Scoperte Ammartaggio

Uno sguardo sul pianeta rosso

Accompagnati da Francesca Altieri, cerchiamo di capire qualcosa di più sulla missione Mars2020 della Nasa e sul rover Perseverance, senza dimenticare le prospettive future.

Il 2021 si apre in modo spettacolare per l’esplorazione del Sistema Solare, con l’atterraggio il 18 febbraio della sonda Perseverance della NASA sul suolo di Marte. Il rover è parte della missione spaziale Mars 2020, non certo la prima a tentare la conquista del Pianeta Rosso né la sola a visitarlo in questo momento. I cieli di Marte ospitano infatti attualmente altre due sonde, l’emiratiana Al-Amal e la cinese Tianwen-1, arrivate a destinazione nel mese di febbraio. Più di quaranta sono le missioni tentate nel tempo con destinazione Marte ma circa la metà di queste è fallita.

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Una delle prime foto della superficie di Marte scattata dal lander Viking 1 – luglio 1976, via commons

La prima in assoluto che ha sorvolato con successo il pianeta è stata Mariner 4, lanciata nel 1964 dalla NASA. Nel tempo seguirono diverse missioni, fra cui spiccano le sonde Viking, che a metà degli anni ’70 scattarono le prime immagini dettagliate della superficie marziana, rivoluzionando la nostra conoscenza del pianeta: agli occhi degli scienziati apparve un paesaggio desertico, simile per temperatura alla tundra terrestre, con poli ricoperti da strati di ghiaccio. Paesaggio questo che Perseverance indagherà alla ricerca di tracce biologiche.
L’esplorazione di Marte non si concluderà tuttavia con il rover della NASA. Guardando al futuro l’attenzione si concentra sulla missione ExoMars, una collaborazione fra agenzia spaziale europea (ESA) e russa (Roscosmos), che porterà nel 2022 un rover sul pianeta, con l’obiettivo principale di scovare tracce biologiche nei primi strati della sottosuperficie. Sembra dunque che Marte sia in cima alla classifica delle future mete del genere umano nello spazio: quali sono i motivi di tutto questo interesse da parte della comunità scientifica?

Alla ricerca di tracce di vita

Miliardi di anni fa la Terra e Marte erano molto più simili di ora.

Marte oggi ci appare come un pianeta arido e freddo con un’atmosfera molto tenue ma con evidenze dell’interazione nel passato fra la sua superficie e acqua liquida. Ci siamo quindi chiesti fin dall’inizio della sua esplorazione quanta acqua ci sia stata su Marte e se si siano potute sviluppare forme di vita, seppur primordiali, spiega a EduINAF Francesca Altieri, ricercatrice dell’INAF – Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali di Roma. Negli ultimi anni è diventato chiaro che si siano avute, in alcune nicchie, condizioni di abitabilità circa fra i 4 e i 3.4 miliardi di anni fa, quando il Pianeta Rosso aveva un’atmosfera più densa, temperature più calde e acqua liquida in superficie, poi scomparsa. La grande quantità di dati accumulati ci ha confermato che se c’è un altro posto, oltre la Terra, dove si sono potute verificare condizioni di abitabilità questo è Marte.

Le indagini dei planetologi sono iniziate dunque cercando sulla superficie marziana tracce di acqua. A suggerirne la presenza è il paesaggio stesso, segnato da avvallamenti simili a letti di fiumi ormai prosciugati: dalle caratteristiche morfologiche sembra si trattasse non solo di acqua sotto forma di pioggia ma anche acqua fluita in superficie e sgorgata dal sottosuolo. Ulteriori indizi a riguardo sono arrivati con la sonda ESA Mars Express (MEX), lanciata nell’estate del 2003: recenti analisi dei dati raccolti hanno mostrato la presenza di un complesso sistema di laghi al di sotto della superficie, in corrispondenza del polo sud del pianeta, una serie di bacini d’acqua, intervallati da zone asciutte, che si trovano a circa un chilometro e mezzo di profondità.

Mars Express ha identificato su terreni molto antichi minerali come le argille, di importanza cruciale poiché si sono formati dove le rocce della crosta hanno interagito con l’acqua, commenta Francesca Altieri. Le sonde in orbita, MAVEN e TGO, ci stanno invece aiutando a comprendere i processi che hanno portato all’impoverimento dell’atmosfera di Marte: sembra che questa sia stata erosa da un’interazione continua con il vento solare. Inoltre a causa delle tempeste di polvere (molto frequenti su Marte) l’acqua è stata spinta ad alta quota dove è più facile che le molecole fuggano via. Curiosity, inviata dalla NASA su Marte nel 2011, ha invece trovato nelle rocce antiche di Gale Crater, il suo sito di atterraggio, elementi chiave per la vita come zolfo, azoto, ossigeno, fosforo e carbonio. Obiettivo delle missioni future è quindi comprendere se le condizioni di abitabilità che si sono avute su Marte nel passato abbiano portato allo sviluppo di forme di vita.

