Sarà uno dei più scoraggianti, complicato e, potenzialmente, missioni scientificamente gratificanti mai intraprese sul pianeta rosso. I ministri in una recente riunione dell'Agenzia spaziale europea (ESA) si sono impegnati a fondo nei piani per raccogliere campioni dalla superficie di Marte e riportarli sulla Terra, in uno sforzo congiunto con la NASA. L'approvazione ufficiale del budget della NASA per coprire questa missione è prevista per l'inizio del prossimo anno.

La missione ancora senza nome verrà portata a termine con una serie di lanci, a partire da luglio 2020, con il rover Mars 2020, che stava già andando avanti. Questo è un rover robotico a propulsione nucleare che effettuerà un preciso atterraggio nel cratere Jezero a febbraio, 2021.

Nel triennio 1969-1972, sei missioni Apollo sono riuscite a riportare indietro 380 chilogrammi di campioni lunari. Recupero di eventuali campioni dalla superficie marziana, però, è significativamente più difficile a causa delle grandi distanze coinvolte.

Per questa ragione, il progetto comprende tre veicoli spaziali separati. La prima parte della missione è il dispiegamento del rover Mars 2020. Anche questo sarà scoraggiante:è notoriamente difficile far atterrare qualsiasi cosa su Marte. Oltre a condurre una serie di ricerche scientifiche proprie, il rover raccoglierà fino a 38 campioni individuali di suolo marziano che conserverà in contenitori sigillati. I campioni dovranno essere tenuti al sicuro almeno fino al 2026.

La seconda parte della missione sarà riportare i campioni in orbita. A quest'ora, verrà lanciata una missione Mars Sample Retrieval Lander, ancora dalla NASA, che schiererà un lander e un "fetch rover" di costruzione europea il più vicino possibile al sito di atterraggio del rover Mars 2020, un altro atterraggio difficile.

Il fetch rover incontrerà il rover Mars 2020 sulla superficie, raccogliere i campioni, e riportarli al lander. Una volta a bordo del lander, i campioni saranno trasferiti in una capsula sul Mars Ascent Vehicle, un razzo con la massa più bassa possibile che può ancora raggiungere l'orbita marziana dalla superficie. Una volta in orbita, questa capsula verrà lasciata fluttuare incontrollata.

La terza parte della missione sarà un veicolo di ritorno alla Terra lanciato dall'ESA. Entrerà nell'orbita marziana, quindi appuntamento e attracca con la capsula campione, raccogliere la capsula del campione orbitante e depositarla all'interno di uno schermo protettivo contro il calore e le radiazioni. Quindi accenderà i suoi motori ancora una volta e tornerà sulla Terra. Al raggiungimento della Terra, la capsula campione sarà rilasciata nell'atmosfera e, senza assistenza al paracadute, fare un atterraggio di fortuna nel deserto dello Utah, nel 2031. Se tutto va secondo i piani, Certo.

Questa campagna immensamente complicata comporterà una serie di novità pionieristiche, compreso il primo lancio di un razzo da un altro pianeta, il primo ritorno di campioni da Marte, il primo appuntamento e attracco in orbita attorno a un altro pianeta, e il primo appuntamento di due diversi veicoli spaziali sulla superficie di un altro pianeta.

Cratere Jezero

Lo scopo del progetto è quello di recuperare campioni da una delle aree geologicamente più interessanti della superficie marziana:Jezero Crater.

Jezero è un cratere da impatto di 45 km di diametro che si trova nell'emisfero settentrionale, ai margini occidentali di Isidis Planitia, una grande pianura che è anch'essa un elemento d'impatto. La ricerca mostra che Jezero sembra essere stato un tempo un lago, con l'acqua che entra nel cratere attraverso i canali, prima di defluire verso Isidis a est.

Il sito di atterraggio di Mars 2020 è il deposito a forma di ventaglio all'apertura del canale di afflusso occidentale, una caratteristica che si ritiene sia stata formata da un delta del fiume che si estende sulla superficie del cratere. Questa zona possiede elevate concentrazioni di smectite, un tipo di argilla che si forma spesso sul fondo dei laghi e che da tempo si ritiene abbia un ruolo fondamentale nell'origine della vita sulla Terra.

Le argille smectite sono anche molto brave a preservare fossili e altro materiale organico. La vita microbica è stata teorizzata come possibile su Marte, come le osservazioni hanno dimostrato ha un ciclo stagionale del metano e dell'ossigeno.

Il metano è un indicatore chiave della vita microbica e quindi questo ciclo suggerisce che ci sia vita sotto il suolo di Marte, o il metano viene immagazzinato nei clatrati (un tipo di materiale che intrappola le molecole) e rilasciato quando riscaldato durante l'estate marziana. Se il cratere Jezero avesse mai avuto vita microbica, c'è una buona probabilità che resti fossili siano presenti nel terreno, in attesa di scoperta.

Analisi terrestre

Abbiamo già una certa conoscenza dell'ambiente di superficie marziano acquisita da veicoli spaziali robotici, ma tale analisi è limitata dall'hardware che possiamo inviare lì. Riportando un campione sulla Terra possiamo effettuare misurazioni molto più precise che, in modo cruciale, sono ripetibili. I laboratori terrestri sono a prova di futuro:man mano che vengono sviluppate nuove tecnologie, i campioni possono essere rianalizzati con maggiore precisione.

Infatti, i campioni lunari recuperati durante le missioni Apollo stanno ancora dando risultati oggi, circa 50 anni dopo la loro raccolta.

Strumenti miniaturizzati montati su veicoli spaziali robotici, come microscopi e spettrometri, sono capaci, ma la loro sensibilità semplicemente non corrisponde agli strumenti equivalenti sulla Terra, principalmente a causa di limitazioni di massa, dimensione, e requisiti di alimentazione su un veicolo spaziale.

Sulla terra, sarà possibile visualizzare campioni marziani su scale abbastanza sottili da vedere la struttura atomica e rilevare i costituenti a concentrazioni molto più piccole di quelle possibili sul pianeta rosso. Anche i campioni marziani portati sulla Terra possono essere datati con precisione, potenzialmente consentendo agli scienziati di rispondere alla domanda su quanto tempo fa l'acqua si trovava a Jezero. Eventuali fossili microbici nel suolo sarebbero visibili anche con queste tecniche.

Inoltre, una migliore comprensione delle proprietà del materiale del suolo marziano informerà gli ingegneri sul suo potenziale di utilizzo come futuro materiale da costruzione. Tale conoscenza potrebbe essere vitale nella pianificazione della futura esplorazione umana su Marte.

La complessità di questo progetto dà un'idea di quanto sarà difficile inviare persone su Marte e riportarle indietro. Se riusciamo in questa missione di restituzione del campione, siamo decisamente a un passo dall'essere in grado di inviare una missione con equipaggio sul pianeta rosso, con i campioni restituiti che rivelano i luoghi più interessanti da visitare di persona.

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