Negli ultimi decenni, oltre 40 missioni di esplorazione spaziale hanno notevolmente migliorato la nostra comprensione della storia climatica e della diversità chimica di Marte. Gli orbiter hanno mappato la distribuzione globale di minerali idrati, mentre i lander e i rover hanno individuato metano, molecole organiche e ghiaccio d’acqua nel sottosuolo, tutti elementi che suggeriscono che il Pianeta rosso fosse un tempo “abitabile”.
Nonostante questi progressi, la questione se la vita sul pianeta esista o sia mai esistita rimane ancora irrisolta.
La missione cinese Tianwen-3
Un’impresa che nei prossimi anni tenterà di rispondere a questo interrogativo è la missione di recupero di campioni Tianwen-3, dell’Agenzia spaziale cinese (Cnsa).
La missione, il cui lancio è previsto nel 2028, prevede di raccogliere almeno 500 grammi di suolo marziano e riportarlo sulla Terra nel 2031, per cercare tracce di possibili organismi viventi.
Per raggiungere i suoi obiettivi, Tianwen-3 prevede il lancio di due moduli distinti: uno è l’Orbiter-Returner-Combination (Orc), costituito da un orbiter e da un veicolo di ritorno dei campioni; l’altro è il Lander-Ascender-Combination (Lac), che include un lander, un veicolo di risalita e un piccolo drone.
Quando sarà sulla superficie marziana, il lander acquisirà campioni di superficie con un braccio robotico, mentre un trapano in grado di raggiungere i due metri di profondità preleverà campioni dal sottosuolo. A supporto delle operazioni ci sarà un piccolo drone, che servirà per il campionamento di rocce in aree più distanti. I campioni raccolti saranno quindi confezionati e caricati sul veicolo di risalita posto nella parte superiore del lander.
Dopo alcuni mesi, comincerà la seconda fase della missione: il ritorno dei campioni. In questa fase, il veicolo di risalita decollerà dal dorso del lander, trasferendo i campioni al veicolo di ritorno posto in orbita, che infine li riporterà sulla Terra.
Sebbene il suo principale obiettivo sia cercare segni di vita su Marte, la missione Tianwen-3 ha anche altri scopi. Indagare il clima marziano, esplorare l’abitabilità in relazione ai processi di evoluzione geologica del pianeta e valutare i pericoli ambientali e le risorse per le future missioni con equipaggio sono tra questi.
Per raggiungere tali obiettivi, gli scienziati hanno proposto un carico utile composto da diversi strumenti scientifici. Per il lander sono previsti il Mars Subsurface Penetrating Radar, grazie al quale sarà possibile ottenere informazioni sulla struttura del sottosuolo di Marte, selezionare i siti e monitorare le operazioni di perforazione, e il Raman and Fluorescence Analyzer, per misurazioni microscopiche in situ di materiali superficiali e la determinazione della composizione di silicati, ossidi, composti organici e minerali idrati.
Per quanto riguarda l’orbiter, il payload include il Precipitating Energetic Neutral Atom and Aurora Analyzer, per studiare gli atomi neutri energetici e la loro relazione con le aurore protoniche marziane, e il Mars Orbiter Vector Magnetometer, per misurare il campo magnetico del pianeta. Il Mid-Infrared Hyperspectral Imager e la Mars Martian Multispectral Camera costituiranno invece il carico utile del veicolo di ritorno del campione. Il primo strumento permetterà di determinare il rapporto deuterio/idrogeno nell’atmosfera di Marte, fornendo dati importanti sulla sua composizione. Il secondo sarà utilizzato per monitorare e prevedere le tempeste di polvere marziane, garantendo la sicurezza delle operazioni di atterraggio sulla superficie e la successiva ascesa del veicolo di risalita.
La scelta del sito di atterraggio
Poiché la missione Tianwen-3 non dispone di un rover mobile ma solo di un lander e di un piccolo drone con un’autonomia di circa cento metri, la scelta del sito di atterraggio della missione è cruciale.
L’area selezionata deve favorire la comparsa e la conservazione di eventuali prove di tracce di vita, richiedendo la presenza simultanea di elementi vitali, un solvente adatto, fonti di energia sostenibili e condizioni climatiche favorevoli, tutti presenti per un periodo di tempo sufficientemente lungo. La scelta dei siti, inoltre, deve soddisfare specifici requisiti tecnici riguardanti l’altitudine, la latitudine e la presenza di rocce.
Da un’analisi preliminare gli scienziati hanno già selezionato una decina di siti, tra cui i crateri McLaughlin, Oyama e Becquerel; le regioni di Oxia Planum, Mawrth Vallis e Isidis Planitia; nonché le aree di Nili Fossae, Kasei Valles e Simud Valles.
Si tratta di ambienti che offrono una ricca varietà di contesti geologici, comprendendo formazioni antiche, con ambienti idrotermali e sedimentari – sia superficiali che sotterranei – in grado di preservare potenziali biofirme.
Una missione ad alto rischio biologico
La missione Tianwen-3 desta notevoli preoccupazioni per la sua possibile interazione con la biosfera terrestre e richiede pertanto misure rigorose per impedire che forme di vita potenzialmente viventi (presumibilmente microrganismi) vengano contaminate dalla biosfera terrestre (la cosiddetta forward contamination) ma soprattutto misure per proteggere la Terra da un’invasione di eventuali forme di vita marziane (backward contamination).
In quest’ottica, le procedure di valutazione del rischio biologico, così come le operazioni di apertura, manipolazione, conservazione e analisi iniziale dei campioni, devono svolgersi in un ambiente altamente controllato. Per garantire tali condizioni, gli scienziati della Cnsa prevedono di realizzare un Mars Sample Laboratory nella periferia di Hefei, in Cina, dove i campioni saranno sottoposti a test di valutazione del rischio biologico, prima di proseguire con le analisi dettagliate in camere bianche isolate.
Con la missione Tianwen-1 la Repubblica Popolare Cinese è diventata il terzo paese, dopo Stati Uniti e Unione Sovietica, ad atterrare con successo su Marte e il secondo a farlo con un rover. Con Tianwen-3 punta ora a diventare il primo paese a riportare sulla Terra dei campioni marziani che potrebbero essere biologicamente attivi.
