Material Adherence Experiment: differenze tra le versioni

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{{vocetorna principalea|Mars Pathfinder}}

[[File:Sojourner on Mars PIA01122.jpg|thumb|Il ''rover'' [[Sojourner]] su [[Marte (astronomia)|Marte]].]]

Con '''''Material Adherence Experiment''''' (MAE) si indica un esperimento montato sul ''[[rover (astronautica)|rover]]'' [[Sojourner]] e condotto su [[Marte (astronomia)|Marte]] nell'ambito della missione [[Mars Pathfinder]], della [[NASA]]. Fu ideato per misurare l'accumulo giornaliero di [[polvere]] sul dorso del ''rover'' e la conseguente riduzione della capacità di conversione energetica dei [[pannello fotovoltaico|pannelli fotovoltaici]].<ref name=Stevenson/><ref name=Landis/>

L'attrezzatura era stata sviluppata, costruita e successivamente diretta dal [[Glenn Research Center]].<ref name=Stevenson/>

== Descrizione ==

L'[[atmosfera di Marte]] è ricca di polveri in sospensione e già nel corso delle missioni ''[[Programma Viking|Viking]]'' se ne era osservato l'accumulo sulle superfici dei due ''[[lander]]''.<ref name=Jenkins01>{{cita|Jenkins, P.P. ''et al.''||Jenkins97}}, 2001.</ref> ''Mars Pathfinder'' è stata la prima missione ad atterrare sul pianeta rosso dopo le ''Viking''<ref>Si veda la voce [[Esplorazione_di_MarteEsplorazione di Marte#Riassunto_delle_missioniRiassunto delle missioni|Esplorazione di Marte]].</ref> e la prima a fare uso di celle fotovoltaiche quali generatori di [[energia elettrica]] sulla superficie del pianeta.<ref name=Jenkins97>{{cita|Jenkins, P.P. ''et al.''||Jenkins97}}, 1997.</ref> Era previsto che la resa energetica dei pannelli solari montanti sulla sonda e sul ''rover'' avrebbe subito delle riduzione a casuacausa dell'accumulo di polvere sulle superfici, tuttavia non era noto né quanta polvere si sarebbe depositata, né l'entità della riduzione in [[potenza elettrica]] disponibile. Per misurare tali quantità, fu ideato il ''Material Adherence Experiment'' presso il Glenn Research Center della NASA.<ref name=Landis>{{cita|Landis, G.A.||Landis}}, 1998.</ref>

[[File:Rover Sojourner ita.PNG|thumb|left|Schema del Sojourner: è indicata la posizione del ''Material Adherence Experiment''.]]

Dalle informazioni disponibili, furono ipotizzate due possibili cause per l'[[adesione]] della polvere che sarebbe rimasta attaccata alle superfici metalliche in conseguenza dell'istaurarsiinstaurarsi di [[Forza di van der Waals|legami di van der Waals]] o per adesione [[elettrostatica]]. Il verificarsi di un caso o dell'altro sarebbe dipeso dalle proprietà e dalle dimensioni dei grani di polvere e dalle proprietà delle superfici.<ref>{{cita pubblicazione|cognome=Landis |nome=G.A. |titolo=Mars Dust Removal Technology. IECEC-97345 |rivista=Proceedings of the 32nd Intersociety Energy Conversion Engineering Conference |volume=1 |anno=1997 |pagine=764-767 |lingua=en |doi=10.1109/IECEC.1997.659288}}</ref>

Il ''Material Adherence Experiment'' si componeva di due sensori: uno per la misura della resa energetica della cella fotovoltaica, l'altro per la misura della massa di polvere per unità di area.<ref name=Stevenson>{{cita|Stevenson, S. M.|pp. 3-4|Stevenson}}, 1997.</ref>

Il primo sensore comprendeva una cella fotoltaicafotovoltaica di cui era misurata la resa energetica in prossimità del [[Mezzogiorno (parte del giorno)|mezzogiorno]] locale. La cella era coperta da un vetro trasparente sul quale si depositava la polvere e che poteva essere rimosso a comando.<ref name=Jenkins01/> Ad ogni sessione sperimentale, venivano compiute varie misurazioni, sia con il vetro in posizione, sia ruotato. Dal confronto era possibile dedurre di quanto la copertura della polvere avesse diminuito il rendimento della cella.<ref name=Stevenson/> Quest'ultimo era inoltre confrontato con quello di una seconda cella fotovoltaica, esposta all'ambineteambiente marziano.<ref name=Stevenson/>

[[File:PIA01551.jpg|thumb|Il Sojourner sul suolo marziano nel secondo [[Sol (astronomia)|sol]]. (NASA)]]

Il movimento al vetro era imposto attraverso un [[Materiali a memoria di forma|materiale a memoria di forma]]: la posizione "aperta" poteva essere ottenuta facendo raggiungere all'elemento metallico una [[temperatura critica]] attraverso il [[Effetto Joule|riscaldamento ohmico]].<ref name=Stevenson/> L'interruzione del passaggio di corrente avrebbe successivamente condotto al raffreddamento della lega ed al suo ritorno alla posizione originaria di copertura della cella fotovoltaica.

