Mars 2020 della NASA andrà a caccia di fossili microscopici

C’è, o c’è stata, vita su Marte? È una domanda che attanaglia l’umanità da secoli, dando vita anche ai primi racconti a sfondo fantascientifico, a base di marziani verdi con le antenne. Una domanda a cui ultimamente la NASA sta cercando di fornire risposte più scientifiche con le sue spedizioni, soprattutto con la prossima, Mars 2020, che porterà l’omonimo rover a esplorare il cratere di atterraggio, Jezero, in cerca di eventuali fossili.

La missione, che se tutto andrà bene dovrebbe iniziare a giugno del 2020 portando il rover su Marte a febbraio del 2021, si concentrerà infatti in alcune specifiche zone del cratere che, come evidenziato dagli scienziati in uno studio recente, potrebbero essere depositi minerari di carbonato concentrato attorno a quello che 3,5 miliardi di anni fa potrebbe essere stato un lago, una situazione del tutto analoga a quella che sta attualmente esplorando il rover Curiosity.

mars 2020

”Sulla Terra, i carbonati aiutano a formare strutture abbastanza resistenti da sopravvivere in forma fossile per miliardi di anni, tra cui conchiglie, coralli e alcuni stromatoliti – rocce formate su questo pianeta da antiche forme microbiche lungo antiche coste, dove la luce solare e l’acqua erano abbondanti”, ‎‎hanno spiegato alla NASA‎‎.

Gli scienziati però in realtà non si attendono di trovare conchiglie, ma sarebbero assai felici di trovare appunto gli stromatoliti, segni inequivocabili di vita microbica del passato sul pianeta attualmente inospitale. L’indagine del rover sui depositi di carbonati inoltre potrebbe anche dirci di più su come Marte sia passato dall’essere un pianeta con acqua liquida e un’atmosfera a una sterile distesa desertica.

Un cavalcavia animato della superficie marziana spiega perché il cratere Jezero di Marte, un antico sistema di delta lacustre largo 28 miglia, è il posto migliore per il rover su Marte 2020 per trovare e raccogliere campioni promettenti per un possibile futuro ritorno sulla Terra.

Gli scienziati con il rover Mars 2020 della NASA hanno scoperto quale potrebbe essere uno dei posti migliori in cui cercare i segni della vita antica nel cratere Jezero, dove il rover atterrerà il 18 febbraio 2021.

Un articolo pubblicato oggi sulla rivista Icarus identifica depositi distinti di minerali chiamati carbonati lungo il bordo interno di Jezero, il sito di un lago più di 3,5 miliardi di anni fa. Sulla Terra, i carbonati aiutano a formare strutture abbastanza resistenti da sopravvivere in forma fossile per miliardi di anni, tra cui conchiglie, coralli e alcune stromatoliti – rocce formate su questo pianeta dall’antica vita microbica lungo le antiche coste, dove la luce del sole e l’acqua erano abbondanti.

La possibilità di strutture simili alla stromatolite esistenti su Marte è il motivo per cui la concentrazione di carbonati che traccia la linea costiera di Jezero come un anello da vasca rende la zona un terreno di caccia scientifico privilegiato.

Marte 2020 è la missione della prossima generazione della NASA incentrata sull’astronomia, o sullo studio della vita in tutto l’universo. Dotato di una nuova suite di strumenti scientifici, mira a basarsi sulle scoperte della Curiosità della NASA, che ha scoperto che parti di Marte avrebbero potuto sostenere la vita microbica miliardi di anni fa. Marte 2020 cercherà segni reali della vita microbica passata, prendendo campioni di nucleo di roccia che verranno depositati in tubi di metallo sulla superficie marziana. Le missioni future potrebbero restituire questi campioni sulla Terra per uno studio più approfondito.

Oltre a preservare i segni della vita antica, i carbonati possono insegnarci di più su come Marte sia passato dall’avere acqua liquida e un’atmosfera più densa all’essere il deserto gelido che è oggi. I minerali carbonatici si sono formati dalle interazioni tra anidride carbonica e acqua, registrando nel tempo sottili cambiamenti di queste interazioni. In tal senso, agiscono come capsule temporali che gli scienziati possono studiare per imparare quando – e come – il Pianeta Rosso ha iniziato a prosciugarsi.

