Le cose stanno cambiando su Marte. Per due decenni, la NASA ha regolarmente lanciato missioni sul pianeta, impegnandosi in uno sforzo prolungato di esplorazione robotica. Queste missioni hanno rivelato segni di acqua, composti organici complessi, attività vulcanica e allettanti accenni di possibile vita - estinti e andati, o, forse, in agguato nei regni sotterranei del pianeta fino ai nostri giorni.
Dall'alba del 21 ° secolo, la NASA ha inviato con successo otto veicoli spaziali su Marte, in orbita o a terra, senza guasti. Ma guardando al futuro, una marcata mancanza di missioni della NASA sul pianeta rompe uno schema che è persistito per decenni.
"Diamo per scontata questa incredibile presenza che la NASA ha avuto per 20 anni e lo stiamo guardando appassire", afferma Casey Dreier, capo avvocato e consulente senior per le politiche spaziali presso la Planetary Society, una ONG co-fondata da Carl Sagan nel 1980 per sostenere la scienza spaziale e l'esplorazione.
A breve termine, il paesaggio marziano non vedrà la mancanza di attività robotica. Il lander InSight è atterrato sulla superficie del pianeta lo scorso novembre. Proprio la scorsa settimana, la NASA ha annunciato che il rover Opportunity, che aveva esplorato Marte per quasi 15 anni, ha finalmente chiuso definitivamente. E con l'avvicinarsi della finestra di lancio del 2020 per le missioni su Marte, i paesi di tutto il mondo si stanno preparando per lanci interplanetari, la più navicella spaziale per volare su Marte allo stesso tempo nella storia.
Dopo il 2020, tuttavia, il manifest di Marte è molto sottile. Senza una missione di seguire il rover Mars 2020 della NASA, molti scienziati rimangono meravigliati di ciò che verrà dopo nella ricognizione del mondo più accessibile e ospitale al di fuori del nostro: un pianeta su cui la NASA prevede di far sbarcare gli astronauti in altri 20 anni brevi.
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Marte e Terra si allineano ogni 26 mesi per un lancio ideale sul pianeta rosso e, non a caso, la NASA ha inviato un veicolo spaziale su Marte in media ogni due anni dal 2000. La prossima finestra di lancio si apre a luglio e agosto del 2020, con la nave spaziale dovrebbe arrivare su Marte circa un anno e mezzo dopo.
Nel 2020, la NASA sta pianificando di inviare un rover di punta - una versione aggiornata di Curiosity - sulla superficie di Marte. L'agenzia spaziale europea (ESA) e Roscosmos stanno inoltre pianificando di inviare un rover, recentemente nominato per lo scienziato del DNA Rosalind Franklin, su Marte l'anno prossimo. La Cina sta pianificando un orbiter e un rover, il Giappone ha un orbiter e un lander in cantiere e anche gli Emirati Arabi Uniti stanno pianificando il loro primo orbita su Marte, il tutto nel 2020. Seguiranno altri due veicoli spaziali delle agenzie spaziali indiane e giapponesi nel 2022 e nel 2024, rispettivamente.
Un autoritratto del rover Curiosity della NASA sul Mount Sharp inferiore. L'immagine composita combina diverse immagini tratte da Mars Hand Lens Imager (MAHLI) di Curiosity il 5 agosto 2015, durante il 1.065 ° giorno marziano, o sol, del lavoro del rover su Marte. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) La più ambiziosa di queste missioni è Mars 2020 della NASA (che riceverà un nome ufficiale prima del lancio). Mentre il rover 2020 è ancora in costruzione, la NASA ha fatto un passo importante verso il raggiungimento degli obiettivi della missione: selezionare un sito di atterraggio. Il cratere di Jezero, la futura dimora di Marte 2020, è caratterizzato da un delta fluviale ormai arido in cui si pensa che un tempo i fiumi si fossero riversati in un grande letto lacustre.
"Jezero Crater ha un paio di aspetti principali che lo rendono molto attraente", afferma Michael Meyer, scienziato capo dell'esplorazione su Marte della NASA. “Uno è che puoi guardarlo e sai che è un delta. La geomorfologia è abbastanza ovvia. "
Meyer afferma che le prove fornite dagli orbiter puntano ai flussi fluviali passati nel bacino del lago, trasportando materiali da tutto il pianeta. Di conseguenza, "hai un buon assemblaggio di minerali lì".
Il cratere geologicamente ricco di Jezero rende il letto del lago essiccato un luogo ideale per uno degli obiettivi primari di Marte 2020: immagazzinare i campioni e depositarli in superficie per una futura missione di raccogliere e lanciare sulla Terra. Il problema è che al momento non esiste alcuna missione futura per il ritorno dei campioni e, per gli scienziati planetari, l'idea di raccogliere campioni su Marte e lasciarli lì indefinitamente è semplicemente sgradevole.
"Inizierà la memorizzazione nella cache dei campioni per il ritorno sulla Terra", afferma Dreier. "La domanda, però, è se stiamo per venire a prenderli."
