Quando un'astronauta mise piede per la prima volta sulla luna nel 2024, il momento storico rappresenterà un passo avanti verso un'altra prima volta della NASA:portare eventualmente gli umani su Marte. L'ultima missione robotica della NASA sul pianeta rosso, marzo 2020, mira ad aiutare i futuri astronauti ad affrontare quel paesaggio inospitale.

Mentre l'obiettivo scientifico del rover Mars 2020 è quello di cercare segni di vita antica, sarà la prima navicella spaziale a raccogliere campioni della superficie marziana, memorizzandoli nella cache in tubi che potrebbero essere riportati sulla Terra in una missione futura:il veicolo include anche una tecnologia che apre la strada all'esplorazione umana di Marte.

L'atmosfera su Marte è principalmente anidride carbonica ed estremamente sottile (circa 100 volte meno densa di quella terrestre), senza ossigeno respirabile. Non c'è acqua in superficie da bere, o. Il paesaggio è gelido, senza alcuna protezione dalle radiazioni solari o dal passaggio di tempeste di polvere. Le chiavi per la sopravvivenza saranno la tecnologia, ricerca e sperimentazione.

Mars 2020 aiuterà su tutti questi fronti. Quando verrà lanciato nel luglio del 2020, la navicella trasporterà gli ultimi strumenti scientifici e ingegneristici, che si stanno unendo mentre il rover viene costruito presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California. Ecco uno sguardo più da vicino.

Touchdown

Ogni atterraggio su Marte offre un'opportunità di apprendimento. Con Marte 2020, che include il modo in cui lo scudo termico e il paracadute della navicella si comportano nell'atmosfera del pianeta, e quanto bene il suo radar può rilevare la superficie in avvicinamento. I sensori nell'aeroshell del veicolo spaziale (la capsula che racchiude il rover) studieranno come si riscalda e si comporta durante l'ingresso nell'atmosfera. Queste Entrate di Marte, I sensori Descent and Landing Instrumentation 2 (MEDLI2) potrebbero aiutare gli ingegneri a migliorare i loro progetti di atterraggio per grandi carichi utili come le attrezzature e gli habitat degli astronauti.

L'atterraggio di un rover come questo dà anche alla NASA più esperienza nel mettere un veicolo spaziale pesante sulla superficie di Marte; la sfida di atterrare nella sottile atmosfera marziana scala con la massa. La prima navicella spaziale con equipaggio sarà titanica al confronto, portando con sé sistemi di supporto vitale, forniture e schermatura.

Finalmente, Mars 2020 ha un sistema di guida che farà un passo avanti verso atterraggi più sicuri. Chiamata navigazione relativa del terreno, questo nuovo sistema capisce dove è diretto il veicolo spaziale prendendo le immagini della telecamera durante la discesa e abbinando i punti di riferimento in esse a una mappa precaricata. Se la navicella va alla deriva verso un terreno pericoloso, devierà verso un obiettivo di atterraggio più sicuro.

La navigazione relativa al terreno ha permesso al team 2020 di selezionare un sito di atterraggio, Cratere Jezero, che era considerato troppo rischioso per le missioni precedenti. Questo tipo di guida autonoma potrebbe rivelarsi essenziale per far atterrare gli esseri umani in sicurezza. Sarebbe anche utile per l'atterraggio dell'attrezzatura in più lanci prima di un equipaggio umano.

Ossigeno

Vivere su Marte richiederà un rifornimento costante di ossigeno, che sarebbe costoso da trasportare dalla Terra nei volumi necessari. Un dispositivo a forma di cubo chiamato Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) sta esplorando un'alternativa salvaspazio che converte l'anidride carbonica, che costituisce circa il 96% dell'atmosfera marziana, in ossigeno. Sebbene MOXIE sia una dimostrazione su piccola scala, la speranza è che la sua tecnologia possa evolversi in generatori di ossigeno più grandi ed efficienti in futuro. Ciò consentirebbe agli astronauti di creare la propria aria respirabile e fornirebbe ossigeno per bruciare il carburante necessario per riportare gli esseri umani sulla Terra.

Ma ancora più importante, I discendenti di MOXIE risparmierebbero spazio prezioso sul primo veicolo con equipaggio su Marte. Non solo lascerebbe più spazio per i rifornimenti, potrebbe anche ridurre il costo e la difficoltà di andare dalla Terra a Marte.

Acqua

I satelliti in orbita attorno al Pianeta Rosso sbirciano regolarmente sottoterra usando il radar, ma Mars 2020 sta trasportando un radar che penetra nel terreno chiamato Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment (RIMFAX) che sarà il primo a funzionare sulla superficie marziana. Gli scienziati di Mars 2020 useranno le sue immagini ad alta risoluzione per esaminare la geologia sepolta, come antichi fondali lacustri. Ma un giorno un tale radar potrebbe essere utilizzato per trovare depositi di ghiaccio sotterraneo a cui gli astronauti potrebbero accedere per fornire acqua potabile. È improbabile che Jezero Crater abbia tali cache, ma molti esistono altrove su Marte.

tute spaziali

Polvere e radiazioni fanno parte di ogni previsione meteorologica marziana. La polvere soffia ovunque, attaccandosi ai veicoli spaziali e coprendo i pannelli solari. E poiché il pianeta non ha un campo magnetico, come fa la Terra, la radiazione solare bagna la superficie marziana. Le orbite della Terra e di Marte si allineano meglio per i viaggi interplanetari ogni due anni, il che significa che è probabile che i primi astronauti sul Pianeta Rosso resistano a lunghe esposizioni alle radiazioni.

Per aiutare gli ingegneri a progettare tute spaziali per proteggere gli astronauti dagli elementi, La NASA sta inviando cinque campioni di materiale della tuta spaziale insieme a uno degli strumenti scientifici di Mars 2020, chiamato Scanning Habitable Environments with Raman &Luminescence for Organics &Chemicals (SHERLOC). Un pezzo del casco di un astronauta e quattro tipi di tessuto sono montati sul target di calibrazione per questo strumento. Gli scienziati utilizzeranno SHERLOC, così come una macchina fotografica che fotografa la luce visibile, studiare come i materiali si degradano nella radiazione ultravioletta. Segnerà la prima volta che il materiale della tuta spaziale è stato inviato su Marte per i test e fornirà un confronto fondamentale per i test in corso presso il Johnson Space Center della NASA.

Riparo

Gli umani che esplorano il Pianeta Rosso avranno bisogno di qualcosa di più di buone tute spaziali; avranno bisogno di un posto dove vivere. Mars 2020 raccoglierà dati scientifici che potrebbero aiutare gli ingegneri a progettare rifugi migliori per i futuri astronauti. Come il rover Curiosity della NASA e il lander InSight, Il 2020 dispone di strumenti meteorologici per studiare come si comportano polvere e radiazioni in tutte le stagioni. Questa suite di sensori, chiamato Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA), è il passo successivo nel tipo di scienza meteorologica che Curiosity raccoglie.