Beagle 2 è un lander britannico per l'esplorazione di Marte, parte della missione del 2003 dell'Agenzia Spaziale Europea Mars Express, che avrebbe dovuto atterrare sul pianeta e trasmettere informazioni sulla Terra. Se n'era persa ogni traccia fino al 16 gennaio 2015, data in cui l'Agenzia Spaziale Europea ha comunicato il ritrovamento del lander inattivo.
Origine Beagle 2 è stato ideato da un gruppo di accademici inglesi, capeggiati dal professor Colin Pillinger dell'Open University, in collaborazione con l'Università di Leicester. Il suo scopo doveva essere quello di cercare tracce di vita sul pianeta rosso ed il suo nome riflette questo fine, come ha spiegato il professor Pillinger:
Il sito d'atterraggio del lander fu scelto alle coordinate marziane 10,6° N 270° O nell'Isidis Planitia, un largo e basso bacino sedimentario che si trova tra le antiche zone montagnose e le pianure del nord. Ci si aspettava che Beagle 2 funzionasse per circa 180 giorni e che fosse possibile prolungare la missione per più di un anno marziano (687 giorni terrestri). Gli obiettivi del lander erano di determinare configurazione geologica, mineralogica, geochimica e lo stato di ossidazione del sito di atterraggio e le proprietà fisiche dell'atmosfera, raccogliere dati sulla meteorologia e sulla climatologia marziana e cercare tracce di forme di vita.
Pillinger costituì un consorzio per progettare e realizzare il Beagle 2. I principali membri e le relative responsabilità erano: Open University: comando del consorzio ed esperimenti scientifici; Università di Leicester: direzione del progetto e della missione, operazioni di volo, gestione dell'apparecchio ed esperimenti scientifici; Astrium: principale socio industriale; Martin-Baker Aircraft: rientro, discesa e software di atterraggio; LogicaCMG: viaggio, rientro, discesa e software di atterraggio; SciSys: segmento terrestre e software del lander; Università di Aberystwyth: braccio robotico.
Nel 2000, quando iniziò la prima fase dello sviluppo, Astrium ottenne più responsabilità nella gestione del programma e l'Università di Leicester assunse la responsabilità per la gestione della missione, che includeva la preparazione per le operazioni post lancio ed il centro di controllo delle operazioni.
Collaborò al progetto anche l'Agenzia Spaziale Europea, sebbene il Beagle 2 non facesse parte del Programma Aurora per l'esplorazione di Marte.
In un'opera per pubblicizzare il progetto e guadagnare un supporto finanziario, i designer hanno richiesto e ottenuto l'adesione e la partecipazione degli artisti inglesi. Il segnale di arrivo della missione, cioè la canzone che avrebbe dovuto inviare il lander sulla Terra per confermare l'avvenuto atterraggio, fu composto dal gruppo inglese Blur e la test card, la targa studiata per calibrare le fotocamere e gli spettrometri del Beagle 2 dopo l'atterraggio, venne dipinta da Damien Hirst.
Il Centro di Controllo delle Operazioni del Lander (LOCC, Lander Operations Control Centre) si trovava al Centro Spaziale Nazionale di Leicester, da dove il veicolo spaziale era controllato ed era visibile al pubblico che visitava il centro. Il centro di controllo comprendeva i sistemi operazionali per la direzione del Beagle 2, gli strumenti di analisi per l'elaborazione della telemetria scientifica e delle manovre, gli strumenti virtuali per la preparazione delle sequenze di attività, i sistemi di comunicazione ed il GTM (Ground Test Model, modello per test terrestre). Il GTM era costituito da varie copie dei sistemi del Beagle 2, collegati insieme per formare l'insieme completo dell'elettronica del lander. Il GTM era usato quasi sempre per testare i comandi scientifici e di movimento, per provare la sequenza di atterraggio e per controllare il software di bordo.
