A 45 anni dalla prima sonda tutto il mondo corre su Marte

Alle 17:22 ora locale (le 23:22 ora italiana) del 20 agosto 1975 il sogno umano di poter raggiungere Marte e la voglia di compiere il secondo "grande passo per l'umanità" presero il volo a bordo del Viking 1.

Assicurati al razzo vettore sulla rampa della base Nasa di Cape Canaveral, puntavano verso il cielo l'orbiter e il lander che di lì a poco avrebbero cominciato un viaggio lungo undici mesi per coprire la distanza di 55 milioni di chilometri.
Il programma Viking, che prevedeva la costruzione di due moduli gemelli lanciati in sequenza (Viking 1 e 2) aveva preso forma a partire dal 1968, basandosi sull'esperienza delle precedenti missioni Mariner, che dalla metà degli anni '60 avevano permesso di studiare da vicino la superficie e l'atmosfera del pianeta rosso attraverso una serie di passaggi (fly-by) e quindi nel 1965 con la prima orbitazione raggiunta dal Mariner 4.

Quando la missione Viking prese il via parallelamente alle missioni Apollo che avrebbero portato l'uomo sulla Luna il 20 luglio 1969, gli Stati Uniti stavano per entrare in uno dei periodi di massima crisi politica ed economica che avrebbe caratterizzato la prima metà degli anni settanta. Le ingentissime risorse impiegate per raggiungere la Luna e vincere lo "space race" contro l'Unione Sovietica oltre alle spese militari sostenute per la guerra in Vietnam, toccarono inevitabilmente anche i budget dell'agenzia spaziale americana rendendo il percorso della missione Viking una corsa ad ostacoli , facendo slittare in avanti di due anni il lancio inizialmente previsto per il 1973. Ad aggravare la situazione si aggiunse lo scetticismo di una buona parte degli scienziati, che dopo l'analisi dei dati atmosferici di Marte rivelati dall'orbiter Mariner giunsero alla conclusione che il pianeta fosse incompatibile con ogni forma di vita. Nonostante le ombre che gravavano sul futuro delle esplorazioni marziane, la Nasa non cancellò il programma sviluppato nei laboratori di Langley in Virginia e dal Jet Propulsion Lab di Pasadena (California) da un team di scienziati guidati da James S. Martin Jr. e Gerald A. Soffen che comprese una serie di figure eterogenee, oltre agli ingegneri aerospaziali. Contribuirono alla missione Viking microbiologi, specialisti della fotosintesi, fisiologi cellulari e biochimici che determinarono le caratteristiche tecniche degli strumenti di misurazione e campionamento a bordo del lander. La costruzione dei due moduli fu affidata alla Martin Marietta (oggi Lockheed-Martin) che si trovò a dover superare incognite e difficoltà nella realizzazione in particolare modo del piccolo lander. Se infatti per quanto riguardava l'orbiter gli ingegneri sfruttarono la tecnologia già sperimentata con i moduli delle precedenti missioni Mariner, il lander doveva essere sviluppato ex novo. L'unico esempio era fornito dall'esperienza dei moduli delle missioni Apollo, ma l'allunaggio presentava molte meno difficoltà rispetto alla discesa su Marte. Oltre alla distanza molto maggiore tra i due corpi celesti, l'impatto con l'atmosfera del pianeta rosso presentava numerose incognite per quanto riguardava l'attrito, l'angolo di attacco, la velocità di discesa e di conseguenza il peso del Viking al momento della separazione dall'orbiter. Dopo aver optato per un atterraggio morbido, i tecnici Nasa si misero al lavoro per concepire il sistema di frenata misto, che prevedeva un paracadute adatto alla discesa in condizioni di bassissima pressione atmosferica e un guscio protettivo in grado di proteggere a dovere il piccolo modulo di soli 2,5 metri di diametro dalle altissime temperature generate dall'ingresso nell'atmosfera del pianeta. Inoltre, a differenza del modulo lunare, le cui manovre potevano essere controllate sia dall'equipaggio che dalla Terra, nel caso del Viking le operazioni dovevano essere completamente automatizzate, dalla fase del distacco dei moduli fino al momento del contatto con la superficie di Marte. Quello che pareva all'epoca un obiettivo irraggiungibile, fu realizzato in pochi anni dal colosso dell'informatica statunitense Honeywell, che fornì il software di navigazione alla missione Nasa. Quella del Viking fu una frontiera che influenzerà fortemente l'evoluzione successiva dei sistemi di navigazione: gli ingegneri dovettero infatti sperimentare nuovi circuiti a basso consumo per non sovraccaricare il sistema di alimentazione a radioisotopi del lander, della potenza di appena 70 watt. Oltre a dover rispettare i limiti di peso imposti dai progettisti del modulo (2324,7 Kg di cui 1423,9 di propellente) , la Honeywell riuscì a realizzare un software che fu in grado di trasmettere dati alla velocità (per i tempi fantasmagorica) di 16 Kb/secondo. Questo miracolo della tecnologia informatica era programmato per comandare tutte le fasi di discesa del Viking e per attivare gli strumenti di rilevamento dei dati ambientali oltre al sistema di comunicazione con la Terra e con l'orbiter.
