Spazio e Scienze

Astronauti su Marte: il piano in tre fasi della NASA

Il cammino verso Marte passa per la Luna, o comunque per una zona dello Spazio vicino alla Luna. La NASA intende mandare i primi astronauti su Marte nel 2030, dopo aver fatto abbastanza esperienza con il volo spaziale umano e avere acquisto più competenze possibili nella bassa orbita terrestre e nello spazio cislunare (fra la Luna e la Terra).

Artist's illustration of astronauts on the surface of Mars

Sono questi i tre passaggi che porteranno l'uomo sul Pianeta Rosso di cui la NASA parla in una relazione di 36 pagine dal titolo esplicativo "Journey to Mars: Pioneering Next Steps in Space Exploration". La prima delle tre fasi è già in corso: sia gli astronauti NASA sia i loro colleghi internazionali stanno vivendo continuativamente a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, con missioni a rotazione di circa sei mesi, a partire da novembre del 2000. E la ISS continuerà a funzionare almeno fino al 2024.

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Queste esperienze stanno aiutando sia i ricercatori sia i progettisti delle missioni a comprendere meglio l'impatto e le conseguenze del volo spaziale sia a livello psicologico sia fisico. A questo si aggiunga, come abbiamo detto più volte, che la Stazione Spaziale permette a tutte le agenzie e le aziende private coinvolte di sviluppare e testare tecnologie critiche in settori come il sostegno alla vita e le comunicazioni Spazio-Terra.

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Il lavoro da fare è ancora lungo, perché ricordiamo che la Stazione Spaziale Internazionale orbita a 400 chilometri circa dalla superficie terrestre. Le navicelle cargo possono rifornirla regolarmente, e in caso di emergenza gli astronauti possono rientrare in poche ore sulla Terra. I pionieri di Marte dovranno essere molto più indipendenti, ed è proprio a questo scopo che sarà dedicato il prossimo passo che dovremo compiere nel cammino verso Marte.

Nei prossimi 10 anni la NASA ha bisogno di acquisire esperienza con una serie di missioni nello spazio profondo vicino alla Luna. Uno dei progetti creati a questo scopo è l'Asteroid Redirect Mission, una missione che prevede l'impiego di una sonda alimentata con tecnologie avanzate di propulsione solare-elettrica, per catturare un asteroide nei pressi della Terra e trascinarlo nell'orbita lunare, dove potrà essere studiato dagli astronauti. La propulsione solare-elettrica è appunto quella su cui punta la NASA per trasportare grandi carichi su Marte.

Asteroid Redirect Mission, ricostruzione grafica   Credit NASA
Asteroid Redirect Mission, ricostruzione grafica – Credit: NASA

Il progetto prevede che nel 2025 gli astronauti mettano piede su un asteroide. Dovranno salire a bordo di una capsula Orion spinta da un missile Space Launch System (SLS) e fare il rendezvous con l'asteroide. Entrambi i sistemi sono ancora in fase di sviluppo.

Il primo volo senza equipaggio di Orion insieme a un razzo United Launch Alliance Delta IV è avvenuto lo scorso dicembre. La capsula e il razzo SLS dovrebbero volare insieme per la prima volta nel 2018, in una missione senza equipaggio di sette giorni intorno alla Luna.

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L'agenzia spaziale statunitense inoltre vorrebbe testare una soluzione abitativa nello spazio profondo. Stando alle ultime informazioni sarebbero previsti test di brevi periodi a inizio 2020, e missioni un po' più lunghe nel decennio successivo. Si parla di una struttura modulare, pressurizzata, che consentirebbe soggiorni prolungati agli equipaggi di Orion. I test nello Spazio cislunare metterebbero alla prova la struttura e farebbero emergere le reali esigenze degli astronauti impiegati in missioni di lunga durata verso Marte.

Arriviamo finalmente alla terza fase del piano, ossia l'invio di astronauti su Marte. Questo ambizioso obiettivo sarà frutto della cooperazione internazionale, delle conoscenze e delle competenze acquisite durante le missioni umane sulla ISS, e mediante tutti i dati raccolti dai robot che sono e saranno inviati in esplorazione sul Pianeta Rosso.

La NASA ha attualmente due rover operativi su Marte (Opportunity e Curiosity) e tre orbiter (Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter e Maven. India ed Europa hanno rispettivamente gli orbiter Mangalyaan e Mars Express.

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Sono poi in fase di progettazione e allestimento altre missioni robotiche: il prossimo anno la NASA prevede di lanciare un lander chiamato InSight e un altro rover nel 2020 (Mars 2020) che fra le altre cose dovrebbe raccogliere campioni che in futuro saranno riportati sulla Terra. Nel 2016 l'ESA invierà alla volta di Marte l'orbiter ExoMars e nel 2018 un rover attrezzato per la ricerca di segni di vita.

I veicoli spaziali già attivi stanno già inviando sulla Terra informazioni importanti per la futura esplorazione marziana. Per esempio i dati dell'MRO hanno permesso di individuare affioramenti stagionali di acqua allo stato liquido su alcuni pendii.

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Dall'ultima relazione NASA si apprende che l'esplorazione robotica proseguirà anche nel prossimo decennio per perseguire gli obiettivi scientifici ad alta priorità che sono stati fissati e prepararsi per le missioni umane su Marte. Successivamente a Mars 2020 ci saranno altre questioni chiave da affrontare, come l'ambiente gravitazionale delle lune di Marte, l'identificazione delle risorse, l'individuazione delle aree di interesse scientifico, lo studio degli effetti delle radiazioni spaziali; per non parlare delle tecniche di EDL (Entry, Descent and Landing) e studi specifici sulla polvere marziana e sulla regolite.

Nasa mars mission 012

I dettagli di un eventuale sbarco su Marte sono ancora in fase di valutazione. Ad esempio, gli astronauti potrebbero fare tappa su una delle due piccole lune di Marte, Phobos e Deimos, anche se mettere piede sulla superficie del pianeta rosso e creare lì un avamposto permanente è l'obiettivo finale.

Potete consultare la relazione NASA complete, in PDF e in inglese, a questo link.