Moma sarà uno dei tre strumenti che andranno a costituire l’Analytical Laboratory di ExoMars 2020
Quindici anni fa, era il 2 giugno 2003, partiva la navicella spaziale Mars Express, decollata da Baikonur in Kazakhstan per esplorare il nostro vicino di colore rosso, il pianeta Marte. Nei 15 anni successivi essa è diventata una delle missioni di maggior successo mai mandate su Marte. Oggi, a partire da quella eredità e dopo le missioni Opportunity, Spirit e Curiosity, ExoMars tenterà di rispondere alla domanda se c’è mai stata vita sul pianeta marziano. Una risposta affermativa avrebbe conseguenze incalcolabili sia in campo scientifico che culturale.
ExoMars è in realtà la combinazione di due missioni distinte. Tgo, l’orbiter della prima missione, il cui lancio è avvenuto nel 2016, ha lo scopo di identificare la presenza di gas traccia su Marte. La seconda missione prenderà avvio con il lancio nel 2020 dalla base di Baikonur in Kazakistan. L’obiettivo sarà quello di scrutare in profondità il suolo marziano alla ricerca di indizi di una possibile vita passata. Per raggiungere questo scopo, un team internazionale di scienziati ha creato un minuscolo laboratorio di chimica che, montato su un rover dotato di una “trivella spaziale” in grado di scavare fino a due metri di profondità, analizzerà la superficie e il sottosuolo marziano alla ricerca di questi indizi. Il laboratorio in questione, il Mars Organic Molecule Analyzer (Moma), sarà dunque uno strumento essenziale del rover.
Lanciato con un razzo Proton, il rover di ExoMars giungerà su Marte dopo nove mesi di viaggio, approdando sulla superficie del pianeta grazie a paracaduti, propulsori e sistemi per lo smorzamento della velocità di caduta. «Una volta sul pianeta, il rover si muoverà sulla sua superficie fornendo al laboratorio Moma campioni unici, che potrebbero contenere composti organici complessi preservati da un’era antica, quando la vita potrebbe essere stata presente su Marte», dice Will Brinckerhoff del Goddard Space Flight Center della Nasa, uno degli scienziati coinvolti nel progetto.
Sebbene la superficie di Marte sia inospitale per le forme di vita così come le conosciamo sulla Terra, ci sono prove che in passato il clima marziano abbia permesso la presenza di acqua liquida, requisito essenziale per la vita. Segni di ambienti apparentemente abitabili sono stati suggeriti dalle missioni Mars Express prima e da Opportunity, Spirit e Curiosity poi. Il laboratorio Moma tenterà di rilevare un’ampia varietà di molecole organiche ritenute importanti per la nascita della vita, sebbene la loro scoperta non sarebbe comunque conclusiva, poiché queste molecole potrebbero essere state create anche da processi non biologici.
Per far sì che il mini-laboratorio possa essere ospitato all’interno del rover, il team di ricercatori ha dovuto miniaturizzare strumentazione che normalmente occuperebbe un volume dell’ordine dei metri cubi, portandola a dimensioni paragonabili a quella di un forno a microonde. Un elemento fondamentale della strumentazione è costituito dallo spettrometro di massa, capace di identificare le molecole sulla base della loro massa. In particolare, dopo aver separato le molecole dalle rocce e dai sedimenti marziani, queste vengono riscaldate all’interno di un forno. Questa “cottura” vaporizza le molecole dividendole nei singoli costituenti, che quindi passano attraverso lo spettrometro. Lo strumento produce i cosiddetti spettri di massa che, come le nostre impronte digitali, identificano univocamente ciascuna molecola.
Le molecole organiche sono molecole chirali: si presentano, cioè, sotto due forme che sono immagini speculari l’una dell’altra, come lo sono le nostre mani destra e sinistra. Sulla Terra tutti gli amminoacidi e gli zuccheri, i mattoni per la costruzione di proteine, Dna ed Rna sono rispettivamente sinistrorsi e destrorsi. Forme di vita basate su amminoacidi destrorsi e zuccheri sinistrorsi potrebbero esistere egualmente, ma un mix contenente amminoacidi o zuccheri sia destrorsi che sinistrorsi invece non potrebbe sostenere la vita, poiché questi mattoni devono interagire con l’orientamento corretto per costruire le macromolecole necessarie per la vita. Uno degli obiettivi del Moma è quello di rilevare la chiralità delle eventuali molecole organiche che potrebbe trovare su Marte. Qualora ne trovasse o principalmente destrorse o principalmente sinistrorse, ci troveremmo davanti ad una possibile prova di precedenti processi biologici che hanno portato alla selezione di chiralità, e quindi alla vita, sebbene una selezione di chiralità, secondo alcuni scienziati, potrebbe essere avvenuta per processi astrofisici durante le fasi iniziali di formazione del Sistema solare per effetto di polarizzazione della luce.
Missioni di questo tipo presentano diverse criticità da risolvere e superare, per raggiungere gli obiettivi preposti. Una di queste è dovuta alla possibile contaminazione del laboratorio spaziale con materiale organico terrestre. Gli scienziati dovranno dunque stare molto attenti a che questo materiale non sia trasportato attraverso il rover dalla Terra su Marte. Un’altra criticità nasce dal fatto che la superficie del Pianeta rosso è sottile e il suo campo magnetico irregolare. Per questa ragione, viene offerta scarsa protezione dalle radiazioni spaziali a molecole superficiali, che pertanto andrebbero distrutte. Sarà quindi necessario andare in profondità se si vuole trovarne di integre. Il rover di ExoMars sarà il primo a compiere un’impresa di questo tipo grazie al suo “trapano” capace di penetrare, appunto, oltre i due metri di roccia.
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