Il 4 luglio, dopo 21 anni di assenza, l’uomo è tornato sul suolo di Marte. Lo ha fatto con Mars Pathfinder, la sonda che dopo un viaggio di 558 milioni di chilometri è scesa sulle Valli di Ares, presso l’Equatore del pianeta rosso. Con Mars Environmental Survey Pathfinder (Mesur), questo il nome completo, sono 28 le sonde inviate verso il pianeta Marte, ma sono solo sette le missioni pienamente riuscite; le altre si sono concluse con un fallimento, senza la raccolta di alcun dato. Mars Pathfinder, il cui scopo era di collaudare sistemi di atterraggio alternativi ai costosi razzi, era stata lanciata da Cape Canaveral il 4 dicembre 1996 con un razzo Delta 2. Pathfinder è arrivata su Marte in maniera del tutto originale rispetto alle altre sonde (fig. 1); non è entrata in orbita intorno al pianeta per poi scendere, ma ha puntato dritto sull’obbiettivo.

Fig. 1. Procedura di atterraggio della sonda Pathfinder.

La sonda è entrata nell’atmosfera a 27 mila km l’ora protetta da uno scudo termico che ne ha permesso la decelerazione per attrito fino a 1450 km l’ora. Il computer di bordo ha quindi comandato l’apertura del paracadute che ha rallentato il veicolo fino a 250 km l’ora. Quando un radaraltimetro ha segnalato una quota di 100 metri sono stati accesi dei semplici retrorazzi, staccato il paracadute e gonfiati 24 enormi "airbag" fuoriusciti dalle quattro faccie della sonda. Durante la preparazione della sonda la Nasa aveva fatto numerosi test con un modello lasciato cadere da un elicottero su un terreno roccioso simile alla superficie marziana. Le sonde Viking che nel 1976 atterrarono su Marte erano frenate da un complesso e costoso sistema di retrorazzi a combustibile liquido comandati da un computer che portavano la velocità di caduta a 8 km l’ora. L’impatto della Pathfinder è invece avvenuto con il suolo alla velocità di 80 km l’ora ma è stato attutito dai palloni. La sonda ha rimbalzato una ventina di volte ed è poi rotolata per circa 90 secondi prima di fermarsi. Il primo rimbalzo ha fatto innalzare la sonda ad una altezza di sedici metri. All’atterraggio sul pianeta rosso le condizioni climatiche incontrate dalla sonda sono state, in termini terrestri, decisamente estreme. Le temperature superficiali della zona di atterraggio hanno mostrato di poter scendere (in questo scorcio di estate marziana) sotto i –70 C° e di subire escursioni anche di 20 gradi nel giro di pochi minuti. L’atmosfera infatti, nonostante abbia un ruolo importante nel modellare la topografia del pianeta, pesa solamente sette millesimi di quella terrestre ed ha quindi una capacità termica molto ridotta. Le previsioni meteo su Marte erano state fornite dal telescopio spaziale Hubble e hanno visto un quadro ben diverso di quello trovato negli anni ’70 dalle Viking e Mariner. Finora si è sempre pensato ad un atmosfera calma, anche se nuvolosa e polverosa. Recenti immagini hanno invece dimostrato un pianeta con violenti cambiamenti di clima, lunghi periodi di temperature gelide sotto nuvole ghiacciate, che si alternano a tempeste di polveri rossastre. La sonda è atterrata non lontano dal "centro" della zona ideale auspicata dai tecnici della NASA, in perfetto orario, intorno alle 13:07 ora di Washington, le 19:07 italiane (secondo l’ora locale erano le
tre di una tranquilla notte marziana) del 4 luglio ed ha immediatamente inviato un debole segnale radio. La zona di Ares Vallis, situata nell’emisfero nord, è stata scelta per la varietà del terreno che la compone: si ritiene infatti che questa regione sia il letto di un antico fiume marziano, o un bacino di deflusso nato da uno sconvolgimento climatico catastrofico. Tutte caratteristiche adatte a garantire l’acquisizione di informazioni particolari sulla geologia e sull’evoluzione climatica marziana. Il luogo di atterraggio di Pathfinder è stato identificato alle seguenti coordinate: 19,33 gradi di latitudine nord e 33,55 gradi di longitudine ovest. Pathfinder ha quindi risucchiato gli airbag ed è sbocciata come un fiore: gli sportelli rivestiti di pannelli solari si sono aperti come petali per produrre energia e ha iniziato a trasmettere dati e foto in bianco e nero al centro di Pasadena, seguite poi dalle foto a colori, una ogni 144 secondi. Il meccanismo di apertura era tale che avrebbe raddrizzato la sonda anche se questa si fosse posato sul lato sbagliato. La strumentazione di bordo del lander, oltre al sistema di comunicazione con la Terra, consiste principalmente del sistema di ripresa IMP (Imager for Mars Pathfinder) e della stazione meteorologica ASI/MP (Atmospheric Structure Instruments/Meteorology Package). L’IMP è costituito da un sensore CCD (512 x 512 pixel quadrati di 23 mm di lato) ad architettura frame transfert con due cammini ottici gemelli (obiettivi apo f/10 da 23 mm). Con questo sistema è possibile ottenere panoramiche marziane stereoscopiche ad alta risoluzione, rivelando anche eventuali cambiamenti nella superficie dovuti al deposito di brina, sabbia o polveri, oppure all’azione erosiva del vento. La stazione meteorologica ASI/MP comprende, oltre a tre termocoppie disposte rispettivamente a 100, 50 e 25 cm dal suolo, un sensore per la misura della pressione con la precisione del millesimo di millibar, un anemometro a filo caldo e tre maniche a vento, posizionate a varie altezze, per la misura della direzione e della velocità dei venti. Pathfinder, aveva una massa di 870 kg al lancio ed è stata costruita da Jet Propulsion Laboratory.