Per decenni, i terrestri hanno inviato veicoli spaziali su Marte per studiare la superficie polverosa del pianeta e la sua atmosfera sottile. Ora la NASA sta inviando un lander sul pianeta rosso per guardare in profondità nel suo cuore.

Già sabato mattina, InSight della NASA decollerà dalla base aerea di Vandenberg in California. Dopo un viaggio di quasi sette mesi, comincerà a sondare l'interno profondo di un mondo vicino che un tempo poteva sembrare molto più simile al nostro.

L'esplorazione interna mediante indagini sismiche, La missione Geodesy and Heat Transport mira a comprendere il flusso di calore nascosto del pianeta, la sua attività sismica e la natura del suo nucleo. Tutto ciò potrebbe aiutare gli scienziati ad approfondire la storia e l'evoluzione del nostro vicino planetario.

"Anche se abbiamo avuto molte missioni su Marte - orbiter e anche lander e rover che strisciano sulla superficie - non abbiamo mai avuto una missione dedicata a guardare dentro Marte, " ha detto Gerald Schubert, un geofisico e fisico planetario dell'UCLA che non è coinvolto nella missione. "InSight è davvero unico nell'esplorare la struttura interna e la composizione dei pianeti terrestri. Non ce n'è mai stato uno come questo prima d'ora."

La NASA ha già inviato sismometri su Marte, a bordo dei due lander Viking atterrati nel 1976. Ma non hanno funzionato come previsto:lo strumento del Viking 1 si è guastato, e quello su Viking 2 è stato travolto dalle vibrazioni dei venti marziani. (L'ultima volta che i sismometri della NASA sono stati dispiegati con successo al largo della Terra è stato durante le missioni Apollo sulla luna.)

Bruce Banerdt ricorda fin troppo bene quei fallimenti vichinghi. Studente laureato in scienze geologiche all'epoca, provò una fitta di sgomento quando fu chiaro che i sensori non avrebbero prodotto molto, se del caso, dati sismologici.

Ora Banerdt è un geofisico presso il Jet Propulsion Laboratory di La Canada Flintridge e il principale investigatore di InSight. Con una nuova generazione di sismometri marziani pronta per il lancio, "Non riesco nemmeno a dormire la notte, Sono così emozionato, " ha detto. "È stato un percorso così lungo."

Rover, lander e veicoli spaziali orbitanti hanno trovato prove di laghi, fiumi, vulcani e combinazioni chimiche vitali su Marte. La sismologia consente agli scienziati di intravedere le macchinazioni interne che hanno portato a quelle caratteristiche.

"Con la sismologia, possiamo fondamentalmente mettere insieme una mappa 3D dell'interno del pianeta, " ha detto Banerdt. "Da questo possiamo iniziare a capire come si è formato il pianeta, come funziona."

Miliardi di anni fa, gli scienziati pensano, Marte assomigliava molto di più alla Terra:aveva laghi d'acqua e forse anche un oceano poco profondo sotto nuvole gonfie che galleggiavano in una densa atmosfera. I test condotti dal rover Curiosity hanno dimostrato che la vita microbica potrebbe teoricamente essere esistita in un ambiente come questo.

Poi l'interno del pianeta si è raffreddato e Marte ha perso gran parte della sua atmosfera. Senza esso, l'acqua evaporò e la superficie divenne arrugginita, distesa polverosa che vediamo oggi.

Lo studio delle dinamiche interne di Marte aiuterà gli scienziati a capire perché si è evoluto in quel modo, ha detto Banerdt.

Per esempio, La Terra ha un campo magnetico protettivo che impedisce alla nostra atmosfera di essere strappata via dal vento solare e dai raggi cosmici. Quel campo è alimentato dal movimento del metallo fuso nel nucleo terrestre.

Marte sembra aver perso il suo scudo magnetico all'inizio della sua storia, e l'atmosfera del pianeta oggi è circa 100 volte più sottile di quella terrestre. Lo studio del nucleo marziano potrebbe aiutare i ricercatori a capire perché il destino di Marte si è discostato dal nostro.

