La NASA intende inviare esseri umani in un viaggio scientifico verso Marte, potenzialmente già dal 2035. Il viaggio richiederà circa sei-sette mesi per ciascun tragitto e coprirà fino a 250 milioni di miglia (402 milioni di chilometri) in entrambe le direzioni. Gli astronauti potrebbero trascorrere fino a 500 giorni sulla superficie del pianeta prima di tornare sulla Terra. Il programma Artemis della NASA prevede di riportare gli esseri umani sulla Luna in questa decade per esercitarsi e prepararsi a una missione su Marte già negli anni 2030. Sebbene la NASA abbia molteplici motivi per perseguire una missone così ambiziosa, la ragione principale è l’esplorazione scientifica e la scoperta. Sono un esperto in scienze atmosferiche e un ex ricercatore della NASA coinvolto nell’elaborazione delle questioni scientifiche che una missione su Marte dovrebbe indagare. Ci sono molti misteri da esplorare sul pianeta rosso, tra cui il motivo per cui Marte appare come oggi, e se abbia mai ospitato forme di vita, passate o presenti.
Geologia di Marte
Marte è un pianeta affascinante da un punto di vista geologico e atmosferico. Si è formato insieme al resto del sistema solare circa 4,6 miliardi di anni fa. Circa 3,8 miliardi di anni fa, durante lo stesso periodo in cui la vita si formò sulla Terra, l’antico Marte era molto simile alla Terra. Possedeva abbondante acqua liquida sulla sua superficie sotto forma di oceani, laghi e fiumi e aveva un’atmosfera più densa.
Sebbene la superficie di Marte oggi sia completamente priva di acqua liquida, gli scienziati hanno rinvenuto prove di quei passati laghi, fiumi e persino una costa oceanica sulla sua superficie. I poli nord e sud sono coperti di acqua congelata, con un sottile strato di anidride carbonica congelata. Al polo sud, durante l’estate, la copertura di anidride carbonica scompare, lasciando l’acqua congelata esposta. Oggi, l’atmosfera di Marte è molto sottile e composta per circa il 95% da anidride carbonica. È carica di polvere atmosferica proveniente dalla superficie, che conferisce all’atmosfera di Marte il suo caratteristico colore rossastro. Gli scienziati conoscono già molto della superficie del pianeta grazie all’invio di missioni robotiche, ma ci sono ancora molti interessanti elementi geologici da esplorare più da vicino. Questi elementi potrebbero fornire informazioni agli studiosi sulla formazione del sistema solare.
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I due emisferi di Marte appaiono molto diversi. Circa un terzo della superficie di Marte – principalmente nel suo emisfero nord – è 2-4 miglia (3,2-6,4 chilometri) più basso rispetto al livello medio, un’area chiamata pianura settentrionale. Le pianure settentrionali presentano alcuni grandi crateri, ma sono relativamente lisce. I due terzi meridionali del pianeta, chiamati altopiani meridionali, sono pieni di crateri molto antichi. Marte ospita anche alcuni dei vulcani più grandi mai osservati nel sistema solare. La sua superficie è punteggiata di profondi crateri causati da impatti di asteroidi e meteoriti avvenuti nei primi periodi della storia di Marte. Inviare astronauti a studiare queste caratteristiche può aiutare i ricercatori a capire come e quando si sono verificati eventi significativi durante i primi anni di Marte.
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Porre le domande giuste
La NASA ha creato un gruppo di lavoro chiamato Gruppo di Analisi Scientifica per l’Esplorazione Umana di Marte, per pianificare la futura missione. Ho co-presieduto questo gruppo con il ricercatore NASA James B. Garvin, per sviluppare e valutare le principali domande scientifiche su Marte. Volevamo capire quali domande di ricerca necessitassero di una missione umana per essere affrontate, piuttosto che missioni robotiche meno costose. Il gruppo ha formulato raccomandazioni su diverse importanti domande scientifiche per indagini umane su Marte. Una delle domande riguarda l’esistenza di vita sul pianeta oggi. Ricordiamo che la vita sulla Terra si è formata circa 3,8 miliardi di anni fa, quando la Terra e Marte erano pianeti simili, entrambi con abbondanza di acqua liquida e un’atmosfera più densa su Marte. Un’altra domanda riguarda quali cambiamenti ambientali abbiano portato Marte a perdere l’ampia e abbondante acqua liquida sulla sua superficie, oltre a parte della sua atmosfera. Queste domande, insieme ad altre raccomandazioni del gruppo, sono state incluse nel piano architettonico della NASA per inviare umani su Marte.
Come si arriva a Marte?
Per inviare persone su Marte e riportarle in sicurezza sulla Terra, la NASA ha sviluppato un nuovo e potente veicolo di lancio chiamato Sistema di Lancio Spaziale e un nuovo veicolo spaziale per il trasporto umano chiamato Orion. Per preparare e formare gli astronauti a vivere e esplorare Marte, la NASA ha istituito un nuovo programma per riportare gli esseri umani sulla Luna, chiamato programma Artemis. Nella mitologia, Artemis era la sorella gemella di Apollo. Gli astronauti di Artemis vivranno e lavoreranno sulla Luna per mesi alla volta per prepararsi a vivere e lavorare su Marte.
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Il Sistema di Lancio Spaziale e Orion hanno avuto successo nel lancio il 16 novembre 2022, come parte della missione Artemis I. È stata la prima volo senza equipaggio del programma Artemis verso la Luna, e una volta lì, Orion ha orbitato attorno alla Luna per sei giorni, avvicinandosi fino a 80 miglia (129 chilometri) dalla superficie. La missione Artemis I è tornata sulla Terra l’11 dicembre 2022, dopo il suo viaggio inaugurale di 1,4 milioni di miglia (2,2 milioni di chilometri). Artemis III, la prima missione per riportare gli esseri umani sulla superficie lunare, è prevista per il 2026. Gli astronauti di Artemis atterreranno al polo sud della Luna, dove gli scienziati ritengono possano trovarsi grandi depositi di acqua sotterranea sotto forma di ghiaccio che gli astronauti potrebbero estrarre, sciogliere, purificare e bere. Gli astronauti di Artemis allestiranno habitat sulla superficie lunare e trascorreranno diversi mesi esplorando il suolo lunare. Poiché la Luna dista appena 240.000 miglia (386.000 km) dalla Terra, fungerà da campo di addestramento per l’esplorazione umana futura di Marte. Sebbene una missione su Marte sia ancora lontana, il programma Artemis aiuterà la NASA a sviluppare le capacità necessarie per esplorare il pianeta rosso.