L’intento dei ricercatori è dunque analizzare la superficie del pianeta e il suo sottosuolo per tracciare l’evoluzione subita nel corso del tempo.

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Perseverance presso il Jet Propulsion Laboratory – via commons

Perseverance e ExoMars 2022: presente e futuro

In questo scenario il protagonista oggi è Perseverance: il primo rover progettato per raccogliere campioni da riportare sulla Terra per indagini astrobiologiche. I soli nomi scelti per i diversi strumenti della missione meritano una menzione, come la coppia di dispositivi Sherloc e Watson, che cercherà molecole organiche e minerali (il primo) e analizzerà da vicino strutture rocciose (il secondo), a Ingenuity, tradotto con ingegno, nome scelto da una studentessa di un liceo americano, vincitrice di un concorso indetto dalla NASA per dare un nome a questo dispositivo.
La tecnologia che il rover porta a bordo è frutto degli insegnamenti tratti dalle precedenti missioni e permetterà, per esempio, alla sonda di sopravvivere alle terribili tempeste di sabbia marziane. Il lavoro per cui Perseverance è stato inviato su Marte coinvolge aspetti biologici, geologici e climatici: le sue esplorazioni spianeranno la strada per future missioni umane. Il sito di atterraggio stesso, chiamato Jaziro Crater, è legato a uno dei suoi scopi principali: è un antico bacino lacustre, nel quale è più probabile dunque scovare tracce di vita.

Perseverance atterrerà in un paleolago, situato in una zona di Marte con la più alta varietà mineralogica osservata da orbita: lo studio dei minerali è fondamentale per ricostruire con dettaglio che tipo di interazione c’è stata con l’acqua. Questo rover per la prima volta collezionerà dei campioni che verranno riportati sulla Terra. Mars 2020 è però anche una missione dimostrativa: testerà delle tecnologie per estrarre ossigeno dall’atmosfera di Marte in preparazione di missioni umane, sottolinea la nostra ospite. Della missione fa parte anche l’elicottero Ingenuity, che dovrà dimostrare se questo tipo di tecnologia può essere effettivamente utilizzata: se riuscirà a volare senza problemi aiuterà poi Perservance a decidere dove dirigersi per le sue esplorazioni.

Per il futuro sono previste altre missioni, successive a Perseverance, alla volta del Pianeta Rosso. Fra queste il lancio nel 2022 della seconda fase del progetto ESA-Roscosmos Exomars, che porterà sul suolo marziano un rover in grado di scavare al di sotto della superficie del pianeta. L’obiettivo sarà sia lo studio astrobiologico che geologico del sito di atterraggio, chiamato Oxia Planum. Il rover viaggerà inoltre per diversi chilometri, con lo scopo di caratterizzare i primi strati del sottosuolo di Marte e di circoscrivere i rischi per future missioni umane.

Il rover è dotato per la prima volta di una trivella in grado di prelevare campioni nella sottosuperficie fino a una profondità di 2 metri. Questi saranno poi analizzati da strumenti appositi a bordo del rover. È importante lo studio del sottosuolo poiché i raggi solari UV, che distruggono i legami molecolari del DNA, non vengono schermati dall’atmosfera di Marte troppo poco densa e quindi hanno l’effetto di “sterilizzare” la superficie. Il loro potere distruttivo è invece attenuato nel terreno, dove tracce di vita potrebbero essere ancora presenti.

Lo studio del Pianeta Rosso ha come scopo ultimo missioni spaziali con equipaggio, imprese ricche di pericoli.

Ci sono altri luoghi nel Sistema Solare di forte interesse astrobiologico ma Marte è più simile alla nostra Terra e anche più facilmente raggiungibile: rappresenta la prossima frontiera per l’uomo nello spazio, ma non siamo ancora pronti, conclude Francesca Altieri. Le sfide maggiori sono sia a livello tecnologico che per la salute dell’equipaggio: bisogna capire come proteggere gli astronauti dalla dose eccessiva di radiazioni a cui sarebbero esposti durante il tragitto e la permanenza su Marte.

Per ora dunque, lasciamo che Perseverance spiani la strada.

Scritto da

eduinaf_avatar_autori Giulia Fabriani

Dopo la laurea in Astronomia e Astrofisica alla Sapienza di Roma, mi sono specializzata, sempre alla Sapienza, con un master in comunicazione e giornalismo scientifico. Come insegnante di fisica nelle scuole superiori della capitale motivo le nuove generazioni allo studio di materie scientifiche, partendo dai fondamenti della scienza. Collaboro con associazioni di divulgazione scientifica dell’Università di Tor Vergata di Roma, per le quali curo rubriche editoriali, e scrivo per diverse testate giornalistiche fra cui Le Scienze, Scienza In Rete e Sapere Scienza.

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