Curiosity

Curiosity

Clara Ma è una ragazza  del  Kansas  di  origine  cinese.   È   stata   lei   a  proporre,  nel  2009,  il  nome  Curiosity  per  il  rover che cerca di svelare i segreti di Marte.  Oggi  Clara  ha  21  anni  e  il  “suo”  robot  ha  trascorso  sul  pianeta  quasi  1.600  sol  (“sol” è il nome del giorno marziano, che  corrisponde  a  24  ore  e  37  minuti  terrestri), superando di gran lunga i due anni  previsti per la missione. Un’epopea straordinaria, in cui il rover è  passato attraverso mille difficoltà (v. anche riquadro in ultima pagina): guasti ai  computer,  problemi  di  comunicazione,  danni alle ruote... Senza contare il proibitivo  ambiente  marziano,  dove  a  volte  spirano venti impetuosi e le temperature  variano tra –130 e +40 °C. Malgrado questo, il rover ha già soddisfatto molte... curiosità: per esempio confermando che su  Marte sono presenti sostanze organiche.  «Ma  anche  se  gli  obiettivi  primari  sono  stati raggiunti, l’esplorazione continua»,  ha dichiarato Lisa May, uno dei responsabili  Nasa  del  programma.  «Abbiamo  speso 2,5 miliardi di dollari per mandare  Curiosity  lassù  e  continueremo  a  sfruttarlo  finché  potremo».  A  dirla  tutta,  la  missione ha rischiato di fallire già durante l’atterraggio. Curiosity, infatti, è molto  diverso dai rover che lo hanno preceduto, come Sojourner, giunto su Marte nel  1997, un “carrellino” a 6 ruote di soli 10  kg  e  con  pochissimi  strumenti.  Anche  i  più recenti rover gemelli Spirit e Opportunity,  in  missione  su  Marte  dal  2004,  pur  essendo  più  grandi  e  più  attrezzati non  superano  i  170  kg.    Curiosity,  invece, è lungo 3 metri e pesa più di 900 kg.  Come  una  vettura  da  città;  ma  zeppa  di  strumenti (spettrometri, accelerometri,  minitrapani e detector di ogni tipo), che  non  avrebbero  sopportato  un  impatto  meno  che  morbido.  Il  guaio  è  che  l’atmosfera di Marte è troppo rarefatta per  offrire ai paracadute una resistenza sufficiente,  ma  è  comunque  troppo  densa  per garantire una discesa stabile usando  come freni soltanto i razzi. In più, ovviamente, nessun airbag sarebbe mai bastato per attutire l’impatto di una massa da  una tonnellata. Che cosa fare, dunque? COME  UNA  MARIONETTA.  La  Nasa  ha  studiato   un   sistema   complicatissimo,  che però era l’unico in grado di funzionare (v. video in realtà aumentata alla pag.  prec.).  Inglobato  in  una  sorta  di  guscio  protettivo,  il  rover  è  entrato  nell’atmosfera  a  una  velocità  di  20mila  km/h.  Il  rallentamento è iniziato a 10 km di quota  con l’apertura di un paracadute; dopo 28  secondi, a 7 km di quota, si è separato lo scudo termico; dopo altri 77 secondi, a 1,8  km  dal  suolo,  si  è  staccata  la  calotta  superiore cui era attaccato il paracadute e  si sono accesi gli 8 retrorazzi del modulo  di discesa. A 20 metri di altezza, il rover  è  stato  calato  dal  modulo  con  una  “gru  spaziale” (sky crane), appeso a una struttura di corde di nylon, come una marionetta.  Appena  prima  di  toccare  il  suolo,  le  sospensioni  si  sono  estese,  pronte  ad  attutire l’impatto nel momento del touchdown e in quell’attimo le corde si sono  staccate facendo schizzare via il modulo  di  atterraggio,  perché  non  cadesse  sul  rover. Una sequenza attuata in totale autonomia,  perché  qualunque  istruzione  inviata  dalla  Terra  avrebbe  richiesto  14  minuti  per  arrivare  a  destinazione.  Ancora  oggi,  i  tecnici  della  Nasa  non  chiamano questa fase “l’atterraggio” (o “l’ammartaggio”), ma “i 7 minuti di terrore”. IL  MISTERO  DEL  CARBONIO.  Ormai  è  assodato  che,  in  un  lontano  passato,  su  Marte  vi  è  stata  acqua  in  abbondanza;  quindi il principale obiettivo di Curiosity  era quello di determinare se nei crateri e nelle sabbie del pianeta rosso ci fosse la possibilità di una vita batterica. In passato, infatti, nessuna analisi aveva mai rilevato composti organici marziani e la cosa sembrava  davvero  strana:  possibile che sulla Terra la vita si trovi ovunque, anche nei luoghi più inospitali, e su Marte no? «La cosa più sorprendente era l’assenza di  carbonio  organico  (cioè  carbonio  legato in composti organici, ndr), dal momento  che  ce  n’è  anche  sulla  Luna», fa notare Cesare Guaita, chimico ed esperto di esplorazione spaziale. In realtà, una  spiegazione  per  questa  assenza  l’aveva  trovata nel 2008 la sonda Phoenix, mandata  su  Marte  proprio  per  analizzare  chimicamente il suolo alla ricerca di vita  microbica. «Phoenix scoprì nel terreno un’abbondante   presenza   di   perclorati di sodio e di magnesio, ultimo indizio di un antico mare ricco di cloro», racconta Guaita.  «Purtroppo,  però,  quando  per analizzare un campione si usa un gascromatografo, si deve scaldare il campione stesso... con il risultato che i perclorati distruggono le molecole organiche». TROPPA VITA. Gli esperti della Nasa hanno pensato allora di usare un silanizzante, cioè una sostanza che rende volatili le sostanze organiche, in modo che per analizzarle basti scaldarle pochissimo. «Una trovata geniale, se non fosse accaduto un incidente: una provetta di silanizzante, anch’esso  a  base  di  carbonio,  si  è  rotta  nel  corso  della  prima  analisi  inquinando l’intero ambiente del laboratorio. Da  quel  momento  si  è  trovato  carbonio  in  ogni  analisi...  ma  era  quello  del  silanizzante!», conclude Guaita. Ci sono voluti  due anni per ripulire tutto e per trovare  –  finalmente!  –  il  primo  frammento  organico,  un  campione  di  clorobenzene,  che  non  poteva  derivare  dal  carbonio  portato dalla Terra. Ora, quindi, è certo  che su Marte ci sia carbonio organico, la  base della vita: non era stato mai trovato per colpa di tutto quel cloro presente  nell’antico oceano marziano.  Più o meno in quel periodo, Curiosity festeggiava il primo anno di missione (l’anno marziano dura circa 2 anni terrestri)  facendo risuonare per la prima volta una  musica umana nella rarefatta atmosfera  del pianeta rosso: Happy Birthday to You. NUOVE  SCOPERTE,  NUOVI  DUBBI.  Un  altro  obiettivo  di  Curiosity  era  la  ricerca del metano nell’atmosfera, un gas che  può  essere  di  origine  vulcanica  ma  può  anche  derivare  dall’attività  biologica  di  microrganismi. Il rover era stato attrezzato  con  uno  strumento  apposito.  «Invece  niente.  Per  quasi  due  anni  nessun risultato», racconta Guaita. «Poi, all’improvviso, gli strumenti hanno registrato  una  “vampata”  di  metano  che  è  durata  tre mesi, per poi sparire». Ora sarà necessario prelevarne una quantità maggiore,  in un’altra occasione, per poter valutare  se la sua origine sia vulcanica o batterica.  Quel che è certo, è che i batteri terrestri  “metanogeni”,   cioè   produttori   di   metano,  su  Marte  se  la  caverebbero  bene.  Lo  ha  dimostrato  un  gruppo  guidato  da  Timothy   Kral   dell’Università   dell’Arkansas   (Usa),   mettendone   due   ceppi (Methanobacterium   formicicum   e   Methanothermobacter wolfeii) in un terreno  chimicamente identico a quello marziano e sottoponendoli ai tipici cicli di gelodisgelo del pianeta rosso. Forse su Marte  i  batteri  ci  sono  davvero,  ma  probabilmente bisognerebbe scavare parecchio e  il trapano di Curiosity arriva al massimo  5-6 cm sotto terra. Dovremo aspettare il  2020 e il rover europeo ExoMars 2, con  un trapano capace di arrivare a 2 metri,  per avere risposte conclusive. UN VIAGGIO NEL TEMPO. In più di 4 anni,  il rover ha percorso solo una quindicina  di chilometri, molto meno di quanto pianificato.   «Ogni   perforazione   fatta,   richiede mesi per verificare la durezza del  terreno,  definire  il  punto  esatto  in  cui  scavare e infine per valutare la qualità del  materiale  estratto.  E  di  perforazioni  ne  sono state fatte 12», lo giustifica Guaita.  Ora, però, Curiosity si è definitivamente  avviato lungo le pendici del monte Sharp,  che s’innalza per 5.500 metri all’interno del  cratere  Gale.  Attualmente  si  trova  a 150 metri di altezza. «In questa fase della missione», dice Michael Meyer, uno dei responsabili  del  programma  Curiosity alla  Nasa,  «il  rover  leggerà  i  successivi strati di roccia come le pagine di un libro, fornendoci     informazioni     totalmente nuove su Marte». Adesso, per esempio, si trova su uno strato detto “Formazione di Murray” che si è rivelato di natura argillosa. «In altre parole, si tratta del fondo di un antico lago», interviene Ashwin Vasavada  del  Jet  Propulsion  Laboratory. «Sarà lo spessore di questo strato a dirci quanto  a  lungo  è  vissuto  questo  lago  e come si è evoluto nel tempo». Mauro Gaffo