A COLLOQUIO CON OROSEI E FLAMINI

Marte, lassù qualcosa si muove

Su Nature nuove sorprese dal pianeta rosso. L’occasione per fare il punto sulle missioni MRO e MarsExpress, e sui contributi scientifici degli strumenti italiani che hanno a bordo.

Le cose si muovono su Marte. Letteralmente, come dimostra un articolo pubblicato su Nature di questa settimana. Nathan Bridges e colleghi descrivono, grazie a dati raccolti dallo strumento HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) sulla sonda NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), i movimenti delle dune di sabbia sulla superficie del pianeta rosso. Che, contrariamente a quanto si è a lungo pensato sulla base delle prime confuse immagini inviate da sonde come Viking, non vogliono saperne di stare ferme. Le dune marziane si spostano, a velocità non tanto più basse di quanto accade alle loro simili terrestri. Il che però è un problema, perché lo spostamento delle dune richiede forti venti che la rarefatta atmosfera di Marte, sulla carta almeno, non consente. Ci vorranno ora altri studi, sia dell’atmosfera che della topografia superficiale del pianeta, per spiegare questi dati. Una cosa è certa, Marte non finisce di stupire. Il che vuol dire ancora molto lavoro per le missioni che vi orbitano attorno. Due di esse, la stessa MRO (lanciata nel 2005) e MarsExpress dell’ESA (nel 2003) hanno a bordo strumenti radar di concezione e costruzione italiana. Sono Rispettivamente SHARAD, SHAllow RADar sounder, sviluppato dall’Agenzia Spaziale Italiana, e MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding), anch’esso frutto di una collaborazione tra ASI e NASA, assieme a INAF e Università di Roma.

Lo studio su Nature, che va ad aggiungersi a molti altri che recentemente hanno riportato attenzione sul Pianeta Rosso, è l’occasione per fare il punto su questi due strumenti e il futuro dell’esplorazione marziana, con Enrico Flamini (chief scientist dell’ASI) e Roberto Orosei (Vice Principal Investigator di MARSIS per Inaf).

D: Sono sempre più frequenti gli articoli dedicati a Marte. I dati sono molti, e c’è l’idea di farne in futuro l’obiettivo del volo umano. Ma ci sono molte cose che ancora non sappiamo del pianeta. Mars Express e MRO hanno a bordo due radar, concepiti e realizzati in Italia. Molto ottimismo ha contressegnato l’inizio delle loro missioni, ma dopo qualche anno è ancora giustificato?

Roberto Orosei: Senz’altro sì, tanto che un radar simile volerà anche su Europa per cercare l’oceano sotto la crosta di ghiaccio. I risultati che MARSIS e SHARAD hanno prodotto non potevano essere ottenuti da nessun altro esperimento, e hanno cambiato la nostra comprensione della storia geologica e climatica di Marte. Certo, la scoperta di acqua liquida resta finora una meta elusiva, ma nel frattempo abbiamo fatto scoperte importantissime. Ad esempio, abbiamo trovato depositi di ghiaccio sepolti sotto strati di detriti in luoghi lontani dai poli, ed abbiamo accertato che le calotte polari contengono un’enorme quantità di ghiaccio che, se sciolto, coprirebbe l’intera superficie del pianeta con decine di metri d’acqua.

Enrico Flamini: I due radar hanno fornito uno scenario del tutto nuovo e per molti versi inaspettato della struttura e stratigrafia a grande scala di Marte. Le calotte polari in particolare sono state, e sono a tutt’oggi, oggetto  di approfondite campagne di analisi dei dati. Abbiamo determinato con Marsis la quantità complessiva dell’acqua contenuta nei ghiacci polari, abbiamo scoperto con Sharad la loro stratificazione e quindi un storia evolutiva che ha visto depositarsi strati di ghiaccio nel corso delle ere e quindi processi di tipo evolutivo. Le osservazioni pubblicate lo scorso anno sulla stratificazione profonda del polo sud ha cambiato radicalmente il modello prima accettato da tutti di uno strato annuale di anidride carbonica sovrapposto ad una calotta di ghiaccio d’acqua. Oggi sappiamo che gli strati sono tre: uno superficiale di anidride carbonica che annualmente sublima scoprendo uno strato abbastanza spesso di ghiaccio d’acqua che a sua volta nasconde uno strato profondo molto spesso di ghiaccio di anidride carbonica. Questa situazione ha portato nel passato, a causa del riscaldamento secolare della calotta polare, alla sublimazione dello strato profondo, liberando grandi quantità di anidride carbonica che ha cambiato il clima consentendo lo scioglimento dei depositi di ghiaccio d’acqua a varie latitudini, viste da Marsis e Sharad, e provocando le morfologie che osserviamo oggi di grandi fiumi e delta fluviali estesi su Marte. Dopo una fase iniziale di”apprendimento” del funzionamento e delle capacità di questi strumenti del tutto innovativi, ora siamo fiduciosi che, se acqua c’è sotto la superficie, la potremo vedere e su questo si stanno concentrando ora i nostri sforzi. Eravamo speranzosi, ma forse siamo più ottimisti ora.

