDROSFERA
  3,6 miliardi di anni fa era simile alla Terra che conosciamo, acqua in abbondanza, oceani e fiumi antichi più imponenti. Secondo un nuovo studio dell’università di Chicago (pubblicato su Science Advances) che ha catalogato le tracce dei fiumi di Marte. non solo i corsi d’acqua marziani erano in passato più vasti di quelli presenti oggi sulla Terra, ma erano più numerosi ed il loro flusso sarebbe anche stato più impetuoso, e sarebbe avvenuto fino a tempi assai più recenti di quanto si ipotizzasse

Tuttavia
ACQUA CE N’È ANCORA,
E TANTA !

• 8a – GIOCO “TROVA L’ACQUA”
  Ti sembrerà incredibile, ma grazie a tutte le ricerche, gli studi e le esplorazioni effettuate finora si è giunti alla conclusione che potrebbe esserci molta più acqua di quanto si possa immaginare su Marte, anche oggi. Come in un gioco ho evidenziato i modi in cui l’acqua si manifesta o si nasconde alla vista. Li troverai con l’iconcina sottostante della formula H₂O

Quanto è sottile l’aria

• 9 – ATMOSFERA
  rarefatta atmosfera di biossido di carbonio (95%, insieme ad azoto, argon, vapore acqueo, ossigeno e monossido di carbonio, e confermata la presenza di metano, in alcune aree anche in grandi quantità): il pianeta subisce forti variazioni di pressione e temperatura giornaliere, più intense rispetto alla Terra, poiché l’atmosfera è così sottile che può riscaldarsi e raffreddarsi molto più velocemente rispetto al nostro pianeta

Pressione
ai minimi termini

• 10 – PRESSIONE
  Essendo l’atmosfera così tenue, di conseguenza la pressione atmosferica al suolo varia da circa 7 a 11 millibar, mentre per confronto sulla Terra la pressione media al livello del mare è di 1000 millibar: in pratica è 1/100 di quella terrestre.

Un bel freddino,
niente effetto serra

• 11 – TEMPERATURE SUPERFICIALI
  Durante una giornata (SOL) si verifica una notevole ESCURSIONE TERMICA a causa della tenue atmosfera: si va dai -140° C (-220° F, notte invernale) ai +20° C (68° F, pomeriggio estivo). Le temperature superficiali sono piuttosto basse, tra -120° C e – 14 °C (-184° F / 6,8° F), e quindi la temperatura media è di -63° C (-81,4° F).
  In estate di giorno la temperatura può salire sopra lo zero fino a oltre 10° C (50° F), ma di notte crolla fino a -100 °C (-148° F): questo in parte perché il suolo è asciutto e granulare quindi trattiene poco calore, ma anche perché l’atmosfera rarefatta disperde anche quel poco calore trattenuto dal suolo.

Nonostante tali temperature rigide, la pressione atmosferica è così bassa che
il ghiaccio d’acqua è libero di sublimare non appena la temperatura, pur restando freddo, sale a sufficienza
(questo non succede però nelle “trappole fredde”)

GHIACCIO D’ACQUA

• 12 – GHIACCIO D’ACQUA
  Esatto, hai letto bene, non è uno sbaglio, e non siamo sulla Terra, eppure è proprio così: su Marte, in superficie oltre al ghiaccio secco (anidride carbonica congelata) si trova proprio ghiaccio d’acqua, spesso anche miscelati insieme ma anche il ghiaccio d’acqua sepolto sotto il ghiaccio secco.

Cratere Frouin, diametro 35 km e profondità 2 km. Quello che vedi è ghiaccio d’acqua, infatti l’anidride carbonica in estate sublima. Sul lato destro, in ombra e molto più freddo, nota il vapore della sublimazione che è brinato su una parete molto fredda, poiché evidentemente in quell’area la temperatura è più severa e il gas resta solido. La maggior parte del ghiaccio d’acqua visibile sulla superficie di Marte si trova nella calotta polare Nord. Ce n’è anche in quella Sud, ma è perennemente sepolto da ghiaccio secco (anidride carbonica congelata).

