Immagina astronauti su Marte, il compito di raccogliere campioni di roccia che verranno utilizzati dagli scienziati per cercare segni di vita. Ma possono riportare sulla Terra solo un numero limitato di persone. Cosa dovrebbero cercare? Alcuni tipi di rocce sono migliori di altri? Potrebbero provare a chiedere consiglio al team di geologi e biologi sulla Terra, ma a causa della distanza tra la Terra e Marte potrebbero volerci circa 40 minuti prima che ricevano una risposta.

Questo non è pratico quando il tempo fuori dall'astronave può durare solo poche ore.

Quando gli umani vengono inviati su Marte, è importante che questi esploratori abbiano il supporto necessario per aiutarli a fare la migliore scienza possibile.

Come esploriamo e facciamo buona scienza dati i vincoli operativi necessari? Questa è una domanda importante che la National Aeronautics and Space Administration (NASA) e altre agenzie spaziali, compresa l'Agenzia spaziale canadese, sono interessati a rispondere. Le missioni analogiche sulla Terra aiutano i ricercatori a capire come svolgere il proprio lavoro di fronte alle numerose sfide che sorgono a causa dell'ambiente ostile dello spazio.

Marte sulla Terra

Il programma di ricerca Biological Analog Science Associated with Lava Terrains (BASALT) esplora e raccoglie campioni da luoghi della Terra analoghi agli ambienti marziani. Basandosi su studi analoghi precedenti simili in Canada e negli Stati Uniti, il programma BASALT opera in condizioni di missione su Marte simulate. Unione scientifica, obiettivi di ricerca tecnica e operativa, le intuizioni acquisite durante due importanti schieramenti di missioni analogiche sono dettagliate in un numero speciale della rivista Astrobiologia .

L'esplorazione umana di Marte aggiunge una dinamica che non esiste quando si utilizzano i rover. A differenza di un rover, un essere umano può prendere decisioni e rispondere a nuove scoperte inaspettate durante un'attività extraveicolare (EVA). Questa flessibilità è preziosa per la scoperta scientifica, ma presenta alcune sfide per la pianificazione degli EVA. Un aspetto importante dell'esplorazione di Marte sarà prendere decisioni su quali campioni di roccia raccogliere che aiuteranno a rispondere a domande scientifiche sulla storia di Marte. Mentre gli equipaggi riceveranno una formazione in geologia e biologia, scienziati esperti sulla Terra sono disponibili per aiutarli a prendere queste decisioni.

Ma non dimenticare l'inevitabile ritardo nelle comunicazioni tra la Terra e Marte.

Intervallo di tempo di comunicazione

Gli EVA simulati sono stati condotti in due ambienti analoghi di Marte:Hawai'i Volcanoes National Park e Craters of the Moon National Monument and Preserve in Idaho. Gli scienziati pensano che un tempo Marte avesse un'attività vulcanica che avrebbe potuto creare i tipi di habitat che sappiamo contenere la vita sulla Terra.

Questi due siti di campo sono stati scelti in quanto rappresentano le condizioni passate e presenti su Marte. Gli scienziati possono quindi provare a comprendere il legame tra la biologia e le caratteristiche geologiche per identificare i luoghi di campionamento per gli studi astrobiologici.

Idealmente, queste sarebbero caratteristiche geologiche che possono essere viste dall'orbita terrestre, consentendo ai ricercatori di Marte di cercare queste stesse caratteristiche e identificare i punti di interesse per le missioni future.

Simulazione dell'ambiente di Marte

Pianificazione di una missione su Marte, anche simulato, non è un compito facile.

Innanzitutto, le domande che hanno guidato la ricerca non sono state in alcun modo simulate:si trattava di vere e proprie domande poste su come i microbi vivono e interagiscono con le rocce vulcaniche.

Sono un geobiologo e la mia competenza è in geochimica organica. Voglio sapere cosa fanno i microbi nell'ambiente e, importante per l'astrobiologia, quali segni lasciano. All'interno del programma BASALT la mia ricerca richiedeva che i campioni fossero raccolti in modo sterile, aggiungendo un altro livello complesso a una serie già complessa di attività che devono essere svolte affrontando le sfide dell'essere nello spazio.

Deviazioni dai protocolli di campionamento o la mancata raccolta di dati contestuali sufficienti sui siti di campionamento avrebbero conseguenze sulla validità dei risultati.

Il team di BASALT ha trascorso mesi a pianificare le implementazioni sul campo fino all'ultimo dettaglio, incluso il numero di foto da scattare e la stima del tempo necessario per campionare ogni roccia. I singoli siti campione in Idaho e Hawai'i sono stati selezionati in base alle informazioni di telerilevamento disponibili per il team (simile all'utilizzo dei dati dei satelliti orbitali per selezionare i luoghi di atterraggio su Marte).

In ogni sito, le persone che lavorano in superficie (un equipaggio extraveicolare) hanno raccolto informazioni e le hanno inviate a un equipaggio che è rimasto nell'habitat spaziale (l'equipaggio intraveicolare). Le informazioni raccolte sono state quindi inviate sulla Terra. L'equipaggio intraveicolare era il tramite, interagendo in tempo reale con l'equipaggio extraveicolare.

Su Marte, una volta che gli astronauti sono a terra, seguirebbero traversate pre-programmate e cercherebbero rocce basaltiche che sarebbero state utilizzate dagli scienziati per la ricerca.

Comunicare i risultati

Una grande quantità di pensiero è andato in non solo il genere di dati che l'equipaggio di Marte avrebbe raccolto e inviato sulla Terra per essere esaminati dagli scienziati, ma anche come avrebbero quindi lavorato con esso e avrebbero preso una decisione su quale roccia volevano che l'equipaggio su Marte provasse. Ciò potrebbe essere influenzato dalle condizioni per le comunicazioni, inclusa la larghezza di banda disponibile:se esistono condizioni di larghezza di banda ridotta che limitano la trasmissione dei dati, si possono usare foto al posto di video ad alta risoluzione? È come la velocità di Internet, se la tua connessione è estremamente lenta potresti ripensare a guardare Netflix ma potresti comunque scaricare quelle foto di gatti.

Il programma BASALT ha mostrato che è possibile ricevere input utili da un team terrestre nel tempo. Alla fine del programma abbiamo imparato parecchio su come farlo in modo efficace. Per esempio, mentre il video è utile, le foto ad alta risoluzione sono la scelta preferita in condizioni di larghezza di banda. Testo, piuttosto che le comunicazioni vocali erano le migliori per trasmettere decisioni importanti tra la Terra e Marte. Questi e altri risultati verranno utilizzati per pianificare missioni in modo che quando invieremo umani su Marte stiamo facendo il miglior lavoro possibile per rispondere a domande fondamentali sul fatto che la vita sia mai esistita lì.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.