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Spazio e Scienze

Tutto quello che ci serve per arrivare su Marte

La NASA sta valutando cosa ci serve per le missioni umane su Marte: orbiter avanzati, strumenti per l'estrazione dell'acqua e di altre risorse. Ecco il punto.

Alla NASA prosegue l'attività di ricerca per mandare l'uomo su Marte. L'obiettivo è di atterrare verso il 2030 e al fine di supportare i primi astronauti che saranno protagonisti dell'impresa è in programma anche una nuova generazione di orbiter e di strumenti finalizzati a sfruttare le risorse del Pianeta Rosso.

Lo scorso anno gli scienziati hanno selezionato quasi 50 potenziali siti di atterraggio su Marte, che rispondono al requisito principale di essere all'interno di "regioni di interesse" e di poter essere raggiunti senza spostamenti dopo l'atterraggio.

Mars extended stay

Si reputa che arrivare in uno di questi siti possa permettere agli equipaggi di svolgere il proprio lavoro in modo sicuro, avere una vasta gamma di attività scientifiche da condurre e disporre delle risorse di cui ci sarà bisogno. Per esempio, nella selezione si è tenuto conto del fatto che in tutte le zone di esplorazione gli astronauti dovrebbero poter estrarre acqua.

A questo fine sarà importante disporre di strumenti capaci di individuare le risorse del Pianeta che si possono sfruttare a beneficio dei visitatori umani. Il primo candidato a questa collaborazione "dall'alto" è il Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), che grazie agli strumenti di cui è dotato (fra cui le fotocamere ad alta risoluzione Imaging Science Experiment – HiRISE) potrebbe rivelarsi uno strumento chiave.

map of proposed exploration zones

Secondo il ricercatore principale di HiRISE Alfred McEwen il fatto che "la NASA abbia iniziato a pensare a dove gli esploratori umani potrebbero muoversi su Marte, a quali risorse potrebbero avere accesso e con quali obiettivi scientifici […] è segno che intende davvero inviare delle persone su Marte". In più auspica che "questo nuovo interesse per Marte includa fondi per future missioni robotiche necessarie a rispondere alle domande più importanti". Insomma non ci si dovrebbe limitare a usare MRO.

Nuovo orbiter

Molti esperti all'interno e all'esterno della NASA vorrebbero che l'agenzia lanciasse un orbiter multifunzionale di nuova generazione. I potenziali benefici che porterebbe sono stati pubblicati dal Science Analysis Group of the Mars Exploration Program Analysis Group.

MARS ORBITER NEW

Ecco i punti essenziali: dovrebbe sfruttare la propulsione solare elettrica, trasportare attrezzature di telecomunicazione avanzate, fare uso di radar potenti per sondare meglio il terreno e classificare con precisione le risorse nei vari siti di atterraggio. Se sarà approvato, secondo i funzionari NASA un veicolo spaziale del genere potrebbe partire alla volta di Marte già nel 2022.

Steve Jurczyk, amministratore associato dello Space Technology Mission Directorate della NASA, ha precisato che non è ancora stata prevista nessuna missione per quella data, ma un orbiter per le telecomunicazioni su Marte è all'esame, considerata l'età avanzata di alcuni degli attuali orbiter della NASA (per esempio il Mars Odyssey fun lanciato nel 2001, e MRO è decollato nel 2005)

Chi pianifica le missioni vorrebbe però sfruttare l'occasione per aggiungere altri strumenti, come la comunicazione laser, in grado di amplificare le capacità di larghezza di banda di un fattore 10 rispetto agli strumenti standard a radio-frequenza.

Gli orbiter non basteranno

Il mese scorso la NASA ha pubblicato il Mars Water In-Situ Resource Utilization (ISRU) Planning Study, una ricerca che esaminato le modalità con le quali gli astronauti potrebbero estrarre acqua sul Pianeta Rosso. Richard Davis dello Science Mission Directorate ha sottolineato che "gli esseri umani in generale non vanno dove non c'è acqua".

EXPLORE MARS H2M Cover 3k6

E su Marte l'acqua non sarebbe indispensabile solo per bere e per irrigare le coltivazioni. Dovrebbe anche essere elaborata per produrre ossigeno respirabile e propellenti per i veicoli di risalita. Davis, che ha lavorato alla relazione ISRU, ha spiegato che i nuovi dati provenienti dagli orbiter sono necessari per identificare le risorse che gli equipaggi esploratori potrebbero utilizzare, ma da soli probabilmente non saranno sufficienti. "Alla fine sarà necessario inviare sul sito di atterraggio un lander con strumenti per perforare il terreno e confermare la disponibilità delle risorse".

Estrazione dell'acqua

Una possibilità risorsa che non è contemplata dalla relazione di cui abbiamo parlato è l'estrazione di acqua dall'atmosfera marziana. Secondo Davis la massa, la potenza, il volume e la complessità meccanica del sistema che servirebbe per questa attività sono di gran lunga superiori a quanto possibile portare su Marte.

mars food production bisected

"La densità dell'acqua nell'atmosfera marziana è così bassa che ci vorrebbe un sistema di elaborazione di massa" ha concluso, "non abbiamo modo di farlo". Secondo Davis sarebbero più promettenti i minerali ricchi di acqua presenti su Marte, che "richiedono molta meno fatica per estrarre le molecole di acqua".

Secondo Davis il migliore approccio consisterebbe nella perforazione del suolo marziano, la vaporizzazione del ghiaccio presente sotto alla superficie, e il suo trasporto nella parte superiore sottoforma di gas, da far poi condensare in liquido.

Estrazione di altre materie prime

Davis ha anche precisato che il nuovo studio è ben lungi dall'essere l'ultima parola sulla localizzazione e lo sfruttamento delle risorse marziane. "Per ciascuna materia prima presente su Marte che è ritenuta una possibile risorsa bisogna capire la tecnologia necessaria per l'estrazione, la massa del materiale che dovremmo spedire e potenza che ci vorrà" ha detto.

Solo dopo che gli astronauti avranno costruito una base semi-permanente su potranno montare le attrezzature ISRU, assicurarsi che tutto funzioni e quindi avviare l'estrazione delle risorse. Inoltre i macchinari ISRU dovrebbero essere in grado di operare in modo autonomo anche in assenza di esseri umani alla base.

"Non raggiungeremo la sostenibilità su Marte in una notte, si dovrà procedere per gradi" ha spiegato Davis. "Non è solo una questione tecnica; ci saranno anche problemi tecnici, ma è questione di convinzione. Se pensiamo che si possa fare allora lo faremo".