Misura 45 miglia di larghezza, il cratere di Jezero era anche una volta sede di un antico delta del fiume. Le “braccia” di questo delta possono essere viste raggiungere attraverso il cratere in immagini prese dallo spazio da missioni satellitari come Mars Reconnaissance Orbiter della NASA . Lo spettrometro di ricognizione per orbite compatto di Orbiter per lo strumento Marte, o CRISM, ha contribuito a produrre mappe minerali colorate dell ‘”anello da vasca” dettagliato nel nuovo documento.

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I colori più chiari rappresentano una maggiore elevazione in questa immagine del cratere Jezero su Marte, il sito di atterraggio per la missione Mars 2020 della NASA. L’ovale indica l’ellisse di atterraggio, dove il rover toccherà su Marte.
Crediti: NASA / JPL-Caltech / MSSS / JHU-APL / ESA

“Il CRISM ha individuato carbonati qui anni fa, ma solo recentemente abbiamo notato quanto siano concentrati proprio dove si troverebbe una riva del lago”, ha affermato l’autore principale del documento, Briony Horgan della Purdue University a West Lafayette, Indiana. “Incontreremo depositi di carbonato in molti luoghi durante la missione, ma l’anello della vasca da bagno sarà uno dei luoghi più interessanti da visitare.”

Non è garantito che i carbonati del litorale si siano formati nel lago; avrebbero potuto essere depositati prima della presenza del lago. Ma la loro identificazione rende il bordo occidentale del sito, chiamato “la regione marginale che porta carbonato”, uno dei reperti più ricchi di questi minerali in qualsiasi parte del cratere.

Il team Mars 2020 prevede di esplorare sia il cratere che il delta durante la missione principale di due anni del rover. Horgan ha detto che il team spera di raggiungere l’orlo del cratere e i suoi carbonati verso la fine di quel periodo.

“La possibilità che i” carbonati marginali “che si formano nell’ambiente lacustre è stata una delle caratteristiche più interessanti che ci hanno portato al nostro sito di atterraggio di Jezero. La chimica dei carbonati su un’antica riva del lago è una ricetta fantastica per preservare i registri della vita e del clima antichi” ha dichiarato Ken Williford, vice scienziato del Mars Mars 2020, del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California. JPL guida la missione 2020. “Siamo ansiosi di arrivare in superficie e scoprire come si sono formati questi carbonati.”

L’ex litorale del lago di Jezero non è l’unico posto che gli scienziati sono entusiasti di visitare. Un nuovo studio in Geophysical Research Letters indica un ricco deposito di silice idrata sul bordo dell’antico delta del fiume. Come i carbonati, questo minerale eccelle nel preservare i segni della vita antica. Se questa posizione si rivelerà lo strato inferiore del delta, sarà un posto particolarmente adatto per cercare fossili microbici sepolti.

Il rover Mars 2020 verrà lanciato a luglio o agosto 2020 da Cape Canaveral, in Florida. Il progetto Mars 2020 di JPL gestisce lo sviluppo del rover per la direzione della missione scientifica presso la sede della NASA a Washington. Il Launch Services Program della NASA, basato presso il Kennedy Space Center dell’agenzia in Florida, è responsabile della gestione del lancio.

Marte 2020 fa parte di un programma più ampio che include missioni sulla Luna come modo per prepararsi all’esplorazione umana del Pianeta Rosso. Incaricato di riportare gli astronauti sulla Luna entro il 2024, la NASA stabilirà una presenza umana sostenuta su e intorno alla Luna entro il 2028 attraverso i piani di esplorazione lunare della NASA Artemis .

Conservare campioni e cercare segni di vita

La missione Mars 2020 della NASA, che deve ancora essere nominata, invierà un avanzato laboratorio itinerante al cratere Jezero su Marte, il sito di un antico lago e delta del fiume. Lì, il rover studierà le rocce che si sono formate in ambienti abitabili e potrebbero preservare i segni della vita microbica passata. Durante la missione, raccoglierà campioni di suolo e roccia e li lascerà in superficie per essere raccolti da una futura missione di ritorno sulla Terra. Solo quando i campioni saranno restituiti sulla Terra gli scienziati saranno in grado di determinare se sono presenti segni definitivi della vita antica.