Lander
Il Beagle 2 aveva un braccio robotico conosciuto come PAW (Payload Adjustable Workbench, banco di lavoro a carico variabile), progettato per estendersi dopo l'atterraggio. Del PAW faceva parte l'ARM (Anthropomorphic Robotic Manipulator, manipolatore robotico antropomorfo), nel quale alloggiavano un paio di macchine fotografiche stereoscopiche, un microscopio con una risoluzione di 6 μm, uno spettrometro Mössbauer, uno spettrometro per raggi X, una sonda perforatrice per raccogliere campioni di roccia, una lampada e l'ESS (Environmental Surface Suite, insieme ambientale di superficie), che comprendeva un manometro, un termometro ed un apparecchio per misurare la velocità e la direzione del vento. Il cosiddetto Rock Corer/Grinder poteva raccogliere un carotaggio da qualsiasi roccia che fosse alla portata del braccio robotico. I campioni di roccia sarebbero stati passati dal PAW in uno spettrometro di massa ed in un gascromatografo nel corpo del lander - il GAP (Gas Analysis Package, modulo di analisi a gas), per misurare le quantità relative dei differenti isotopi del carbonio. Poiché il carbonio è ritenuto la base della vita, queste indicazioni avrebbero potuto rivelare se i campioni contenevano resti di organismi viventi. L'elenco degli strumenti a disposizione del Beagle 2 e della Mars Express sul sito della NASA
In più il Beagle 2 era equipaggiato con una piccola “talpa” meccanica chiamata PLUTO (Planetary Undersurface Tool, attrezzo per il sottosuolo planetario) che si sarebbe spiegato con il braccio robotico. PLUTO aveva un meccanismo a salto progettato che gli consentiva di muoversi da un capo all'altro della superficie - spostandosi di circa 1 cm ogni 5 secondi - e di traforare il suolo per raccogliere un campione di sottosuolo in una cavità nella sua punta. La talpa era attaccata al lander da un cavo di alimentazione, che poteva essere usato come un verricello per riportare il campione sul lander.
Il Beagle 2 aveva la forma di un vaso poco profondo, con un diametro di 1 m ed una profondità di 25 cm. La copertura del lander era munita di cardini e fatta in modo che si aprisse una volta atterrata. Al suo interno c'era un'antenna UHF, il braccio robotico lungo 75 cm e l'equipaggiamento scientifico. Il corpo principale conteneva anche la batteria, il processore centrale per le telecomunicazioni e l'elettronica, i riscaldatori ed altri strumenti (i sensori di radiazioni e di ossidazione). La copertura si apriva per esporre quattro moduli fotovoltaici discoidali.
L'intero lander aveva una massa di 69 kg al lancio, ma al momento dell'impatto con il terreno doveva pesare solo 33,2 kg.
La batteria era in grado di fornire abbastanza energia per tenere accesa una lampadina da 60 W per circa 2 ore e mezza, dopodiché essa doveva essere ricaricata con i quattro pannelli solari.
Le trasmissioni del Beagle 2 avrebbero dovuto usare la frequenza di 401,56 MHz per comunicare verso le sonde Mars Odyssey e Mars Express, mentre la frequenza sarebbe stata di 437,1 MHz quando le sonde comunicavano verso il lander. Per entrambe sarebbe stata utilizzata l'antenna UHF.
Il software di terra derivava dal kernel dell'Agenzia Spaziale Europea SCOS-2000. Per mantenere basse le spese della missione, il software di controllo fu il primo del suo genere sviluppato su un computer portatile.
Nella tabella seguente è riportato il peso di ogni sistema del Beagle 2. Sistema Peso Esperimenti scientifici GAP ed elettronica 5,740 kg PAW 2,750 kg BEEST 0,250 kg ESS 0,156 kg Totale 8,896 kg Lander Struttura 11,972 kg Pannelli solari 3,210 kg ARM 2,110 kg Apparato radio 0,650 kg Batteria 2,650 kg Computer 3,020 kg Altro (cavi ecc.) 0,692 kg Totale 24,284 kg Totale lander all'arrivo (dopo aver perso i sistemi per il rientro) 33,180 kg Sistemi per il rientro Scudo termico ed aeroshell 17,810 kg Paracadute 3,260 kg Airbag e gassogeno 14,590 kg Totale 35,660 kg Totale lander alla partenza 68,840 kg
Descrizione della missione
Il Mars Express fu lanciato dal Cosmodromo di Bajkonur alle 17:45 UTC (19:45 CEST) del 2 giugno 2003. Il numero di catalogazione del lancio era 2003-022C. Ciò significa che era il terzo componente del 22º lancio dell'anno 2003. Il Beagle 2 era un lander marziano in origine montato sul Mars Express. Fu sganciato dalla sonda con un dispositivo pirotecnico che, rilasciando lentamente una molla carica, spinse il lander lontano dal Mars Express con una traiettoria balistica il 19 dicembre 2003 alle 8:31 UTC e continuò a sorvolare Marte per sei giorni prima di entrare nell'atmosfera del pianeta, con una velocità superiore ai 20.000 km/h, la mattina del 25 dicembre. Era protetto dall'altissimo calore del rientro da uno scudo termico rivestito di NORCOAT, un materiale ablativo prodotto da EADS.