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È difficile sopravvalutare il valore dei campioni planetari riportati nei laboratori sulla Terra e l'umanità non ha mai restituito un campione di Marte. Rispetto all'utilizzo degli strumenti di bordo di un veicolo spaziale, gli scienziati possono misurare i campioni sul terreno con una precisione molto più elevata, rivelando indizi sottili come i rapporti isotopici che potrebbero fornire prove di "fumo di pistola" sulla vita.
Senza un ritorno campione, "troverai bruciature di polvere", afferma Meyer. "Non troverai la pistola."
Una missione di ritorno del campione è stata a lungo un obiettivo degli scienziati planetari, risalendo alle sue origini ufficiali almeno in uno studio del 2007 intitolato "Una strategia di astrobiologia per l'esplorazione di Marte".
"Ha spiegato cosa dovevi fare per scoprire se esisteva la vita su Marte", afferma Meyer. "Fondamentalmente si è trattato di: Il passaggio successivo è quello di fare i resi dei campioni".
Per raccogliere i campioni che Marte 2020 lascia sulla superficie del pianeta, la NASA sta prendendo in considerazione piani di missione multipli. L'idea principale è quella di utilizzare un lander con un piccolo "fetch rover" per afferrare i campioni e poi farli esplodere nell'orbita di Marte, dove un veicolo spaziale li afferrerebbe e tornerebbe a casa.
Il ritorno del campione è, "ampiamente all'interno della comunità scientifica, uno degli obiettivi scientifici con la massima priorità", afferma Dreier.
Tuttavia, la decisione di finanziare tale missione, che secondo Dreier probabilmente costerebbe circa $ 2 o $ 3 miliardi, viene presa dal Congresso, non dalla NASA. L'attuale amministrazione della Casa Bianca, che esercita un'influenza notevole nel dare forma alla direzione della NASA, è focalizzata sull'esplorazione umana della luna piuttosto che sull'esplorazione robotica di Marte, anche se l'invio di astronauti su Marte è un obiettivo dichiarato a lungo termine.
All'interno della NASA, tuttavia, Meyer afferma che c'è una certa inerzia verso una missione di rimpatrio campione, principalmente sotto forma di studi di fattibilità. Ottimisticamente, l'agenzia spaziale potrebbe sparare per la finestra di lancio del 2026 per riportare parte della regolite rossa di Marte.
Dopo il 2020, se la NASA non tenterà un altro lancio su Marte fino al 2026, sarà il divario più lungo nelle missioni dell'agenzia spaziale su Marte dopo una pausa tra il 1975 e il 1992.
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Nel prossimo decennio, la NASA potrebbe dover affrontare un problema più fondamentale che lasciare campioni non raccolti sulla superficie di Marte. I principali relè di telecomunicazione tra Terra e Marte, Mars Odyssey e Mars Reconnaissance Orbiter, hanno rispettivamente circa 17 e 13 anni.
"Sappiamo perfettamente che fare affidamento sul fatto che siano lì tra 20 anni è sciocco", afferma Meyer. "Il fatto che siano lì tra 10 anni è più credibile."
Una proposta per un nuovo veicolo spaziale in orbita che fungesse da collegamento di comunicazione, chiamato Next Mars Orbiter, fu inizialmente prevista per un lancio nel 2022. Tuttavia, le varie e diverse esigenze di un nuovo veicolo spaziale su Marte hanno da allora demolito il piano iniziale. Molti scienziati vogliono usare la prossima missione su Marte per il ritorno del campione, mentre altri sostengono che la necessità di un relè di comunicazione è più immediata e una terza opzione trasformerebbe il Next Mars Orbiter in una missione su larga scala che potrebbe fare entrambe le cose, una prospettiva ciò richiederebbe significativi progressi tecnologici. In ogni caso, Next Mars Orbiter (o qualunque cosa diventi) sembra improbabile che venga lanciato fino alla fine del 2020.
La NASA ha un'altra potenziale soluzione, tuttavia. Le future operazioni della NASA potrebbero fare l'autostop nelle missioni inviate da altre agenzie spaziali. Le istituzioni di tutto il mondo hanno ambizioni su Marte, da paesi come l'India e gli Emirati Arabi Uniti a società private come SpaceX.
Cooperando con istituzioni spaziali internazionali e private, la NASA potrebbe inviare CubeSats o altri veicoli spaziali su piccola scala in modo economico. Tale missione potrebbe, in teoria, funzionare come geometra e missione scientifica per un'agenzia, raddoppiando anche come relè di comunicazione per la NASA.
"Siamo disposti a intrattenere una modalità diversa", afferma Meyer. "Invece di acquistare un veicolo spaziale e farlo fare x, in realtà compriamo solo x e lasciamo che qualcun altro capisca cosa farne."
Marte 2020 si preannuncia come una delle missioni di esplorazione planetaria più ambiziose della storia e potrebbe fornire un quadro senza precedenti della storia, dell'abitabilità e della fattibilità del pianeta per la futura esplorazione umana. Ma il rover raccoglierà anche campioni inestimabili di materiale marziano, la vera chiave per sbloccare il passato del pianeta - e al momento nessuno sa come li raccoglieremo.