Mars 2020 è simile per struttura e aspetto al rover Curiosity della NASA. I componenti che utilizzerà per atterrare su Marte sono quasi identici a quelli usati per Curiosity, ma ci sono alcuni aggiornamenti e gli strumenti scientifici sono completamente diversi. La Planetary Society è un partner educativo e di sensibilizzazione pubblica per il sistema di telecamere Mastcam-Z, che produrrà splendide immagini a colori della superficie.

Prossimi eventi

  • 17 luglio 2020: si apre la finestra di avvio
  • 5 agosto 2020: la finestra di avvio si chiude
  • 18 febbraio 2021: sbarco
  • 6 gennaio 2023: fine della missione primaria (almeno un anno su Marte, o 687 giorni terrestri, dopo l’atterraggio)

Obiettivi scientifici

Gli obiettivi della missione scientifica Mars 2020 rientrano in 4 categorie: geologia, astrobiologia, memorizzazione nella cache dei campioni e preparazione per l’esplorazione umana di Marte.

Geologia: Caratterizza i processi che hanno formato e modificato la documentazione geologica all’interno di un’area di esplorazione del campo su Marte selezionata per la prova di un antico ambiente astrobiologicamente rilevante e della diversità geologica.

Astrobiology: Eseguire le seguenti indagini astrobiologicamente rilevanti sui materiali geologici nel sito di atterraggio:

  1. Determina l’abitabilità di un ambiente antico.
  2. Per ambienti antichi interpretati come abitabili, cerca materiali con un alto potenziale di conservazione della biosignatura.
  3. Cerca potenziali prove della vita passata usando le osservazioni sull’abitabilità e la conservazione come guida.

Memorizzazione nella cache del campione: Assemblare campioni memorizzati nella cache rigorosamente documentati e restituibili per un possibile futuro ritorno sulla Terra.

  1. Ottieni campioni selezionati scientificamente, per i quali è documentato il contesto di campo, che contengono i campioni più promettenti identificati negli obiettivi di astrobiologia e che rappresentano la diversità geologica del sito di campo.
  2. Garantire la conformità con le esigenze future nelle aree della protezione e dell’ingegneria planetaria in modo che i campioni memorizzati nella cache possano essere restituiti in futuro se la NASA decidesse di farlo.

Preparazione per l’uomo: Contribuire alla preparazione per l’esplorazione umana di Marte facendo progressi significativi verso il colmare almeno un importante divario di conoscenza strategica (SKG). Le misurazioni SKG di massima priorità che sono sinergiche con gli obiettivi scientifici di Mars 2020 e compatibili con il concetto di missione sono:

  1. Dimostrazione di tecnologie di utilizzo delle risorse in situ (ISRU) per consentire la produzione di ossigeno propellente e consumabile dall’atmosfera marziana per future missioni di esplorazione.
  2. Caratterizzazione delle dimensioni della polvere atmosferica e morfologia per comprendere i suoi effetti sul funzionamento dei sistemi di superficie e sulla salute umana.
  3. Misurazioni meteorologiche di superficie per validare modelli atmosferici globali.
  4. Raccolta di dati per informare gli atterraggi futuri con una serie di sensori ingegneristici incorporati nello scudo termico e nel guscio posteriore di Mars 2020, compresi i sensori per le condizioni aerotermiche, le prestazioni del sistema di protezione termica e le prestazioni aerodinamiche del veicolo di entrata Mars 2020 durante il suo ingresso e discesa su Marte superficie.

Costo e personale chiave: Il costo stimato di Marte 2020 attraverso la missione principale (almeno un anno di Marte, o 687 giorni terrestri, dopo l’atterraggio) è di $ 2,46 miliardi. Ciò include i contributi della direzione della missione di esplorazione umana e operazioni (HEOMD) della NASA per MOXIE e MEDLI-2 .