Con sabbia e polvere
non si scherza

• 13 – VISIBILITA’
  l’atmosfera è soggetta a cambiamenti stagionali che si ripercuotono sulla visibilità nel cratere Gale, esplorato dal rover Curiosity (credit NASA/JPL/University of Arizona). La visibilità può essere fortemente limitata dalla nebbia (causata dalla sublimazione di ghiaccio d’acqua e/o ghiaccio secco) e dalla polvere dovuta alle tempeste di sabbia:
  — durante l’inverno è limpida (visibilità 130 km)
  — in primavera ed estate è più polverosa (estate visibilità 30 km)
  — in autunno è ventosa

BREZZA discreta,
altro che tempesta

• 14 – meteorologia: VENTI
  su Marte, la circolazione media è costante, ma fotografati a campione i venti sono molto variabili. Il vento che soffia fino a 400 km/h sopra la superficie del pianeta contiene informazioni sulle forme del terreno sottostanti (montagne, canyon e bacini), creando onde che raggiungono l’atmosfera superiore a circa 280 chilometri di altezza e possono essere rilevate da Maven e Ngims.
  La velocità dei venti di tempesta su Marte è solitamente la metà della velocità dei venti negli uragani terrestri.

Attenzione però, non farti ingannare:
su Marte i venti non sono così pericolosi come qui sulla Terra, essendo l’atmosfera marziana molto meno densa di quella terrestre e la pressione 1/100 di quella terrestre.
Se ti trovassi sulla superficie di Marte
sentiresti solo una leggera brezza.

FORMAZIONI NUVOLOSE

• 15 – NUVOLE
  Nubi catturate dal rover Curiosity il 7 maggio 2019 (2400 Sol): leggere nuvole di ghiaccio d’acqua a 31 km di quota, formate da piccoli cristalli di ghiaccio, quando il pianeta si avvicina al Sole (perielio), sublimano i ghiacci e condensa il poco vapor acqueo presente nella rarefatta atmosfera

Sabbia ovunque…
lo sanno bene
lander, rover e droni…

• 16 – TEMPESTE DI SABBIA
  La notevole differenza di temperatura tra la stagione estiva e quella invernale è una delle cause delle violente tempeste di sabbia (oltre che di frane e valanghe).
  Durante l’inverno l’abbassamento della temperatura fa condensare l’anidride carbonica presente nell’atmosfera del pianeta, la quale precipita al suolo sotto forma di ghiaccio secco. Con l’arrivo dell’estate il ghiaccio secco sublima causando grandi sbalzi di pressione e conseguenti tempeste di vento, la cui velocità può raggiungere i 140 km/h e quindi provocare le tanto famose tempeste di sabbia marziane, periodiche e spettacolari (possono estendersi fino a coprire tutto il pianeta).

Ricorda però che con la rarefatta atmosfera
e la pressione 1/100 di quella terrestre,
quella velocità si riduce ad una brezza delicata

ATTENZIONE:
NON È LA SABBIA
DELLE NOSTRE SPIAGGE!
Questa è tagliente, abrasiva, un vero incubo…
lo sanno bene i progettisti delle tute spaziali…

Usa le frecce o scorri col dito per vedere la galleria: credits NASA, 03/02/2022, Tianwen, CNSA/CLEP/PEC/MORIC, Tianwen data source CNSA/PEC-GRAS, WSA, Roscosmos CaSSIS_CC_BY-SA_3_0_IGO

ACQUA LIQUIDA?
In certe zone,
in certi periodi,
con certe temperature, pressioni e
contenuto di sali disciolti,
ma solo per pochi minuti,
SÌ…

• 17 – MINUSCOLI EFFIMERI RIVOLI D’ACQUA SALATA
  su Marte scorrono minuscoli effimeri rivoli d’acqua salata (sali idrati) solo nei mesi estivi, lasciando striature scure (Recurring Slope Lineae – RSL). Essi scompaiono appena le temperature scendono.
  

Non è acqua, bensì sali idrati.
Lujendra Ojha del Georgia Institute of Technology

“I dati mostrano la presenza di questi minerali, non di acqua. Tuttavia la presenza stagionale dei sali indica il depositarsi di acqua”
Flamini dell’Agenzia spaziale italiana

Con un’atmosfera così sottile (la pressione atmosferica eccessivamente bassa) e a quelle temperature non può esistere acqua liquida, solo solida come ghiaccio e gassosa come vapore. Tuttavia, in zona di elevata depressione e al massimo per pochi minuti (dato che evapora poco dopo) può accadere che si formi.
L’astrofisico dell’Accademia dei Lincei Giovanni Bignami

• 17a – NON È TANTO LA TEMPERATURA, QUANTO LA PRESSIONE
  In alcune regioni (ad esempio “Labyrintus Noctis” nella Vallis Marineris), in alcuni momenti del giorno sulla superficie può esserci una pressione sufficiente per avere acqua liquida ma solo per brevi momenti.