È stato stimato che la compressione causata dall'atmosfera marziana e la radiazione prodotta dai gas molto caldi abbiano prodotto un picco di calore di 100 W/cm², paragonabile al calore sperimentato dal Mars Pathfinder.
Dopo la decelerazione nell'atmosfera marziana avrebbero dovuto aprirsi i paracadute ed a circa 1 km dalla superficie grossi airbag avrebbero dovuto gonfiarsi attorno al lander proteggendolo nell'impatto con la superficie. L'atterraggio era previsto per le 2:45 UTC (3:45 CET) il 25 dicembre 2003 nell'Isidis Planitia. Dopo l'atterraggio gli airbag avrebbero dovuto sgonfiarsi e la parte superiore del lander si sarebbe dovuta aprire; quindi si sarebbero dovuti dispiegare i quattro pannelli solari, per cominciare immediatamente la ricarica delle batterie. Il Beagle 2 avrebbe dovuto poi mandare un segnale alla Mars Express dopo l'atterraggio ed un altro la mattina seguente, per confermare di essere sopravvissuto alla discesa ed alla prima notte marziana. Subito dopo avrebbe dovuto scattare un'immagine panoramica del sito di atterraggio con una macchina fotografica stereoscopica ed uno specchio; dopodiché il braccio robotico sarebbe stato rilasciato. Il braccio avrebbe dovuto scavare dei campioni di terreno che sarebbero poi stati depositati in diversi strumenti perché fossero studiati e la “talpa” avrebbe dovuto essere attivata, strisciare lungo la superficie fino ad una distanza di circa 3 m dal lander e scavare sotto le rocce per raccogliere campioni di suolo per le analisi.
Il governo del Regno Unito spese più di 22 milioni di £ (40 milioni di $, 25 milioni di €) nel Beagle 2, che, sommati ai rimanenti 22 milioni stanziati da privati, hanno portato il budget della missione a più di 44 milioni di £ (80 milioni di $, 50 milioni di €).
Avanzamento della missione
Sebbene il Beagle 2 si sia separato con successo dalla “nave madre” Mars Express, la conferma del successo dell'atterraggio non è mai avvenuta. La conferma sarebbe dovuta giungere il 25 dicembre 2003, quando il lander avrebbe dovuto contattare la sonda della NASA Mars Odyssey che si trovava già in orbita. Nei giorni seguenti il telescopio Lovell dell'osservatorio Jodrell Bank non riuscì a captare alcun segnale dal Beagle 2. La squadra disse che erano “tranquilli e fiduciosi” di riuscire ad ottenere un segnale di ritorno.
Numerosi tentativi di contattare il Beagle 2 attraverso la Mars Express furono effettuati nel gennaio e nel febbraio 2004.
Il primo tentativo, fatto il 7 gennaio 2004, fallì, così come fallirono i successivi ripetuti tentativi di chiamata. Un po' di speranza era riposta in quello del 12 gennaio, quando la sonda Mars Express sarebbe passata proprio sopra alla zona del previsto atterraggio, ed in quello del 2 febbraio, quando il lander avrebbe dovuto ricorrere all'ultima impostazione di comunicazione di cui aveva fatto un back-up: trasmissione automatica. Tuttavia nessuna comunicazione fu stabilita con il Beagle 2.
Il 6 febbraio 2004 il consiglio di amministrazione del Beagle 2 dichiarò definitivamente perduto il lander e l'11 febbraio l'ESA annunciò un'inchiesta volta a scoprire le cause del fallimento della missione.
I fallimenti nelle missioni marziane non sono infrequenti. Fino al 2006, su 37 tentativi di giungere sulla superficie del pianeta, solo 18 hanno avuto successo.
Richiesta di una relazione da parte di ESA e Regno Unito