  • Responsabile del progetto: John McNamee
  • Vice capo progetto: Matthew Wallace
  • Scienziato del progetto: Ken Farley
  • Vice scienziato del progetto: Ken Williford

Schema rover Mars 2020 (nuovo)

NASA / JPL-Caltech SCHEMA ROVER MARS 2020 (NUOVO)

Panoramica di Rover: Dimensioni : 3 metri di lunghezza (escluso il braccio), 2,7 metri di larghezza e 2,2 metri di altezza (circa le dimensioni di un’auto compatta). Il braccio robotico è lungo 2,1 metri. Massa: 1.050 chilogrammi (circa 300 chilogrammi in meno di un’auto compatta).

Strumenti scientifici

Sull’albero sono aggiornate le versioni degli strumenti su Curiosity: Mastcam-Z (telecamere a colori, stereo, 3D, con zoom); e SuperCam (versione aggiornata di ChemCam). Sul braccio ci sono PIXL, uno spettrometro a fluorescenza a raggi X e una termocamera, e SHERLOC, uno spettrometro a Raman e una termocamera. RIMFAX è un radar penetrante nel terreno; MEDA è un pacchetto meteorologico; e MOXIE promuoverà gli obiettivi nell’utilizzo delle risorse in situ producendo ossigeno dal biossido di carbonio. Il rover Mars 2020 trasporta 7 strumenti principali :

Strumenti selezionati per il rover Mars 2020

MastCam-Z: Un sistema di telecamere zoomabile con capacità di imaging panoramico e stereoscopico che valuta la mineralogia della superficie marziana e assiste le operazioni del rover. Principal Investigator: Jim Bell , Arizona State University, Tempe, AZ, USA.

Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA): Un set di sensori che forniscono misure di temperatura, velocità e direzione del vento, pressione, umidità relativa e dimensioni e forma della polvere. Principal Investigator: Jose Rodriguez-Manfredi, Centro de Astrobiologia, Instituto Nacional de Tecnica Aeroespacial, Spagna.

Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE): MOXIE produce ossigeno dall’anidride carbonica atmosferica marziana per dimostrare un modo in cui i futuri esploratori umani potrebbero raccogliere ossigeno per aria e propellente. Principal Investigator: Michael Hecht, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA.

Strumento planetario per litografia chimica a raggi X (PIXL): Uno spettrometro a fluorescenza a raggi X con un riproduttore d’immagini ad alta risoluzione per determinare la composizione elementare dei materiali di superficie marziani. Investigatore principale: Abigail Allwood, Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA, Pasadena, CA, USA.

Radar Imager for Mars ‘Subsurface Experiment (RIMFAX): Un radar penetrante nel terreno che fornisce una risoluzione in scala centimetrica della struttura geologica del sottosuolo. Investigatore principale: Svein-Erik Hamran, Forsvarets Forskningsinstitutt, Norvegia.

Scansione di ambienti abitativi con Raman e luminescenza per prodotti organici e chimici (SHERLOC): Uno spettrometro e un laser a ultravioletti per determinare la mineralogia su scala fine e rilevare i composti organici. SHERLOC sarà il primo spettrometro UV Raman a volare sulla superficie di Marte. Principal Investigator: Luther Beegle, Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA, Pasadena, CA, USA

SuperCam: Uno strumento laser che può fornire imaging, analisi della composizione chimica, mineralogia e rilevazione di composti organici. Principal Investigator: Roger Wiens, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA. Lo strumento contiene anche un contributo significativo del Centre National d’Etudes Spatiales, Institut de Recherche in Astrophysique et Planétologie (CNES / IRAP) Francia.

Altri strumenti e tecnologie

Mars Helicopter Artist's Concept

Mars Helicopter: Il Mars Helicopter è un velivolo autonomo che dimostrerà la fattibilità di veicoli più pesanti dell’aria su altri mondi. Dopo aver viaggiato verso la superficie attaccata alla pancia del rover Mars 2020, l’elicottero verrà depositato sulla superficie tramite il sistema di consegna dell’elicottero Mars . Condurrà fino a 5 voli di alcune centinaia di metri ciascuno per un periodo di 30 giorni, trasmettendo i dati al rover. Come missione dimostrativa tecnologica, il successo o il fallimento dell’elicottero non è legato a quello del rover.

