Dossier

La missione Mars Odissey

Le apparecchiature della sonda

La sonda Mars Odyssey è lunga 2,2 metri di lunghezza, alta 1,7 metri e larga 2,6 metri.

Al momento del lancio pesava complessivamente 730 kg: 332 kg per la sonda vera e propria con tutti i sottosistemi, 353 kg di propellente e 45 kg di strumentazione scientifica.

I principali componenti della sonda Mars Odissey

La struttura della sonda è in alluminio e titanio. L'uso del titanio, un metallo molto leggero, permette di conservare in maniera efficiente tutte le apparecchiature di bordo all'interno della sonda. Il metallo utilizzato per realizzare la sonda è simile a quello usato per la fabbricazione degli aerei. La maggior parte dei sistemi della sonda sono duplici: questo significa che in caso di malfunzionamento c'è un sistema di riserva pronto a entrare in funzione.

La sonda è divisa in due moduli: il primo contiene i serbatoi di propellente e i razzi di spinta, mentre il secondo contiene le apparecchiature scientifiche (il sistema di ripresa delle immagini a raggi infrarossi, uno spettrometro a raggi gamma, un rivelatore di neutroni ad alta energia e una camera CCD per l'inseguimento stellare).

Il computer di bordo

Tutte le funzioni della sonda sono garantite dal sottosistema della gestione dei dati e dei comandi (Command and Data Handling).

Il cuore di questo sottosistema è costituito da un computer del tipo RAD6000, una delle tante versioni usate in molti modelli di computer Macintosh.

Il computer dispone di una memoria Ram di 128 Mbyte e di un software che permette il controllo dei sottosistemi della sonda. L'interfaccia elettronica è costituita da diverse schede, necessarie per il funzionamento di tutta la sonda, che in caso di malfunzionamento possono essere sostituite con una scheda di riserva. L'intero sistema pesa 11 kg.

La telecomunicazioni

Il sistema di telecomunicazioni della sonda è composto da un apparecchio radio che opera nella lunghezza d'onda a banda X e da un sistema che opera nella banda ad alta frequenza (UHF).

Il sistema a banda X è utilizzato per le comunicazioni tra la Terra e la sonda, mentre il sistema UHF verrà utilizzato per le comunicazioni tra Odyssey ed i futuri landers su Marte.

Per comunicare con la Terra, la sonda si avvale di ben tre antenne: la prima è una antenna ad alto guadagno del diametro di 1,3 m, usata per trasmettere dati sia durante il viaggio che durante la fase di mappatura in orbita attorno a Marte; una seconda antenna ad alto guadagno ha la possibilità di ricevere ordini da Terra e simultaneamente può trasmettere dati scientifici; la terza antenna è a basso guadagno e viene messa in funzione qualora le due altre antenne non si trovino puntate verso la Terra.

Tutto il sistema di comunicazioni pesa complessivamente 24 kg.

Il generatore elettrico

L'energia elettrica usata dalla sonda è generata da un sistema di pannelli solari di arseniuro di gallio, con una superficie di 7 metri quadrati, capace di fornire fino a 750 watt di potenza quando la sonda è in orbita attorno a Marte.

Il sistema di generazione fa funzionare l'antenna ad alto guadagno e controlla l'apertura e la chiusura delle valvole del propulsore.

Il sistema di generazione dell'energia elettrica pesa in tutto 86 kg.

Guida, navigazione e controllo

Il sistema di guida, navigazione e controllo permette l'orientamento della sonda attraverso tre paia di sensori.

Una telecamera CCD è utilizzata per guardare il campo stellare mentre un sensore è utilizzato, come riserva, per rilevare la posizione del Sole. Questo sensore contiene un dispositivo, chiamato unità di misurazione inerziale, che raccoglie informazioni sull'orientamento della sonda.

Il sistema include inoltre quattro rotori di reazione (giroscopi usati per il controllo del sistema di orientamento della sonda), di cui tre sempre in funzione e uno di riserva.

Il sistema di guida, navigazione e controllo pesa complessivamente 23 kg.

Propulsione

Il sistema di propulsione è composto da quattro piccoli razzi e da un motore principale. I razzi sono utilizzati per effettuare le manovre di correzione della traiettoria della sonda durante il viaggio, mentre il motore principale serve per porre in orbita la sonda attorno a Marte.

Il motore principale, che utilizza un propellente formato da una miscela di idrazina e tetrossido di azoto, produce una spinta di circa 695 newton, mentre ognuno dei quattro piccoli razzi produce una spinta di 0,9 newton (1 newton è la forza necessaria a impartire a una massa di 1 kg un'accelerazione di 1m/s²).

Il sistema di propulsione include inoltre un serbatoio di elio e complessivamente pesa 50 kg.

Controllo termico

Il sistema del controllo termico (che pesa in tutto 20 kg) ha il compito di verificare che la temperatura di ogni componente della sonda rimanga entro un limite massimo stabilito per il corretto funzionamento.

Sistemi meccanici

Tre ganci servono per tenere chiusa l'antenna durante il lancio, il viaggio nello spazio e l'aerobraking. Quando la sonda raggiunge l'orbita di Marte, l'antenna ad alto guadagno viene dispiegata per mezzo di un dispositivo meccanico.

Ci sono altri quattro ganci per tenere ripiegati i pannelli solari. Dopo il lancio i pannelli vengono dispiegati e controllati da un apposito dispositivo. L'ultimo meccanismo è un gancio che viene sbloccato per il dispiegamento del braccio dove è installato lo spettrometro a raggi gamma.

Tutti questi meccanismi pesano complessivamente 24,2 kg.

Software per il volo della sonda

La sonda riceve gli ordini da Terra via radio. Il software che ha il compito di raccogliere i dati è estremamente flessibile.

Inoltre questo software è responsabile di un numero di funzioni automatiche utili per il corretto funzionamento della sonda. Inoltre, se il software avverte un problema subito il sistema inizia una serie di azioni appositamente programmate e mette la sonda in stato di attesa prima di ricevere istruzioni dai controllori di volo, ai quali tocca il compito di risolvere il problema.

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