Il secondo sensore sfuttavasfruttava un [[Quartz crystal microbalance|QCM]] per misurare il peso per unità di superficie della polvere depositatasi sul sensore stesso.<ref name=Stevenson/> Un QCM si compone di cristalli di [[quarzo]] [[Risonanza (fisica)|risonanti]], in questo caso disposti verticalmente, e la misura viene presa rilevando elettricamente il cambiamento nella frequenza di risonanza e correlando tale dato all'incremento nel peso del cristallo superiore (esposto all'ambiente marziano) indotto dall'accumoloaccumulo della polvere.<ref>Per maggiori informazioni si veda la voce: [[:en:Quartz crystal microbalance|Quartz crystal microbalance]] su Wikipedia in lingua inglese.</ref> Quest'ultimo esperimento era condotto in simultanea all'altro e con le stesse modalità.<ref name=Stevenson/>

I due sensori (e l'elettronica che li comandava) pesavano nel complesso 65{{sp}}g<ref name=Stevenson/> ed erano posizionati sull'angolo frontale sinistro del ''rover''.<ref name=Landis/>

== Risultati ==

I risultati sono espressi in percentuale e possopossono essere letti sia come la riduzione percentuale del rendimento energetico delle celle fotovoltaiche,<ref name=Jenkins01/> sia come l'oscuramento (o riduzione di trasparenza) del vetro che potreggevaproteggeva la cella solare di riferimento.<ref name=Landis/><ref name=Deposits>{{cita|The ''Rover Team''||Deposits}}, 1997.</ref>

Dopo l'atterraggio, fu misurata una riduzione di poco superiore al 2%.<ref name=Landis/> Si ritenne che la polvere responsabile fosse stata sollevata dagli ''airbag'', durante la fase di sgonfiamento.<ref name=Deposits/> L'apertura dei petali del ''[[Mars Pathfinder (landersonda spaziale)|lander]]'' ne rimosse la maggior parte e ciò fa supporre che quella prima polvere fosse costituita da particelle di grandi dimensioni, che si posarono ma non aderirono alle superfici del ''rover''.<ref name=Deposits/>

Nei giorni seguenti, fu registrato un tasso giornaliero pari allo 0,28% di riduzione del rendimento energetico, indipendente dal comportamento del rover - fermo o in movimento.<ref name=Landis/> Ciò suggerisce che la polvere che si depositava era in sospensione dall'atmosfera e non era stata, invece, sollevata dagli spostamenti del ''rover''.<ref name=Deposits/> Un tasso così elevato fu ritenuto preoccupante («inaccettabilmente alto») per successive missioni di lunga durata sulla [[superficie di Marte]].<ref name=Jenkins01/>

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== Bibliografia ==

*{{cita libro |autore=Steven M. Stevenson |titolo=Mars Pathfinder Rover—Lewis Research Center Technology Experiments Program. NASA Technical Memorandum 107449. |anno=1997 |mese=luglio |editore=NASA |url=http://gltrs.grc.nasa.gov/reports/1997/TM-107449.pdf |lingua=en |datadiaccessoaccesso=23-10- ottobre 2010 |cid=Stevenson |urlmorto=sì |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20061010164758/http://gltrs.grc.nasa.gov/reports/1997/TM-107449.pdf |dataarchivio=10 ottobre 2006 }}

*{{cita web |lingua=en |titolo=Measuring Dust on Mars |nome=Geoffrey A. |cognome=Landis |editore=NASA |url=httphttps://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/RT1997/5000/5410landis.htm |accesso=23-10- ottobre 2010 |anno=1998 |idcid=Landis |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20110607105655/http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/RT1997/5000/5410landis.htm |dataarchivio=7 giugno 2011 |urlmorto=sì }}

*{{cita pubblicazione|cognome=Jenkins |nome=P.P. |coautori=Landis, G.A.; Oberle, L.G. |titolo=Materials Adherence Experiment: Technology. IECEC-97339 |rivista=Proceedings of the 32nd Intersociety Energy Conversion Engineering Conference |volume=1 |anno=1997 |pagine=728-731 |lingua=en |doi=10.1109/IECEC.1997.659280 |cid=Jenkins97}}

*{{cita pubblicazione|lingua=en |autore=Rover Team |titolo=Characterization of the Martian Surface Deposits by the Mars Pathfinder Rover, Sojourner |rivista=Science |anno=1997 |volume=278 |numero=5344 |pagine=1765-1768 |doi=10.1126/science.278.5344.1765 |cid=Deposits}}

*{{cita libro|lingua=enweb |titolo=AMeasuring Dust Characterization Experiment for Solar Cells Operating on Mars |autorenome=Jenkins, PG.A. |coautoricognome=Landis, G. A.; ''et al.'' |editore=NASA |annolingua=2001en |url=httphttps://ntrswww.grc.nasa.gov/WWW/RT/RT1997/5000/5410landis.htm |accesso=23 ottobre 2010 |anno=1998 |cid=Landis |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20110607105655/http:/nasa/casiwww.ntrsgrc.nasa.gov/20020031145_2002030433WWW/RT/RT1997/5000/5410landis.pdfhtm |datadiaccessodataarchivio=26-10-20107 giugno 2011 |cidurlmorto=Jenkins01sì }}

*{{cita libro|lingua=en |titolo=A Dust Characterization Experiment for Solar Cells Operating on Mars |autore=Jenkins, P. |coautori=Landis, G. A.; ''et al.'' |editore=NASA |anno=2001 |url=https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20020031145_2002030433.pdf |accesso=26 ottobre 2010|cid=Jenkins01}}

{{portale|astronautica|marte}}