Il problema di Marte è il “gradiente” della pressione. Sulla terra per avere una diminuzione significativa della pressione si devono superare gli 8 km di altitudine. Su Marte bastano pochi cm. Nella zona citata, l’astronauta potrebbe avere i piedi ad 1 bar e la testa a 0.1 bar (Roberto Paradiso)

• 17b – COME SI FORMANO I RIVOLI EFFIMERI
  un grosso masso appoggiato sulla superficie di Marte a certe latitudini getta un’ombra sul terreno nel periodo invernale, dove non arriva mai la luce del Sole direttamente. L’area continuamente ombreggiata dietro il masso è molto fredda, così fredda che il ghiaccio d’acqua vi si accumula nei periodi freddi vicini all’afelio. Quando il Sole si alza di nuovo in primavera e nel periodo verso il perielio, il ghiaccio si riscalda improvvisamente. Nei calcoli dettagliati del modello, la temperatura sale da -128° C (-198,4° F) al mattino prima dell’alba, fino a -10° C (14° F) a mezzogiorno, un cambiamento enorme nel corso di un quarto di giorno. In così poco tempo, non tutto il ghiaccio si disperde nell’atmosfera sublimando. Il sale abbassa il punto di fusione dell’acqua, quindi su terreni ricchi di sale, il ghiaccio d’acqua si scioglierà a -10° C (14° F). Salamoie o pozze di acqua salata si formeranno effimeramente fino a quando tutto il ghiaccio non si sarà trasformato prima in liquido poi in vapore. L’anno successivo, il processo si ripete (Pianeta Marte, post di studio del Pianeta Rosso, a cura di Insa-Marte).

BACINI D’ACQUA
sotterranei

• 18 – UN LAGO SALATO
  SOTTO IL POLO SUD
  Una ricerca tutta italiana, di Orosei e colleghi, ha scoperto un’enorme riserva di acqua liquida sotto la superficie marziana in corrispondenza del Polo Sud, con queste caratteristiche:
  – profondità 1,5 km
  – estensione trasversale per 20 km sotto il Polo Sud
  – temperatura circa -74 °C
  – pressione di 1,5 km di coltre glaciale sovrastante
  Come può essere liquida? A causa della forte pressione e delle grandi quantità di sali contenuta (iperclorati) che hanno funzione antigelo.

L’acqua intrappolata
in profondità

• 19 – ROCCE COME SERBATOI
  Potrebbe essere presente una grande quantità di acqua liquida nel sottosuolo marziano, ma non come potresti pensare in grandi bacini. Potrebbero essere fratture e pori nelle rocce della crosta marziana ad averla intrappolata:
  – profondità compresa tra gli 11,5 km e i 20 km (difficilmente raggiungibile con strumenti come le trivelle)
  – quantità tali da coprire l’intero Pianeta con uno strato di acqua profondo 1 – 2 km
  (studio congiunto dell’UC Berkeley e dello Scripps Institution of Oceanography dal titolo di “Liquid water in the Martian mid-crust” grazie ai dati del lander InSight).

Condizionatori naturali

• 20 – TRAPPOLE NATURALI FREDDE
  Non lontano dal Polo Nord di Marte si trova il cratere Korolev con ghiacciaio permanente e diametro di circa 82 km: il ghiaccio d’acqua è assai abbondante.

Il tumulo centrale del cratere Korolev è un deposito di ghiaccio d’acqua a cupola spesso 1,8 km. I bordi si innalzano per almeno 2 km, è situato all’interno di Vastitas Borealis, il più esteso bassopiano di Marte, la cui elevazione media è di 4–5 km al di sotto del livello zero del terreno marziano.

Un volume totale approssimativo di 5.500 km³ di acqua ghiacciata…

… che come Michele Diodati mi aiutava a visualizzare una volta, corrispondono a qualcosa come 275 Laghi di Garda.

La cavità del cratere funziona come una “trappola naturale fredda”: grazie alla grandezza e alla profondità del cratere, l’aria che circola al suo interno (ricorda, diametro di 82 km e spessore 1,8 km) viene lentamente raffreddata dallo spesso strato di ghiaccio che lo ricopre e diventa così più fredda, affondando verso il basso. Questa aria fredda finisce per creare una intercapedine, una specie di scudo al di sopra del livello del ghiaccio, ed essendo l’aria una cattiva conduttrice di calore, il ghiaccio viene così isolato dalle correnti leggermente più calde che circolano all’esterno del cratere. Grazie a questa barriera protettiva, viene impedita la sublimazione.

