martedì 18 ottobre 2016

A caccia di vita su Marte con ExoMars


Uno degli obiettivi principali delle due missioni ExoMars è la ricerca di eventuali forme di vita su Marte. Abbiamo quindi chiesto a Enrico Flamini, il coordinatore scientifico dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), di spiegarci come verificheremo la presenza di organismi viventi con ExoMars 2016 e 2020. Ma con lui abbiamo parlato anche delle future missioni alla ricerca di vita aliena, dalla Mars Sample Return fino alla tanto attesa spedizione umana annunciata da SpaceX e dal presidente Obama.

Flamini vanta una lunga esperienza nelle missioni planetarie e ha partecipato a tutti i gruppi di ricerca internazionali per l’esplorazione di Marte. L’ASI è parte integrante di ExoMars insieme a un nutrito gruppo di partner italiani quali ad esempio l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), l’Istituto Nazionale di Astrofisica  (INAF) e Thales Alenia Space Italia, joint venture tra l’italiana Leonardo (33%) e la francese Thales (67%).

In che modo le missioni ExoMars 2016 ed ExoMars 2020 cercheranno forme di vita su Marte?
Exomars, con il lander Schiaparelli è pensata soprattutto per dimostrare che noi europei sappiamo atterrare su Marte. Detto questo il Trace Gas Orbiter (TGO), la parte orbitante della missione  possiede a bordo due strumenti in grado di fare una mappatura accurata del metano nell’atmosfera. La presenza di metano sul Pianeta Rosso è stata scoperta pochi anni fa proprio da uno strumento italiano, il Planetary Fourier Spectrometer (PFS) a bordo del satellite europeo Mars Express. Il gas mostra una certa variabilità stagionale e può essere prodotto in natura da fenomeni di tipo geofisico, cioè da vulcani e da un particolare processo del basalto chiamato serpentinizzazione. Ma il metano può anche derivare dalla presenza di organismi viventi: fare una mappatura accurata del metano e della sua abbondanza stagionale potrebbe quindi fornire un indizio di vita. In questo senso il TGO di ExoMars 2016 darà un contributo importante ma non rileverà direttamente eventuali organismi. Sarà invece ben più attivo il rover da lanciare nel 2020, a bordo del quale ci saranno strumenti specifici dedicati a capire se ci sono catene molecolari organiche nel suolo marziano. Tra questi strumenti avremo il driller italiano che bucherà il terreno, preleverà campioni e li farà analizzare da altri strumenti all’interno del rover. A quel punto se nei primi due metri della superficie di Marte ci fossero catene molecolari organiche più o meno complesse, saremmo teoricamente capaci di vederle: sarebbero chiari indizi di forme di vita, attuali o passate. In sintesi il TGO ci dirà dove è meglio cercare, dopodiché il rover andrà sul posto e cercherà prove di vita nel sottosuolo.

Come mai sotto il suolo e non sopra?
La superficie di Marte, a differenza della Terra, non è protetta da un’atmosfera densa e soprattutto non è protetta da un campo magnetico. Per cui tutte le radiazioni del vento solare arrivano sulla superficie di Marte con estrema energia, distruggendo le catene organiche complesse. Quindi difficilmente potremmo trovare forme di vita in superficie. Invece sotto la superficie, in una zona che è protetta dalla radiazione – anche se nel suolo ne filtra comunque una parte – si possono essere mantenute o sviluppate nel passato forme di vita. Un po’ come già succede sulla Terra per quegli organismi che vengono chiamati estremofili, adattati a vivere in condizioni estreme, in nicchie biologiche che per esempio non prevedono ossigeno o luce. Ad ogni modo possiamo solo capire se ci sono forme di vita simili a quella nostra, vale a dire basate sulle molecole del carbonio, dove il carbonio è la principale fonte di legame molecolare. Al contrario se ci trovassimo davanti a un tipo di vita diverso, per esempio basato sul silicio, difficilmente riusciremmo a riconoscerlo.

L’ESA come pensa di risolvere il problema della contaminazione (con microbi terrestri) dei siti dove cercare la vita aliena?
Esiste un organismo internazionale che si chiama COSPAR e risponde alle Nazioni Unite. Questo organismo ha emesso un bel po’ di anni fa dei documenti di Planetary Protection che indicano chiaramente cosa si deve fare per non contaminare e non contaminarsi, sia quando si prelevano campioni che quando ci si muove sulla superficie di un pianeta. Quello del COSPAR è un regolamento a cui si stanno attenendo sia NASA che ESA abbastanza rigidamente, insieme a tutte le altre agenzie. Al momento il discorso vale soprattutto per Marte, anche perché sappiamo già che la Luna è sterile. Sul nostro satellite non c’è rischio di alterare un’eventuale vita autoctona né possiamo portare indietro organismi lunari, come abbiamo verificato nelle missioni Apollo. Invece per Marte e altri corpi del Sistema Solare come Encelado, Europa o Titano il problema della contaminazione è importante. Nel caso particolare di Exomars la Thales Alenia Space Italia a Torino ha sviluppato e realizzato un laboratorio molto speciale con procedure che hanno garantito la costruzione, sia per Schiaparelli che per il rover, di sistemi che non porteranno organismi terrestri su Marte. ESA ha recepito le regole del COSPAR e ha chiesto alla Thales Alenia Space di prendere provvedimenti.