  • Larghezza del rotore: 1,2 metri, punta a punta
  • Massa: 1,8 chilogrammi
  • Pale: pale gemelle controrotanti girano fino a 3.000 giri / min (10 volte la velocità di un elicottero terrestre).
  • Alimentazione: celle solari e batterie agli ioni di litio. Le celle generano 3 watt di potenza; i voli consumano 360 watt. Gran parte dell’energia viene utilizzata per mantenere caldo l’elicottero.

Imaging: Il rover Mars 2020 ha un totale di 23 telecamere . Oltre a 7 telecamere scientifiche, ci sono 7 telecamere di entrata, discesa e atterraggio (EDL) e 9 telecamere di ingegneria utilizzate per aiutare gli ingegneri a navigare il rover in superficie.

Telecamere Rover Mars 2020

NASA / JPL-Caltech TELECAMERE ROVER MARS 2020

Il rover Mars 2020 ha un totale di 23 telecamere: 7 telecamere scientifiche, 7 telecamere EDL e 9 telecamere di ingegneria.

Audio: La missione Mars 2020 avrà una suite di microfoni per registrare i suoni di EDL e un microfono su SuperCam sarà in grado di sentire il laser dello strumento che sta zappando i suoi obiettivi rock. La Planetary Society ha sostenuto per anni un microfono su Marte; Carl Sagan presentò per la prima volta l’idea alla NASA nel 1996. Nel 1998, la Society portò il primo microfono in assoluto su Marte su uno strumento russo LIDAR a bordo della missione Mars Polar Lander della NASA. Il lander si schiantò in superficie nel 1999.

Ruote: Come Curiosity, Mars 2020 ha 6 ruote e può guidare indipendentemente le sue 2 ruote anteriori e 2 posteriori, permettendogli di ruotare a 360 gradi in posizione. In confronto a Curiosity, le ruote di Mars 2020 sono più strette, più spesse, realizzate in alluminio più forte e hanno diametri più grandi ( 52,5 contro 50 centimetri). I grouser usano un modello d’onda delicato.

Energia: Mars 2020 utilizza una fonte di energia nucleare, identica a quella di Curiosity, chiamata Generatore termico a radioisotopi multi-missione (MMRTG), che fornisce al veicolo spaziale 110 watt di elettricità al giorno dello sbarco e lo mantiene caldo su Marte. La fonte di combustibile MMRTG è il plutonio-238.

Sito di atterraggio

Il rover di Mars 2020 atterrerà nel cratere Jezero, un cratere di 45 chilometri che un tempo conteneva un delta del lago e del fiume. Jezero si trova a 18,4 ° N, 77,7 ° E, sul confine della dicotomia di Marte, dove il terreno degli altopiani meridionali più pesantemente del pianeta lascia il posto al terreno più piatto del nord.

Ubicazione del sito di atterraggio di Jezero Crater Mars 2020, Marte

ISRO / ISSDC / Emily Lakdawalla UBICAZIONE DEL SITO DI ATTERRAGGIO DI JEZERO CRATER MARS 2020, MARTE

Il cratere di Jezero si trova all’interno del cerchio giallo vicino al centro di questa immagine (il cratere stesso non è visibile in questa visione globale, che è stata presa da Mars Orbiter Mission il 7 ottobre 2014). I siti di atterraggio di InSight e Curiosity sono vicini al bordo del disco sulla destra; in questa vista non sono visibili altri siti di atterraggio riusciti.

Ellisse di atterraggio su Marte 2020 nel cratere di Jezero

ESA / DLR / FU Berlin / Emily Lakdawalla ELLISSE DI ATTERRAGGIO SU MARTE 2020 NEL CRATERE DI JEZERO

Il cratere di Jezero ha un diametro di 45 chilometri. Il sito di atterraggio di Mars 2020 si troverà sul fondo piatto del cratere, appena ad est di un antico delta fluviale drammatico.

A Jezero, gli scienziati cercheranno di rispondere a domande chiave sulla formazione del lago e del delta e cercheranno antiche biosignature che vanno dalla chimica vivente ai fossili reali. Il rover si farà gradualmente strada lungo l’antico letto del fiume e fuori dal cratere, sorvegliando un intero sistema fluviale dal pozzo alla sorgente.

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