Mariner 10

Nel 1962 si scoprì che le posizioni relative di Terra, Venere e Mercurio sarebbero state tali nel 1970 e nel 1973 da consentire a una sonda lanciata verso Venere di sfruttare il campo gravitazionale di quest'ultimo per raggiungere il pianeta più vicino al Sole. Arrivare in prossimità di Mercurio con una traiettoria diretta, trasportando allo stesso tempo un carico di strumenti scientifici significativo, avrebbe richiesto un razzo potente e costoso come il Titan-IIIC/Centaur, e nonostante ciò l'alta velocità relativa sonda-pianeta avrebbe consentito di raccogliere dati solo per un breve lasso di tempo. Sfruttando l'assistenza gravitazionale di Venere, invece, la stessa sonda avrebbe potuto essere lanciata con il più piccolo ed economico Atlas/Centaur ed il sorvolo di Mercurio sarebbe stato molto più favorevole. Nel 1969 gli Stati Uniti decisero così di approfittare della favorevole configurazione planetaria del 1973 per tentare la prima ricognizione ravvicinata del più elusivo tra i pianeti. Nel corso di una conferenza sulla missione organizzata al Jet Propulsion Laboratory (JPL) di Pasadena, in California, Giuseppe Colombo, un geniale meccanico celeste dell'Università di Padova, fece notare che dopo il sorvolo di Mercurio la sonda avrebbe girato intorno al Sole con un periodo quasi doppio di quello del pianeta. Suggerì pertanto che venisse tentato un secondo sorvolo e i calcoli successivi dimostrarono che, scegliendo opportunamente i parametri orbitali del primo incontro, l'effetto di fionda gravitazionale operato da Mercurio avrebbe consentito il ritorno della sonda ogni sei mesi, fino a quando il propellente necessario per le piccole correzioni di rotta e di assetto fosse bastato.

Il veicolo destinato allo studio di Mercurio fu il prodotto di oltre 10 anni di sviluppo nell'ambito del programma Mariner, che aveva esordito nel 1962 con il primo sorvolo di Venere (Mariner-2) ed era culminato nel 1971 con il primo satellite artificiale di Marte (Mariner-9). Consisteva di un corpo principale di forma ottagonale che alloggiava l'elettronica, di due pannelli di cellule solari e di una batteria per l'erogazione di corrente elettrica, di piccoli getti ad azoto gassoso per controllare l'assetto, di sensori stellari e solari per orientarsi correttamente nello spazio, di un sistema di telecomunicazioni con un'antenna a bassa e una ad alta direttività, di una piattaforma mobile per il puntamento degli strumenti scientifici e di un sistema propulsivo a idrazina per il controllo della traiettoria. Per resistere agli intensi raggi del Sole, al quale si sarebbe avvicinato come nessun veicolo prima di allora, il Mariner-lO era protetto da un ombrello riflettente e da diversi strati di isolante termico. Inoltre, i pannelli solari potevano essere ruotati i modo da mantenere la temperatura sui 115°C.

Il lancio ebbe luogo puntualmente il 3 novembre 1973 da poligono di Cape Canaveral, in Florida. Quasi subito gli strumenti scientifici vennero accesi per essere calibrati con una serie di osservazioni della Terra e della Luna in allontanamento. Alcune immagini delle regioni settentrionali del nostro satellite naturale sono ancora oggi le migliori a disposizione per quelle aree. A partire dalla fine di novembre il Mariner-lO cominciò a rivelare una serie di inconvenienti tecnici. Il più grave si manifestò il giorno di Natale, allorché l'intensità dei segnali inviati a terra calò di colpo per l'incrinatura di un giunto dell'alimentatore dell'antenna ad alto guadagno causata da forti sbalzi di temperatura. In quelle condizioni la trasmissione in tempo reale delle immagini da Mercurio sarebbe stata impossibile e molti dati scientifici sarebbero andati perduti. Nelle due settimane successive l'antenna riprese a funzionare regolarmente, a guastarsi e di nuovo a funzionare, in una sequenza di colpi di scena cui non furono estranei altri sottosistemi di bordo. Ciononostante, il Mariner-lO completò con successo il sorvolo di Venere il 5 febbraio. Passando a 5800 km di distanza, fu la prima sonda a raccogliere immagini (oltre 4000) delle nubi del pianeta, rivelando i dettagli della circolazione atmosferica.

Nelle settimane seguenti altri inconvenienti si accanirono sulla sonda, ma i controllori del JPL riuscirono, con tenacia e inventiva, a escogitare soluzioni in grado di consentire la prosecuzione del volo. Quando alla fine il Mariner- 10 arrivò in prossimità di Mercurio tutti gli strumenti funzionavano alla perfezione. Il primo sorvolo ebbe luogo il 29 marzo 1974 a meno di 700 km dalla superficie dell'emisfero buio. I dati scientifici raccolti furono estremamente interessanti, ma non c'era tempo per gli eccessivi entusiasmi perché andava pianificato l'incontro successivo suggerito da Colombo. Il 21 settembre si arrivò al secondo sorvolo di Mercurio, questa volta sull'emisfero illuminato, a 48.000 km di altezza e 40° di latitudine sud. Vennero così coperte le regioni meridionali del pianeta, colmando parte del vuoto che separava le aree osservate sei mesi prima. Gli sforzi eroici degli ingegneri e dei tecnici del JPL resero possibile anche un terzo sorvolo, il 6 marzo 1975, a soli 327 km di altezza. Una settimana più tardi il Mariner-l0 esalò l'ultimo sbuffo di gas e continuò proseguire nello spazio senza più controllo, i generatori di corrente non sono più in grado di alimentare i sistemi vitali. Le comunicazioni con la Terra, di conseguenza, si interruppero per sempre, non prima di averci regalato quasi tutto ciò che sappiamo di Mercurio.