Scogliere fragili

• 21 – FRANE e VALANGHE
  Ogni primavera, dalle scogliere del polo nord di Marte, cadono valanghe di polvere, rocce e ghiaccio, quando le temperature iniziano ad innalzarsi. Questo aumento di temperatura destabilizza la massa di ghiaccio, frammentandola, e facendo cadere tutti questi frammenti attraverso le scogliere.

DUNE
Lasciati rapire
dall’incantesimo

I colori vengono scelti nell’elaborazione delle immagini dai geologi della NASA, per rendere più facile identificare e distinguere la conformazione del paesaggio, i dislivelli, i tipi di materiali. La telecamera HiRISE è capace di trasformare le sottili differenze del terreno in spettacolari sfumature di colori e consente analisi con dettagli di pochi metri.

• 22 – DUNE IPNOTIZZANTI
  Le dune di Marte sono davvero fenomeni di rara bellezza e suggestione, un autentico incantesimo creato dal materiale del vento che lentamente si deposita nel tempo e dal lavoro incessante dei “diavoli di sabbia” (da smartphone clicca sulla “i” per avere la didascalia informativa, credits NASA/JPL-CALTECH/UNIVERSITY OF ARIZONA).

Fotografate dal Mars Reconnaissance Orbiter con la potente fotocamera HiRISE (High-Resolution Imaging Science Experiment), molte dune hanno forme bizzarre e spesso sono ricoperte di ghiaccio (da smartphone clicca sulla “i” per avere la didascalia informativa, credits NASA/JPL-CALTECH/UNIVERSITY OF ARIZONA).

La polvere rossa ricopre tutta la superficie, e brina bianca (in inverno nelle zone più polari) di anidride carbonica, ghiaccio secco. Con la primavera e l’aumento del calore veicolato dai raggi solari, parte dell’anidride carbonica sublima e provoca la fessurazione del ghiaccio: a volte da qui esce ad alta velocità un getto di anidride carbonica gassosa accumulato sotto il ghiaccio e che macchia con colorazione più scura la superficie delle dune (L’evoluzione di alcune dune marziane – colte sul fatto).

La SUPERFICIE del pianeta
non è MAI STATICA.
Ricordati che le dune sono in continua evoluzione e in movimento con il vento, per quanto leggero. Generalmente migrano e si modificano nel tempo, ma molto più lentamente di quanto avvenga alle dune terrestri.

Marte
talentuoso artista geometrico

Le megaripples sono composte da granelli di sabbia più grossi e si trovano nella parte superiore delle loro creste: velocità medie fino a 12 cm/anno, velocità massima registrata 19 cm/anno. Il vento leggero le muove solo grazie al contributo dei grani più fini delle dune, che fanno da supporto.

Dust Devil

• 23 – TI PRESENTO I
  “DIAVOLI DI SABBIA” MARZIANI
  Rispetto ai loro analoghi terrestri, i Diavoli di polvere o sabbia (“dust devil”) hanno su Marte dimensioni che possono essere fino a 50 volte maggiori in ampiezza e 10 volte maggiori in altezza: sono più frequenti e molto più evidenti a causa della fine polvere del deserto marziano e dell’atmosfera meno densa (e se ti attraversassero sentiresti comunque appena una brezza).

IMPROVVISATI ANGELI
È capitato alcune volte che un dust devil sia transitato sopra ad un rover
ripulendolo dalla sabbia accumulata
e allungando così di fatto la missione

ARTEMIS
Terra – Luna – Marte
La nuova Era dell’esplorazione spaziale

Tre date storiche:
– 25/05/1961: inizio concreto Progetto Apollo con il presidente americano J. F. Kennedy (“un uomo sulla Luna entro il 1970”)
– 20/07/1969: Apollo 11 – sbarco sulla Luna (Armstrong e Aldrin, Collins in orbita)
– 14/12/1972: Apollo 17 – fine missioni lunari, gli ultimi astronauti lasciano la Luna