Quali saranno le partnership delle future missioni dopo ExoMars, considerando anche il ruolo dell’ESA?
Le missioni di esplorazione complesse si fanno ormai tutte in ambito di partnerhip internazionali. Per la stessa ExoMars, che vede la collaborazione di ESA e Russia con un minor contributo della NASA, hanno giocato un ruolo importante anche le agenzie spaziali nazionali. Infatti soprattutto senza l’ASI, il CNES francese, l’agenzia spaziale inglese UKSA, e il DLR tedesco, l’ESA non sarebbe stata in grado di fare questa missione. Questo discorso vale a maggior ragione per la spedizione umana perché sarà molto più complessa e costosa. Noi come Italia collaboriamo con la NASA anche in maniera autonoma e diretta da molti anni. E da qualche anno collaboriamo sempre con la NASA a missioni in orbita intorno a Marte, come nel caso del Mars Reconnaissance Orbiter. Avremo i nostri strumenti su ExoMars 2020, e stiamo dialogando ormai da molto tempo con la NASA anche per il progetto dell’uomo su Marte. Insomma, onestamente è una partita tutta da giocare. Gli scenari sono molti, potrebbe essere che non ci sia l’ESA ma ci siano l’ASI o il CNES. La filosofia è quella della cooperazione internazionale, sempre e comunque, dopodiché di volta in volta i tasselli si mettono a posto. Io parlo per l’Italia, ma lo stesso vale per la Francia o la Germania o l’Inghilterra: abbiamo capacità di realizzazione autonome sia in ambito ESA che in ambito bilaterale. Abbiamo già fatto da soli in tante occasioni come con la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) per esempio, dove abbiamo realizzato direttamente buona parte dei moduli abitabili della ISS. Alla fine dipenderà dalle condizioni in cui certe cose si possono sviluppare in ESA piuttosto che a livello nazionale. È una questione di opportunità, di costi e di condivisione degli obiettivi anche con gli altri stati europei. L’ESA è un grande condominio e come tale, a volte, non tutti gli inquilini vogliono avere lo stesso ascensore.

Per avere una prova definitiva di vita su Marte sarà necessaria una spedizione umana?
Spedire umani sulla superficie darebbe un vantaggio enorme perché si potrebbero selezionare astronauti specializzati come geologi, geochimici o biologi, in maniera tale che siano in grado di fare controlli mirati nelle zone già individuate o parzialmente analizzate. Gli uomini lavorano molto meglio delle macchine. Premesso questo, prima di mandare esseri umani sul Pianeta Rosso dovrà essere svolta un’altra missione, la Mars Sample Return, che riporterà campioni di Marte sulla Terra. Questa missione sarà fondamentale perché servirà a dimostrare che sappiamo tornare  da Marte e che i terreni e le rocce di Marte sono compatibili con la vita terrestre. Nel dettaglio si tratterà di atterrare e di prelevare da Marte dei campioni – anche presi da missioni precedenti come Exomars 2020 – per poi metterli su un razzo che sarà montato su una rampa di lancio sulla superficie di Marte. Il razzo porterà i campioni in orbita, dove saranno infine catturati da un altro satellite che accenderà i motori e tornerà verso la Terra. La missione avrà bisogno di due lanci separati – se non tre – e stabilirà la configurazione in cui anche gli uomini dovranno far poi riferimento. Insomma, prima di dire che siamo in grado di far tornare umani da Marte dovremo far tornare dei campioni di rocce e polveri. Per il primo sample return si potrà utilizzare un razzo relativamente piccolo che farà uso del combustibile già presente a bordo perché dovrà portare solo campioni di qualche chilo. Invece per far rientrare a casa gli astronauti sarà necessario produrre il carburante in situ a partire dalle risorse planetarie come l’acqua. Per esempio, avendo il ghiaccio su Marte, questo si potrebbe sciogliere attraverso una macchina a pannelli solari ed essere poi filtrato per dare acqua potabile. Inoltre, sempre con l’energia fornita dai pannelli solari sarebbe possibile scindere l’acqua e produrre idrogeno e ossigeno, elementi da cui ottenere il combustibile necessario a tornare indietro. Le tecnologie utili per questo tipo di operazioni sono già state progettate e al momento sono in fase di realizzazione.

Articolo pubblicato il 17 ottobre su Fly Orbit News

Immagine: ESA

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