Su un pianeta roccioso come Marte, il calore che proviene dal nucleo è prodotto da elementi radioattivi, ha detto Sue Smrekar, un geofisico del JPL e vice investigatore principale di InSight. Quel calore avrebbe alimentato i vulcani marziani e altre reazioni geofisiche, producendo infine l'atmosfera del pianeta e almeno parte della sua acqua liquida.

Sapendo cose come da dove viene l'atmosfera, cosa c'era dentro e quanto tempo è durato potrebbe aiutare gli scienziati a stimare per quanto tempo Marte ha ospitato ambienti favorevoli alla vita. E conoscere le concentrazioni di elementi radiogeni all'interno di Marte aiuterà gli scienziati a capire quanta energia era disponibile per alimentare tutta questa attività, ha detto Smrekar.

"Questo ci aiuta a comprendere meglio gli elementi costitutivi originali del pianeta, " lei disse.

Una volta che InSight atterra su Marte a fine novembre, agirà come un medico con pannelli solari, utilizzando i suoi tre strumenti principali per misurare la temperatura del pianeta, controlla i suoi riflessi ed esegui un'ecografia.

L'imbarcazione posizionerà un sismometro sulla superficie del pianeta e quindi lo coprirà con uno scudo protettivo per smorzare il vento e il "rumore" termico sulla superficie. Questo sismometro ascolterà i terremoti, la versione marziana dei terremoti, nonché i colpi di meteoriti.

Entrambi producono onde sismiche che vengono alterate in modi diversi mentre attraversano gli strati di materiale del pianeta. Più sono lontane queste perturbazioni, meglio è, perché le onde attraverseranno più materiale prima di raggiungere il sismometro. Studiare le sottili modifiche a quelle onde rivelerà un'immagine più chiara dei contenuti del pianeta.

InSight dispiegherà anche una sonda a flusso di calore per avere un'idea migliore della temperatura interna del pianeta, martellandolo a circa 16 piedi di profondità per evitare l'influenza delle oscillazioni giorno-notte sulla superficie. I cambiamenti che rileva dovrebbero aiutare gli scienziati a determinare quanto sia caldo l'interno di Marte.

Finalmente, la navicella misurerà lo spostamento dei segnali radio tra essa e la Terra per vedere quanto il polo nord marziano oscilla mentre il pianeta ruota intorno al sole. Le dimensioni e la frequenza di tale oscillazione potrebbero offrire suggerimenti sul diametro e sulla densità del nucleo del pianeta.

Mentre gli scienziati hanno formulato ipotesi plausibili su come appare l'interno di Marte, non sanno ancora con certezza cosa troveranno, disse Sean Salomone, un sismologo e scienziato planetario della Columbia University che è stato il principale investigatore della missione MESSENGER della NASA del 2011 su Mercurio.

"Molto di ciò che capiamo sulle registrazioni sismiche della Terra potrebbe non essere applicabile quando andiamo su un altro corpo planetario, " disse Salomone, che non è coinvolto in InSight.

È una buona cosa, dicono gli scienziati.

Ciascuno dei pianeti rocciosi del nostro sistema solare, in particolare Venere, La Terra e Marte sono fatti più o meno della stessa sostanza e si sono formati all'incirca nello stesso ambiente solare. Ma sottili differenze in fattori come la loro dimensione, la composizione e la distanza dal sole hanno portato ogni pianeta a sembrare molto diverso dai suoi vicini.

In quel modo, ognuno serve come esecuzione separata di un esperimento naturale che può insegnarci sui pianeti in generale, disse Salomone.

"Un giorno invieremo veicoli spaziali alla stella più vicina con pianeti, ma nel frattempo ci limitiamo alle osservazioni astronomiche che si possono fare, " ha detto. "Quindi più a fondo comprendiamo i nostri vicini del sistema solare, la posizione migliore in cui saremo per interpretare ciò che possiamo misurare dagli esopianeti".

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