Quando il Viking 1 sparì dalla vista nel cielo di Cape Canaveral seguirono lunghi mesi in cui la sala operativa riceveva periodicamente i dati di navigazione, fino a quando i due moduli ancora legati raggiunsero l'orbita di Marte (con pochissimo scarto rispetto alle previsioni) il 19 giugno 1976 alla velocità di 10.400 Km/h. L'unico inconveniente tecnico riguardò una valvola di regolazione del combustibile che fece alzare inaspettatamente la pressione nei serbatoi. Il problema fu risolto con una manovra da terra che liberò gradualmente combustibile riducendo il rischio di esplosione in volo.
La fase più delicata fu certamente l'ingresso nell'atmosfera di Marte e la discesa, anche perché gli strumenti ottici cominciarono ad inviare le prime immagini della superficie prescelta per l'atterraggio, la zona battezzata Chryse Planitia (in greco antico la pianura dorata) che il Mariner e i radiotelescopi terrestri avevano precedentemente indicato come sostanzialmente priva di ostacoli significativi. Le fotografie scattate dal Viking, dotate di una tecnologia più avanzata in termini di risoluzione, mostrarono invece che l'area era piena di crateri e attraversata da un gigantesco canyon. Le operazioni di discesa, previste per il 4 luglio (giorno dell'Indipendenza) furono quindi rimandate in attesa che l'orbiter e gli altri strumenti sulla Terra fossero in grado di fornire immagini di una nuova zona sicura sul suolo marziano. Dopo giorni di incertezza e un dibattito serrato tra i responsabili del programma, fu scelta un'area poco più a Nord del punto stabilito, una decisione necessaria in quanto l'imminente arrivo del gemello Viking 2 (lanciato il 9 settembre 1975) avrebbe disturbato le operazioni del primo lander. Le operazioni di sgancio e discesa iniziarono due settimane dopo il previsto e il lander portò a termine con successo tutte le operazioni programmate dal computer Honeywell. Lo scudo termico fu efficace e a 5,5 km dalla superficie di Marte il paracadute in dacron (una speciale resina termoplastica) del diametro di 16 metri si aprì rallentando la discesa, terminata a soli 1,5 m/secondo grazie all'azione frenante dei retrorazzi.
Era il 20 luglio 1976, giorno dell'anniversario della conquista della Luna da parte dell'Apollo 11: erano passati 304 giorni dal lancio da Cape Canaveral. Venticinque secondi dopo aver toccato il suolo, il Viking alzò l'antenna parabolica e appena quattro minuti dopo l'umanità ebbe il dono della prima immagine panoramica della superficie di Marte, caratterizzata dal colore rosso dato dagli ossidi di ferro e dalla natura rocciosa. Gli esperimenti svolti dagli strumenti di rivelazione del Viking 1 procedettero come programmato, con l'eccezione del sismografo che ebbe difficoltà di funzionamento. Dalla raccolta dei campioni e dagli esperimenti biologici non fu possibile all'epoca certificare la presenza sul pianeta di microorganismi, anche se alcune reazioni chimiche ne avrebbero indicato la possibilità. Molti studi vennero invece portati a termine con successo e riguardarono una lunga ed esaustiva serie di dati sulle condizioni dell'atmosfera e sulla meteorologia di Marte, sulle temperature al suolo che variavano dai 4°C ai -120°C e dal rapido mutamento delle pressioni atmosferiche dovute all'attività della calotta di vapore acqueo sottoposta a rapide fasi di solidificazione e sublimazione.
L'attività del primo strumento tecnologico umano su Marte durò più a lungo dei previsti tre mesi: il Viking 1 (che era stato affiancato dall'arrivo del gemello Viking 2 dal 3 settembre 1976) continuò ad inviare dati fino all'ultima trasmissione avvenuta l'11 novembre 1982. L'orbiter 1, dopo 1.485 rivoluzioni attorno a Marte fu spento dalla Terra il 7 agosto 1980 e si trova ancora oggi nell'orbita del pianeta rosso.

  

Il lancio del Viking 1 da Cape Canaveral alle 17:22 ora locale del 20 agosto 1975 (Nasa)