D: Studi come questo su Nature portano più domande che risposte. Il pianeta sembra più “movimentato” di quanto si pensava, e ora bisognerà studiare meglio sia l’atmosfera che la superficie di Marte. Marsis può aiutare a rispondere a queste domande? E i suoi obiettivi scientifici sono cambiati rispetto a quelli iniziali, man mano che abbiamo scoperto cose nuove su Marte?

Orosei: Credo che sarà MARSIS a guidare la nostra comprensione, piuttosto che essere noi a decidere a quali domande dovrà rispondere. Gli obiettivi dell’esperimento non sono cambiati, ma sono solo diventati più articolati e complessi. Man mano che comprendiamo ciò che vediamo, ci rendiamo conto che le nostre idee iniziali su ciò che stavamo cercando erano troppo rozze e schematiche.

D: La ricerca di acqua su Marte era uno degli obbiettivi principali di Marsis e di SHARAD. Dopo anni di osservazioni, cosa sappiamo di certo e cosa resta da capire sulla presenza di acqua su Marte? E’ ancora l’interesse principale di chi studia il pianeta?

Orosei: Oggi sappiamo che su Marte c’è molto più ghiaccio di quanto pensassimo nove anni fa, quando Mars Express venne lanciata. Allo stesso tempo i radar ci hanno dato prove indirette che al proprio interno Marte è più freddo di quanto ritenessimo, e che quindi la probabilità di trovare acqua liquida vicino alla superficie è inferiore a quanto sperato. Questo però non significa che abbiamo gettato la spugna: il lavoro di analisi dei dati del radar prosegue, e non siamo affatto pessimisti sulla possibilità di fare scoperte significative.

Flamini: L’acqua era uno, ma non l’unico obiettivo di Marsis e Sharad. L’acqua sotto forma di ghiaccio l’abbiamo scoperta e misurata in molte regioni di Marte, quella liquida ancora non l’abbiamo vista. Tutti gli altri obiettivi sono stati raggiunti, anche se ancora non abbiamo la copertura completa di Marte e molto c’è ancora da scoprire. 
L’acqua, liquida, era ed è l’obiettivo più difficile ed ambizioso, ma anche quello che ha il maggior grado di attenzione a livello mondiale. Tutti i dati che abbiamo potuto analizzare fino ad ora ci dicono che non ci sono oceani sotterranei e a bassa profondità, ma stiamo ora cercando, a profondità tra 1 e 2 Km, la presenza di riserve d’acqua liquida e siamo ottimisti. La ricerca dell’acqua è legata alla ricerca della vita, e la ricerche di forme di vita presente o fossile è ancora uno dei cardini di tutta l’esplorazione, Marte e non solo. Tra l’altro recentemente sono stati ri-analizzati i dati dei Viking con nuove tecniche di analisi e sembra che un’attività biologica fossse stata individuata già allora. Questo è un capitolo ancora tutto da scrivere.

D: Parliamo per chiudere di EXOMARS. In questo momento, che prospettive certe si vedono per la missione?

Flamini: Ormai siamo ad un passo dal vedere EXOMARS passare dalla carta all’hardware. Ci sono ancora resistenze in ambito europeo. A volte più per ragioni di preteso predominio politico, come nel caso della posizione francese, che per ragioni tecniche o anche economiche. L’ingresso dei russi al posto degli americani ha oggettivamente migliorato il progetto nel senso che EXOMARS sarebbe un vero progetto europeo, guidato dall’Italia, e non un passeggero di chi su Marte c’è andato molte volte. Come tutti grandi progetti c’è un momento, prima che si cominci a costruire e i dubbi perdano senso, nel quale si ha la sensazione di non farcela. Personalmente ho già visto momenti di crisi che hanno messo in dubbio la realizzazione delle missioni: uno su tutti quando la NASA, sotto un prima indicazione del senato americano, pensò di cancellare la missione Cassini. Poi la storia è stata per fortuna un’altra. Oggi a Torino, presso la ThalesAleniaspace sono stati presentati i risultati del programma STEPS per lo sviluppo di tecnologie innovative ed abilitanti per l’esplorazione. Risultati che mi sembra siano eccellenti e consolidano il ruolo leader dell’Italia in Europa in questo campo. Le condizioni di successo ci sono ormai tutte. Credo che anche questa volta il buon senso e l’importanza di Exomars non solo per la scienza, ma per il futuro stesso della ricerca spaziale in Europa, faranno superare le miopie ed i piccoli egoismi del momento.