• Dopo 50 anni dalla conclusione del programma Apollo (1961-1975), è ripartita la corsa per la Luna e poi Marte con il programma Artemis (dea della caccia e della Luna, sorella di Apollo). La situazione al momento è questa:
  – NASA, la capsula Orion e il lanciatore SLS
  – SpaceX, la capsula Dragon e i lanciatori Falcon
  – SpaceX, razzo Starship (Artemis 3)
  – NASA in collaborazione con le altre agenzie spaziali compresa ESA, il Lunar Gateway (stazione spaziale modulare più piccola della ISS e che orbiterà attorno al nostro satellite)

Starship di SpaceX è un razzo completamente riutilizzabile progettato per trasportare esseri umani e carichi sulla Luna e su Marte, i cui test stanno facendo progressi enormi in questi anni, che probabilmente grazie ai social anche tu starai seguendo, ed è così composto:
– 1° stadio “Super Heavy”, stadio booster, la parte inferiore del razzo, che ospita ben 33 motori Raptor
– 2° stadio “Starship”, la punta del razzo e navicella spaziale, che ospita altri 6 motori Raptor (di cui 3 per navigare nello spazio e 3 per atterrare su Luna e Marte).
Starship è progettata per trasportare fino a 100 passeggeri e 100 tonnellate di carico, è dotata di uno scudo termico che può resistere alle temperature estreme del rientro e di un sistema di atterraggio che permette di atterrare verticalmente sia sulla Terra che su Marte (credit SpaceX).

“Finestre di lancio”

• 24 – RAGGIUNGERE MARTE
  più lontano dalla Terra rispetto a Venere (70 milioni di km, contro i 40 di Venere), ma Venere come hai visto è un pianeta impossibile. Marte rappresenta quindi un’alternativa più realistica, e per programmare missioni è essenziale considerare quando si trova più vicino a noi:
  – ogni 2 anni e 2 mesi (780 giorni) è in opposizione, quindi più vicino alla Terra e più visibile
  – inoltre ogni 15-17 anni è più vicino al perielio e quindi ancora più vicino alla Terra. Questa 2 condizioni rappresentano “finestre di lancio” in cui è minima l’energia richiesta per una spedizione. Oggi un astronave raggiungerebbe il pianeta rosso in 6-9 mesi grazie ad una traiettoria a massimo risparmio di propellente.

Nel 2035 ci sarà il massimo avvicinamento tra Marte e Terra, e se saremo tecnologicamente pronti potremo fare il viaggio in soli 4 mesi (prof. Ivan Spelti)

Atterrare su Marte:
impresa complicata…

• 25 – ATTERRARE SU MARTE:
  UNA CONTINUA SFIDA
  Continua a rappresentare una autentica sfida programmare missioni per raggiungere con successo Marte (dagli anni 60 del secolo scorso sono stati inviati sonde, rover e altri mezzi robotici per monitorare l’ambiente, mappare la superficie, studiare il pianeta), una sfida che deve tenere conto di aspetti molto complessi:
  – proteggere adeguatamente un’astronave che viaggia per mesi nello spazio profondo

– proteggere e garantire la salute psico-fisica degli astronauti in quei lunghi mesi
– far poi atterrare sulla sua superficie arida e desolata un equipaggio umano
– restarvi, sopravvivere e costruire una base permanente
Tutto ciò presenta ancora molti problemi complessi su cui si continua incessantemente a lavorare: anche il solo riuscire ad atterrare sulla superficie continua ad essere un’impresa complicata.

Super studiato

• 26 – IL PIU’ VISITATO ED ESPLORATO, LA NOSTRA 2^ CHANCE
  Nel corso degli anni, la conoscenza sempre più approfondita di Marte e della sua superficie ha permesso di progettare rover sempre più grandi ed efficienti nel loro lavoro: oggi ormai sono dei veri e propri laboratori mobili interplanetari.

Ecco gli strumenti per studiare, visitare ed esplorare Marte, nel caso facessi confusione:
SONDA (un veicolo automatico, privo di equipaggio, destinato all’esplorazione scientifica del Sistema Solare; a differenza di un satellite artificiale, orbita attorno a corpi celesti diversi dalla Terra)
ORBITER (satellite o modulo orbitante, resta in orbita e studia il pianeta)
LANDER (il veicolo che si sgancia dall’orbiter ed effettua la discesa, l’atterraggio e la sosta sulla superficie del pianeta: esso trasporta il rover)
ROVER (o astromobile, veicolo adibito al trasporto su un corpo celeste, trasferito sulla superficie dal lander)
DRONE (elicotterino che aiuta nell’esplorazione del rover muovendosi nella rarefatta atmosfera marziana)

