Viking 1: 50 anni dal primo atterraggio su Marte

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Il 20 luglio 1976 il modulo di atterraggio Viking 1 della NASA raggiunse Chryse Planitia, una vasta pianura dell’emisfero settentrionale di Marte. Pochi minuti dopo il contatto con il suolo iniziò a inviare immagini e dati scientifici verso la Terra. Per la prima volta una missione riusciva a operare stabilmente dalla superficie del pianeta.

La data cadeva a 7 anni dall’allunaggio dell’Apollo 11. Marte, però, poneva problemi diversi. L’atmosfera era troppo sottile per rallentare da sola il veicolo durante la discesa, ma abbastanza densa da generare calore e sollecitazioni nell’ingresso atmosferico. La NASA aveva già osservato il pianeta con le sonde Mariner, ma mancavano misure dirette del suolo, dell’atmosfera vicino alla superficie e delle condizioni meteorologiche locali.

L’Unione Sovietica aveva raggiunto Marte con Mars 3 il 2 dicembre 1971. Il suo modulo di atterraggio trasmise per circa 20 secondi prima di interrompere ogni comunicazione. Viking 1 fu quindi il primo veicolo a completare un atterraggio operativo e a condurre osservazioni scientifiche prolungate dal suolo marziano.

La prima immagine inviata dal modulo mostrava un terreno roccioso, chiaro e arido, con l’orizzonte di Chryse Planitia sullo sfondo. Quella fotografia aprì una fase nuova dell’esplorazione planetaria: Marte non era più soltanto una superficie osservata dall’alto, ma un ambiente da studiare direttamente, campione dopo campione.

La NASA sviluppò il programma Viking negli anni Sessanta, quando il Pianeta Rosso conservava molte zone d’ombra. Le missioni Mariner avevano rivelato crateri, vulcani giganteschi, canyon e pianure segnate da antichi flussi. Restava da capire che cosa avesse prodotto quei paesaggi e se il pianeta avesse mai ospitato condizioni favorevoli alla vita.

Il progetto prevedeva 2 veicoli identici. Ciascuno comprendeva una sonda orbitale e un modulo di atterraggio. Le sonde orbitali dovevano fotografare il pianeta, studiarne l’atmosfera e cercare aree sicure per la discesa. I moduli di atterraggio avrebbero analizzato il terreno, la meteorologia e la chimica della superficie.

Viking 1 partì da Cape Canaveral il 20 agosto 1975, seguita da Viking 2 il 9 settembre dello stesso anno. I lanci avvennero con razzi Titan IIIE Centaur. Ogni complesso aveva una massa al lancio superiore a 3.500 kg, un valore che collocava Viking fra le più grandi missioni interplanetarie americane del periodo.

Viking 1 entrò nell’orbita marziana il 19 giugno 1976. La NASA rinviò l’atterraggio inizialmente previsto per il 4 luglio, perché le immagini orbitali mostrarono un sito più accidentato del previsto. Gli scienziati e i tecnici selezionarono quindi un’area più regolare di Chryse Planitia. Questa procedura, fondata sull’analisi dettagliata delle immagini prima della discesa, divenne un riferimento per le missioni successive.

Il 20 luglio il modulo si separò dalla sonda orbitale e iniziò la discesa autonoma. Entrò nell’atmosfera a una velocità di oltre 17.000 km/h. Lo scudo termico assorbì il calore prodotto dall’attrito con l’atmosfera. Un paracadute supersonico ridusse la velocità nelle fasi successive. A pochi chilometri dal suolo il veicolo sganciò il paracadute e accese 3 retrorazzi. Il contatto avvenne a circa 8 km/h.

Viking 2 seguì un profilo analogo. Entrò nell’orbita di Marte il 7 agosto 1976 e il suo modulo di atterraggio raggiunse Utopia Planitia il 3 settembre. I 2 siti, separati da migliaia di chilometri, permisero di confrontare terreni, temperature, venti e composizione dell’atmosfera in regioni diverse del pianeta.

La ricerca della vita rappresentava il nucleo più ambizioso del programma Viking. I moduli disponevano di un braccio robotico per raccogliere campioni di regolite, il materiale frammentato che ricopre la superficie marziana. I campioni venivano trasferiti in un laboratorio miniaturizzato installato a bordo.

Gli esperimenti biologici erano 3: il rilascio marcato, lo scambio di gas e la sintesi pirolitica. Cercavano segnali riconducibili a processi metabolici o alla trasformazione di sostanze nutritive. Un quarto strumento, il cromatografo a gas con spettrometro di massa, aveva il compito di individuare composti organici nel suolo.

I risultati non offrirono una risposta univoca. L’esperimento del rilascio marcato registrò una reazione che alcuni ricercatori considerarono compatibile con un’attività biologica. Il cromatografo non trovò invece molecole organiche nei campioni esaminati. La spiegazione oggi più diffusa attribuisce quelle reazioni alla chimica del terreno marziano, caratterizzato dalla presenza di composti ossidanti. La scoperta dei perclorati, avvenuta decenni dopo con la missione Phoenix, ha rafforzato questa interpretazione: riscaldati durante le analisi, questi sali possono distruggere o alterare composti organici.

I dati delle Viking restano al centro della ricerca astrobiologica. Curiosity ha individuato molecole organiche antiche nei sedimenti del cratere Gale. Perseverance sta raccogliendo campioni nel cratere Jezero, dove in passato esistevano un lago e un delta fluviale. Le future missioni di recupero dei campioni dovranno portare sulla Terra parte di questo materiale per analisi più approfondite.

Le Viking produssero anche una documentazione geografica senza precedenti. Le 2 sonde orbitali inviarono oltre 52.000 immagini e fotografarono circa il 97% della superficie marziana. Le loro osservazioni consentirono di costruire le prime mappe globali dettagliate del pianeta e di studiare strutture come Olympus Mons, Valles Marineris e le calotte polari.

I moduli di atterraggio superarono ampiamente la durata prevista. Viking 2 concluse le attività nell’aprile 1980. Viking 1 rimase operativo fino al novembre 1982 e raccolse dati per oltre 6 anni sulla superficie di Marte. Misurò temperature, pressione atmosferica, direzione dei venti, composizione del suolo e variazioni stagionali.

Dalla scelta dei siti di atterraggio alla gestione delle operazioni secondo il ritmo del giorno marziano, molte procedure adottate dalla NASA nelle missioni successive derivano dall’esperienza Viking. I suoi dati hanno segnato il passaggio dai primi sorvoli a un’esplorazione sistematica di Marte, basata su osservazioni orbitali, misure dirette e analisi del suolo.

Foto in apertura: Blervis su Wikimedia (licenza CC0 1.0, via Openverse).