La NASA ha recentemente chiesto alla comunità scientifica di aiutarla a trovare idee innovative su come portare avanti la sua missione Mars Sample Return (MSR). Ciò è avvenuto in risposta a un rapporto di un consiglio di amministrazione indipendente che riteneva che il suo prezzo di 11 miliardi di dollari (8,7 miliardi di sterline) fosse troppo alto e che la tempistica del 2040 fosse troppo lontana nel futuro.
In breve, l’ambizioso piano era quello di raccogliere campioni di roccia nascosti all’interno di contenitori dal rover Perseverance della NASA e consegnarli ai laboratori sulla Terra. Perseverance esplora il cratere Jezero di Marte, che si ritiene abbia ospitato un antico lago, dal 2021. La missione consegnerà i campioni inviando un lander che trasporta un razzo (il Sample Retrieval Lander della NASA) sulla superficie di Marte.
Perseverance avrebbe poi consegnato i campioni di roccia memorizzati nella cache al lander, con piccoli elicotteri droni consegnati sul lander come supporto. I campioni di Perseverance verrebbero quindi lanciati nell'orbita di Marte utilizzando il razzo del lander. Un veicolo spaziale già in orbita marziana, l'Earth Return Orbiter, intercetterebbe quindi questi campioni e li consegnerebbe sulla Terra.
Vedere le scadenze slittare nel futuro non è una novità. È successo con i piani della NASA di tornare sulla Luna e con la missione europea ExoMars per trovare la vita sul pianeta rosso. Anche se è bene essere realistici riguardo alle tempistiche, il panorama dell'esplorazione spaziale è cambiato negli ultimi vent'anni, poiché organizzazioni come la NASA si trovano ad affrontare tensioni finanziarie su larga scala e perdite di posti di lavoro.
Le superpotenze statali non inviano più persone sulla Luna con budget enormi come facevano nell’era Apollo. Quindi l'innovazione e l'efficienza sono vitali per rendere l'esplorazione spaziale finanziariamente possibile.
Le aziende private stanno conquistando una quota di mercato maggiore dello spazio in Occidente. Questo è un momento di svolta per l’esplorazione spaziale e un campanello d’allarme per perseguire l’innovazione che frena la spesa. L'alternativa è rischiare di abbandonare l'ultima frontiera.
Il ritorno dei campioni su Marte ha il potenziale per essere scientificamente rivoluzionario in diversi modi. È stato scoperto che le rocce raccolte dal cratere Jezero, in particolare da un affioramento chiamato Bunsen's Peak, sono costituite da minerali depositati nell'acqua.
Sulla Terra, i minerali depositati attraverso l’acqua sono efficaci nell’intrappolare materiale biologico, come i microrganismi. Possono anche fornire un'indicazione delle condizioni climatiche al momento della formazione della roccia.
Ci sono limiti alla scienza che può essere condotta con strumenti scientifici che siano anche abbastanza leggeri da poter essere caricati su un rover. La capacità di analizzare campioni di roccia marziana in un laboratorio sulla Terra potrebbe fornire approfondimenti sulle possibilità della vita nello spazio.
Ma c’è una ragione ancora più fondamentale per cui il ritorno del campione su Marte è così importante. È un trampolino di lancio per portare gli esseri umani su Marte. Il programma di esplorazione umana dello spazio della NASA mira esplicitamente a portare l'uomo su Marte.
Se non puoi riportare indietro un campione di roccia, come potrai mai riportare indietro un astronauta? Lo stoccaggio sicuro e la restituzione delle merci tramite il lancio da un altro pianeta sulla Terra, in un modo economicamente sostenibile, sono tutti necessari per una missione umana su Marte.
Le missioni nello spazio sono pericolose, poiché gli astronauti non possono fare affidamento sul controllo della missione a oltre 100 milioni di miglia di distanza. Qualsiasi tentativo di mettere gli stivali su Marte deve essere fatto in modo graduale per ridurre i rischi.
Diverse agenzie spaziali in tutto il mondo stanno esplorando potenziali missioni per fornire campioni di materiale da Marte o dalle sue lune, tra cui Cina e Giappone. Parte del motivo di questo interesse è la prova di concetto degli sbarchi umani, anche se in scala ridotta.
Nonostante l’importanza della missione, la NASA deve ancora tagliare il budget per il ritorno dei campioni su Marte da 11 miliardi di dollari a 8 miliardi di dollari per realizzarla. Mentre un piano rivisto mira a semplificare l'architettura della missione per renderla meno complessa, come suggerisce l'invito a presentare idee della NASA, l'innovazione dal mondo accademico dovrà essere introdotta a livello di progettazione.
Esistono molti esempi in cui gli ingegneri stanno già proponendo innovazioni all’hardware per l’esplorazione spaziale che potrebbero garantire tali efficienze. Ad esempio, rover più piccoli e leggeri che siano ancora in grado di resistere agli ambienti difficili su altri corpi planetari potrebbero ridurre i costi e offrire altri vantaggi.
Un telaio non convenzionale basato sul modo in cui i pesci della sabbia si muovono sulle coste potrebbe aiutare i rover a superare grandi ostacoli con meno ruote, riducendone peso e dimensioni.
Si potrebbe anche risparmiare peso sui rover esplorando metodi innovativi di perforazione e campionamento. Le soluzioni prototipali con meccanismi interni che supportano trapani più leggeri e una maggiore capacità di stoccaggio dei campioni dovrebbero essere una priorità per i progettisti. Questi potrebbero non aiutare l'attuale missione di ritorno del campione su Marte, che utilizzerà un rover già su Marte, ma potrebbero ridurre il costo delle future missioni di campionamento.
Chiedere alla NASA alla comunità scientifica di trovare nuovi modi per effettuare il ritorno dei campioni su Marte è un riconoscimento che le cose non possono andare avanti così come sono. L'esplorazione spaziale deve abbracciare l'innovazione e un primo passo in tal senso è il coinvolgimento del mondo accademico.
Per consolidare e accelerare la ricerca di transizione, il trasferimento delle conoscenze dagli inventori originali in laboratorio al campo sarà vitale per la longevità del settore e dipenderà da rapporti più stretti e sostenibili con accademici e gruppi di ricerca che studiano lo spazio.
Le aziende private che partecipano alla corsa allo spazio e le nuove potenze spaziali come India, Cina, Arabia Saudita ed Emirati Arabi Uniti hanno dimostrato di essere disposte a guardare oltre i progetti che hanno funzionato fino ad ora, abbracciando l'innovazione per migliorare l'efficienza dei costi.
A meno che le organizzazioni legacy non inizino a considerare seriamente come l'innovazione e il trasferimento di conoscenze possano rendere più economica l'esplorazione spaziale, in futuro dovranno porsi domande difficili se vorranno continuare a partecipare all'esplorazione spaziale all'avanguardia.
Fornito da The Conversation
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