Questo fotomontaggio mostra ciascuno dei tubi campione depositati dal rover Perseverance della NASA nel deposito di campioni di Three Forks, come visto dalla fotocamera WATSON all’estremità del braccio robotico del rover. (Credito immagine: NASA/JPL-Caltech/MSSS) La NASA sta considerando due modi per riportare sulla Terra i preziosi campioni di Marte, ma l’agenzia non sceglierà un vincitore per altri 18 mesi circa. L’analisi di questi campioni, che vengono raccolti dal rover Perseverance della NASA, potrebbe rivelare una ricchezza di dati su Marte e sulla sua storia, incluso, forse, se il Pianeta Rosso abbia mai ospitato vita. La NASA è quindi ansiosa di portare il materiale marziano — circa 30 tubi sigillati delle dimensioni di un sigaro contenenti nuclei di roccia e sedimenti — a casa, e poi nei laboratori di tutto il mondo. Ma farlo si è rivelato più difficile e molto più costoso di quanto originariamente previsto. Ad esempio, nel luglio 2020, il costo totale massimo della campagna di ritorno dei campioni di Marte (MSR) — una collaborazione tra la NASA e l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) — era stimato intorno ai 3 miliardi di dollari. Ma solo tre anni dopo, il prezzo previsto era salito a 8 miliardi di dollari fino a 11 miliardi di dollari. E anche con quella spesa, i campioni probabilmente non arriverebbero sulla Terra prima del 2040.
La NASA ha recentemente ritenuto questa situazione inaccettabile. Nell’aprile 2024, il capo dell’agenzia Bill Nelson ha annunciato che è in corso una revisione della strategia MSR, affermando che la NASA cercherà nuove idee innovative dai suoi centri di ricerca, dall’industria privata e dal mondo accademico. Pochi mesi dopo, l’agenzia ha selezionato 11 proposte MSR da gruppi accademici e industriali per ulteriori sviluppi. Otto dei gruppi privati hanno ricevuto fino a 1,5 milioni di dollari ciascuno per continuare a lavorare sulle loro idee per i prossimi 90 giorni.
Questo lavoro ha portato a un altro traguardo, che la NASA ha annunciato durante una conferenza stampa questo pomeriggio (7 gennaio): l’agenzia si sta ora concentrando su due potenziali architetture MSR, che differiscono nel modo in cui metterebbero l’hardware su Marte. La prima opzione impiegherebbe una “gru celeste” a razzo, il sistema che ha fatto atterrare con successo i rover Curiosity e Perseverance della NASA su Marte rispettivamente nell’agosto 2012 e nel febbraio 2021. La seconda si affiderebbe all’industria privata per fornire il sistema di atterraggio. Optare per la gru celeste comporterebbe un costo MSR di 6,6 miliardi di dollari a 7,7 miliardi di dollari, ha detto oggi Nelson. L’opzione commerciale — di cui la NASA non ha discusso in dettaglio, citando preoccupazioni riguardo alle tecnologie e ai design proprietari — sarebbe un po’ più economica, tra 5,8 miliardi di dollari e 7,1 miliardi di dollari.
“Entrambe queste opzioni stanno creando una versione molto più semplificata, veloce e meno costosa rispetto al piano originale,” ha detto Nelson. Ha aggiunto che, con la nuova revisione annunciata, i campioni potrebbero atterrare sulla Terra già nel 2035, a condizione che il Congresso stanzi fondi sufficienti. Circa 300 milioni di dollari sarebbero probabilmente necessari per la ricerca e lo sviluppo MSR in questo anno fiscale e ogni anno successivo, ha detto Nelson.
Entrambe le opzioni metterebbero lo stesso hardware sulla superficie marziana — un lander che ospita un piccolo razzo chiamato Mars Ascent Vehicle (MAV). Il lander atterrerà vicino a Perseverance, che si sposterà verso la nuova navicella. Il lander poi afferrerà i tubi campione usando un braccio robotico di riserva sviluppato per la missione di Perseverance, posizionandoli in un contenitore a bordo del MAV. (Apparentemente non c’è spazio nella nuova architettura per un elicottero di recupero campioni simile a Ingenuity, una possibilità nei design precedenti.) Il razzo lancerà poi i campioni in orbita marziana, dove si incontreranno con una navicella fornita dall’ESA che li trasporterà sulla Terra.
In entrambi i casi, il MAV e il lander saranno meno massicci di quanto originariamente previsto, permettendo l’uso possibile di una gru celeste. (Il concetto base di MAV/lander era troppo grande per una gru celeste, necessitando di un nuovo e non provato sistema di atterraggio. Anche con la nuova revisione, la gru celeste dovrebbe essere circa il 20% più grande di quella che ha fatto atterrare Perseverance, hanno detto oggi i funzionari dell’agenzia.) Il lander utilizzerà anche una fonte di energia nucleare — un generatore termoelettrico a radioisotopi (RTG), come usato da Curiosity e Perseverance — piuttosto che pannelli solari, come precedentemente pianificato. L’RTG fornisce due vantaggi principali, secondo Jeff Gramling, direttore del programma MSR della NASA. “Uno è che ci dà l’opportunità di operare durante la stagione delle tempeste di polvere. E la timeline delle operazioni di superficie è uno dei principali fattori qui, per assicurarci di avere tempo per trasferire i 30 tubi,” ha detto Gramling durante la conferenza stampa di oggi. “L’altro è che ci aiuta a garantire che possiamo mantenere caldi quei motori a razzo solido sul MAV, che è dove preferiscono essere,” ha aggiunto.
La NASA sta ricercando entrambe le opzioni di atterraggio — il lavoro ingegneristico dettagliato che sarebbe richiesto per ciascuna, ad esempio — e non prevede di prendere una decisione fino a metà 2026. Con quella timeline, l’orbiter di ritorno europeo potrebbe essere lanciato non prima del 2030 e il lander/MAV non prima del 2031, ha detto Nicky Fox, che dirige la Direzione della Missione Scientifica della NASA. I campioni di Perseverance potrebbero quindi non essere il primo materiale marziano incontaminato a tornare sulla Terra. La Cina mira a lanciare il proprio sforzo di ritorno dei campioni nel 2028, con la possibilità di riportare i campioni a casa già nel 2031. Ma quella missione raccoglierà materiale da un singolo sito, mentre Perseverance ha raccolto campioni da una gamma di ambienti, molti dei quali sono stati esposti all’acqua liquida nel passato antico. L’architettura “prendi e vai” pianificata dalla Cina “non offre una visione completa per la comunità scientifica,” ha detto oggi Nelson. “La gente dirà che c’è una gara?” ha aggiunto. “Beh, ovviamente, la gente lo dirà. Ma sono due missioni totalmente diverse.”