SCIENZA E RICERCA

Palloni e libellule nel cielo di Marte

Il futuro di Marte sarà pieno di mini elicotteri e di piattaforme sostenute da palloni?  Ci saranno robot in esplorazione invece degli esseri umani? È quanto sta emergendo dai recenti congressi del Gruppo di analisi per l’esplorazione di Marte (MEPAG) tenutosi a Denver e dell’Associazione delle università per la ricerca spaziale (USRA) a Pasadena. Si è discusso su come far partire progetti di esplorazione che richiedano un basso costo, meno di 1 milione di dollari, e sulle difficoltà di portare astronauti su Marte nel giro di pochi anni. Le ultime riunioni si sono concentrate su piattaforme “standardizzate” da lanciare nello spazio, per permettere il montaggio su di esse di strumenti prodotti da ditte diverse. Una particolare attenzione è rivolta alle mini-sonde esplorative. La miniaturizzazione delle componenti permette infatti di realizzare future missioni con un costo fino a 80 volte inferiore rispetto a quelle attuali. Inoltre, lanciare una costellazione di mini-sonde esplorative permetterebbe di analizzare i gas, il materiale organico e la presenza di acqua liquida in luoghi diversi, anche lontani tra loro, allo scopo di trovare tracce di vita marziana presente o passata. Allo stato attuale invece i rover sono obbligati a muoversi intorno al luogo di atterraggio. Le idee presentate ci appaiono abbastanza insolite rispetto a quello che abbiamo visto finora atterrare su Marte: mini elicotteri, libellule" a quattro ali e persino di palloni sonda. 

I voli dell’elicottero drone Ingenuity (Ingegno) dal 2021 sono stati un vero successo nell'esplorazione del pianeta rosso, dando la possibilità di esplorare il terreno dall’alto muovendosi più velocemente del rover. Volare nella tenue atmosfera marziana, con pressione e densità circa 1/100 rispetto alla Terra, è stata un’impresa riuscita con due eliche in rotazione opposta a una velocità molto più alta di quella di un elicottero terrestre (3000 giri al minuto) e con una massa di un chilo e mezzo, che su Marte corrisponde a un peso di circa 700 grammi. Questo metodo di esplorazione, unito alle mappe ottenute da satellite, è molto promettente ed economico, poiché utilizza celle fotovoltaiche per l’alimentazione del motore. Il limite per Ingenuity è dovuto alla scarsa presenza di luce solare e alle basse temperature dell’inverno marziano, che dura quasi un anno terrestre; durante questo periodo il mini elicottero non ha abbastanza energia per volare.

In futuro i mini elicotteri marziani verrebbero rilasciati da mini satelliti in orbita, evitando i costi di un veicolo a terra. Anche progetti con quattro ali in movimento avanti e indietro, con le coppie di ali che si muovono in maniera alternata come fanno le libellule, hanno mostrato di poter essere un mezzo analogo ai mini elicotteri. Tutti questi mezzi aerei potrebbero essere usati, tra l’altro, per esplorare le calotte polari di ghiacci d’acqua e di anidride carbonica, utilizzando un radar in grado di penetrare fino a 30 m sotto la superficie. Le stratificazioni delle calotte registrano la storia del clima marziano, e sono fatte di ghiacci alternati a strati di sabbie portate dalle tempeste quando una parte dell’anidride carbonica sublima nell’atmosfera. Strati ghiacciati più spessi possono derivare da inverni più rigidi e chiarire se le glaciazioni terrestri derivano da variazioni dell’attività solare uguali per tutti i pianeti, o sono solo un effetto terrestre.

Un tipo di missione completamente nuovo riguarda il rilascio di palloni in grado di sollevare un carico di 100 kg, con un consumo degli strumenti di 140 Watt e un sistema di controllo della quota ma nessuna propulsione. Questo pallone potrebbe esplorare un raggio di 500 km o più nella regione delle pianure di Arcadia e Utopia, sostenendo una piattaforma con gli strumenti di analisi dell’ambiente: magnetismo, emissione di metano, intensità della radiazione solare, morfologia del territorio. Questo metodo ha una minore manovrabilità rispetto a elicotteri e libellule, ma non necessita di una propulsione per volare.

Un ulteriore aspetto da considerare è la possibilità di esplorare camini vulcanici vuoti, come possibile base sotterranea per futuri laboratori o avamposti umani. Un esempio, ma non l’unico, è il vulcano Monte Pavonis, che ha sui fianchi alcune aperture in cui scorreva la lava e che poi si sono prosciugate, lasciando un tunnel sotterraneo vuoto. Costruire una base nel sottosuolo permette di proteggere attrezzature ed esseri umani dal bombardamento di particelle cosmiche, radiazioni e meteoriti. Naturalmente il sito del Monte Pavonis non si trova in una pianura in cui sia facile atterrare, mentre per le missioni è stato scelto sempre un luogo pianeggiante, per evitare danni ai lander e rover.

Il pianeta Marte presenta molti interrogativi ancora aperti. Perché il clima simile a quello terrestre è cambiato? L’emissione occasionale di gas metano deriva da attività biologica? La scomparsa o l’assenza del campo magnetico ha determinato la distruzione della sua atmosfera? Queste domande possono trovare risposta nelle future missioni. Speriamo di capire in dettaglio quali sono i meccanismi che generano l’ambiente di un pianeta e quali pericoli possono essere nascosti nel futuro della Terra.

 

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