Voglia di acqua (su Marte)

Gli strumenti della Mars Odyssey hanno rivelato grandi quantità di idrogeno nel suolo di Marte, all’interno di uno strato superficiale di circa un metro.

Questa scoperta ha permesso alla NASA di parlare di acqua almeno per due ragioni. Il primo motivo è la temperatura bassissima alla quale l’idrogeno liquefa: -259 gradi centigradi. Questo significa che l’idrogeno liquido non può trovarsi allo stato liquido o solido sulla superficie marziana esposta al Sole, dove invece è stato scoperto. Dunque l’idrogeno osservato deve essere legato ai minerali superficiali del pianeta oppure – e questa è l’ipotesi più probabile- all’ossigeno a formare ghiaccio di acqua (due atomi di idrogeno e uno d’ossigeno). Se ipotizziamo che si tratti proprio di ghiaccio di acqua, allora ci dobbiamo aspettare di trovare più ghiaccio ai poli che non all’equatore.

Ma questo è esattamente quello che la Mars Odyssey ha trovato: l’estensione delle zone ricche di idrogeno aumenta andando dall’equatore fino al polo sud marziano. Ecco dunque nascere che l’ipotesi che si tratti di acqua allo stato solido diventa consistente e molto suggestiva. C’è un ultimo fattore che ha spinto la NASA a parlare direttamente di acqua, ed è un fattore di politica spaziale: la ricerca dell’acqua su Marte è un passo fondamentale per la ricerca della vita extraterrestre. E la ricerca di vita extraterrestre è uno dei cardini emotivi centrali del programma scientifico della NASA.

Ma come è stata scoperta questa grande quantità di acqua?

Le osservazioni sono state raccolte da una serie di strumenti a bordo della sonda della NASA, ai quali ci si riferisce collettivamente come “spettrometro a raggi gamma” o GRS. In realtà lo spettrometro a raggi gamma è solo uno dei tre strumenti che compongono il GRS: gli altri due sono rivelatori di neutroni. Raggi gamma e neutroni sono emessi dagli atomi che compongono la superficie di Marte quando vengono colpiti da raggi cosmici che permeano il sistema solare. Quando un raggio cosmico di sufficiente energia colpisce il suolo marziano, trasferisce parte della sua energia alla materia con cui interagisce. In particolare, l’energia dei neutroni e dei raggi gamma indica quale tipo di atomo li ha emessi: è possibile quindi risalire alla quantità di atomi di un certo tipo, nel nostro caso particolare l’idrogeno.

Anche l’ESA ha in programma per l’estate 2003 il lancio di una missione per Marte, la missione Mars Express. Che cosa ci si può aspettare di trovare dopo la scoperta della sonda statunitense?

La Mars Express è una missione che ci darà una visione globale del pianeta rosso. La Mars Express potrà cercare l’acqua marziana fino a un paio di kilometri di profondità, contro la profondità di appena un metro della sonda NASA. Questa enorme differenza è dovuta all’utilizzo di strumenti completamente diversi: Mars Express usa un radar adattato in modo specifico a questo tipo di studi.

Dopo l’immissione in orbita intorno al pianeta rosso, la Mars Express dispiegherà un’antenna di circa 40 metri che emetterà onde radio a bassa frequenza verso la superficie di Marte. Le onde radio saranno in parte riflesse dalla superficie e, in una frazione minore, da strati più profondi composti, laddove le onde radio incontrino un’interfaccia fra materiali molto diversi fra loro, come possono essere minerali solidi e acqua allo stato liquido. In questo caso, supponendo per esempio che le onde radio abbiano incontrato sul loro cammino un lago sotterraneo di acqua liquida, l’eco potrà essere raccolta, studiata, interpretata: sarebbero segnali che porterebbero le impronte digitali dell’acqua stessa, tradendone la presenza. Un metodo simile, condotto però con campagne di ricognizione aerea, si utilizza anche sulla Terra per cercare acqua nel sottosuolo oppure, per esempio, le mine antiuomo.

È stato detto che Mars Express ci darà una visione globale del pianeta Marte. In che modo?

Il radar descritto, MARSIS, non consente solo di scoprire strati di acqua liquida. Le onde di eco si generano ogni volta che c’è un passaggio fra due materiali di cui uno più denso dell’altro. Dunque si potranno studiare, per esempio, le dune superficiali di sabbia, per scoprirne l’estensione e la profondità, oppure quelle zone che, in passato, potrebbero avere ospitato dei mari, alla ricerca di sedimenti.

Ma se in passato, come sembra, c’è stata abbondanza di acqua su Marte, non è detto che questo liquido sia oggi tutto sotto la superficie. Una gran quantità di vapor d’acqua potrebbe essere proprio sfuggito all’attrazione gravitazionale di Marte, come indicano gli studi sull’atmosfera marziana, che sembra essersi assottigliata moltissimo negli ultimi 3.8 miliardi di anni. Diversi strumenti a bordo della sonda europea osserveranno l’atmosfera e potranno darci indicazioni anche sui processi fisici che hanno guidato la perdita del vapor acqueo. Infine, Mars Express è dotato anche di una fotocamera che consentirà di ottenere immagini della superficie marziana e dei fenomeni atmosferici con una risoluzione di circa 10-30 metri. Questo strumento può anche prendere immagini con una risoluzione di 2 metri per pixel, per indagare siti che sembrano di interesse particolare, per esempio per l’atterraggio di future sonde.

Nel corso della missione un piccolo robot, il Beagle 2 sarà fatto atterrare su Marte. Quali sono i compiti di Beagle 2?

In breve, Beagle 2 cercherà segnali, tracce di vita su Marte. Attraverso diversi strumenti, andrà alla ricerca di tracce acqua superficiale, di carbonati, di residui organici, di composti che possono essere legati ai materiali organici, che sono alla base della vita come la conosciamo. Beagle 2 potrà anche analizzare campioni di materiali raccolti direttamente dalla superficie con un braccio automatico. Un elemento di interesse di cui si parla poco è il rischio di contaminazione che si corre quando si fa sbarcare una sonda terrestre su un pianeta. E mi riferisco alla contaminazione del pianeta con forme di vita terrestri. Pensa al caso in cui, per esempio, su Marte viva una colonia di batteri che possono essere attaccati e distrutti da batteri terrestri, giunti su Marte attraverso la navicella spaziale che noi abbiamo mandato sul pianeta rosso per scoprire forme di vita. Ecco che, invece di scoprire forme di vita, le distruggiamo! Per evitare disastri di questo tipo, i robot che devono sbarcare sono sottoposti con al massima attenzione a un processo di sterilizzazione. Ma non è solo per salvaguardare l’ecosistema marziano: potrebbe succedere anche che il robot analizzi campioni di rocce che esso stesso potrebbe aver contaminato. Trovare spore su Marte e poi scoprire che a portarcele siamo stati noi con le nostre esplorazioni sarebbe, come minimo, piuttosto paradossale!