SONDE
che hanno fatto la storia

• 27 – CONTRIBUTI STORICI SONDE
  – le sonde MARINER 9 e i VIKING (anni ’60 e ’70) permisero di realizzare mappe migliori di Marte e poi la missione Mars Global Surveyor (1996-2006)
  – la missione MARINER 4 mostrò un pianeta desertico e arido, caratterizzato da tempeste di sabbia periodiche e particolarmente spettacolari; missioni più recenti hanno evidenziato presenza di acqua sotto forma di ghiaccio

Missioni in corso

• 28 – ROVER ED ORBITER CHE STUDIANO MARTE
  A fronte di moltissimi fallimenti (che ricordano sempre come lo spazio sia pieno di pericoli e ambiente totalmente ostile, infatti le missioni su Marte hanno un’alta percentuale di fallimento, soprattutto per quanto riguarda quelle inviate prima del 2000), ci sono anche grandissimi successi, alcuni tutt’ora in corso
  – 5 rover:
  Sojourner, Spirit e Opportunity (gemelli, missione terminata nel 2018), Curiosity e Perseverance (ancora oggi in attività super produttiva)
  – 1 lander:
  InSight (acronimo di “Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport”, missione terminata a dicembre 2022, durata il doppio del previsto)
  – 1 drone:
  Ingenuity (missione terminata a gennaio 2024)
  A luglio 2024 sono 7 gli orbiter impegnati nell’osservazione marziana:
  Mars Odyssey (NASA), Mars Express (ESA), Mars Reconnaissance Orbiter dal 2006 con HiRISE (NASA), MAVEN (NASA), ExoMars Trace Gas Orbiter (ESA/Roskosmos), Tianwen-1 (CNSA) e Al-Amal (UAESA)

“Chi ha scattato la foto?!”

• 29 – DAVVERO È UN SELFIE?
  Oggi con l’avvento degli effetti speciali e dell’informatica basta poco per farti cadere in errore e farti dubitare di tutto ciò che vedi. Se però ti affidi agli esperti, che sanno riconoscere le manipolazioni e le cose autentiche, non ti sbagli. Quindi, chi ha scattato questa foto se non si vede il braccio robotico che dovrebbe sostenere la telecamera? Nessun alieno, marziano o nessuna forza soprannaturale o effetto speciale di Hollywood… casomai utilizzo magistrale della tecnologia fotografica ed informatica:

Semplicemente un lavoro di abile assemblaggio di più di 50 singole immagini in sequenza, con alla fine particolare cura nell’eliminazione del braccio meccanico che portava la telecamera, grazie a Photoshop.

Ti saluto con questo
incredibile video:
un’ora di filmato, quindi
– guardalo quando puoi rilassarti
– allarga a tutto schermo
– alza la musica e…
lasciati rapire

Link della Serie:

• Nel post panoramico di seguito ti presento insieme tutti i link della Serie “Ma guardati luna, ma quanto sei bella!“

Crediti

• Leonor Ana Hernandez
• Dario Orizio
• AstroTrezzi, Davide Trezzi
• Cinzia Abbate
• Bob King
• Alessandro Bianconi
• Alessio Ursino
• Stefano Boccioli
• Carlo Ciancio
• Tiziana “Tirtha” Giammetta
• Nicola Marte
• Roberto Paradiso, Le Storia di KosmonautiKa
• prof. Ivan Spelti
• Pianeta Marte, capitolo completo a cura di Insa-Marte
• The University of Arizona, HiRISE Italiano, LPL Lunar & Planetary Laboratory
• L’evoluzione di alcune dune marziane, Un geologo in difficoltà
• Pianeta Marte, pagina Facebook a cura di Insa
• Planet Mars Study Center PMSC (INSA), gruppo Facebook di Nicola Marte
• Quel diavolo di polvere di Marte, Media Inaf
• Come fa Curiosity a farsi i Selfie che sembrano scattati dai marziani? Focus
• Il rover Curiosity supera i 12 anni di esplorazione del Pianeta Rosso, Astrospace
• Come si guida un rover su Marte? Intervista a Paolo Bellutta, pilota di Curiosity, Astrospace
• Quanto è violenta una tempesta di sabbia su Marte? Passione Astronomia, astrofisico Daniele Gasparri
• Che tempo farà su Marte? Media Inaf, Rossella Spiga

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