Marte, l’enigma dell’atmosfera perduta. La NASA lancia ESCAPADE, una missione (quasi) low-cost

Marte sta per ricevere una doppia dose di attenzione. Questo fine settimana, la NASA si prepara a lanciare una coppia di satelliti identici per svelare uno dei misteri più antichi del Pianeta Rosso: come e perché ha perso la sua spessa atmosfera e l’acqua liquida.

La missione da 80 milioni di dollari – un budget quasi “frugale” per gli standard delle missioni interplanetarie – si chiama ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers). Il lancio, previsto non prima di domenica 9 novembre da Cape Canaveral, in Florida, ha un dettaglio tecnico interessante: utilizzerà il razzo New Glenn di Blue Origin. Si tratta solo del secondo volo per il lanciatore pesante di Jeff Bezos, un segnale di come la NASA stia adottando un approccio basato su partnership commerciali e una maggiore tolleranza al rischio per contenere i costi.

New Glenn

Il mistero del “clima” marziano

Le prove geologiche, come le valli fluviali e i minerali formati dall’acqua, non mentono: un tempo Marte era un mondo abitabile. Aveva acqua liquida e, di conseguenza, un’atmosfera molto più densa.

Poi, circa 4 miliardi di anni fa, qualcosa è andato storto. Il pianeta ha perso il suo campo magnetico globale, lo scudo invisibile che protegge un mondo dalle radiazioni solari. Senza quella protezione, il vento solare – il flusso costante di particelle cariche provenienti dal Sole – ha iniziato a “soffiare” via l’aria marziana, lasciando oggi un misero velo, meno dell’1% della densità terrestre.

I due satelliti in preparazione

Perché due satelliti sono meglio di uno

Missioni precedenti, come MAVEN della NASA o Hope degli Emirati Arabi Uniti, hanno studiato questo processo, ma con un limite: un solo veicolo spaziale può misurare un solo punto alla volta.

ESCAPADE, con i suoi due “gemelli” soprannominati Blue e Gold, fornirà quella che gli scienziati chiamano una “prospettiva stereo”. Orbitando in tandem (come “due perle su un filo”), i satelliti creeranno la prima mappa 3D di come il vento solare interagisce con la magnetosfera residua di Marte e strappa via l’atmosfera.

“Sarà possibile monitorare le variazioni su scale temporali brevi, da due a 30 minuti”, ha spiegato Robert Lillis, principal investigator della missione. “Potremo caratterizzare un sistema molto dinamico in un modo che prima era impossibile”.

Le operazioni scientifiche, della durata di circa 11 mesi, si concentreranno su tre obiettivi chiave:

• Come è modellata la “bolla” magnetica di Marte.
• Come l’energia del Sole interagisce con essa.
• Come questo influenza il flusso di particelle (cioè l’atmosfera) in entrata e in uscita.

Blue o Gold in orbita

Un investimento efficiente: la nuova rotta per Marte

In linea con la natura efficiente della missione, ESCAPADE sta testando anche un percorso intelligente per raggiungere Marte. Invece di una partenza diretta, vincolata alle strette (e affollate) finestre di lancio biennali, la missione adotterà una strategia più flessibile.

Dopo il lancio, i satelliti si dirigeranno verso un punto di Lagrange (un “punto ottimale” gravitazionale tra Terra e Sole) e vi rimarranno per circa un anno. Nel 2026, sfrutteranno un “fionda” gravitazionale terrestre per dirigersi verso Marte, dove arriveranno nel settembre 2027. Questo approccio “a lungo termine” potrebbe rendere le future missioni meno dipendenti dalla congestione delle finestre di lancio.

Punti di lagrange

Oltre a risolvere un enigma scientifico, la missione ha implicazioni pratiche. Comprendere come le radiazioni solari interagiscono con l’alta atmosfera (la ionosfera) è vitale per mappare il comportamento delle onde radio. Queste mappe saranno essenziali per le comunicazioni e la navigazione dei futuri esploratori umani, che, come ha detto Lillis, “sono tenaci”. E, forse, i dati potrebbero persino suggerire se l’acqua liquida si nasconde ancora nel sottosuolo.

Domande e risposte

Perché la NASA invia due satelliti identici invece di uno? La vera innovazione di ESCAPADE è la misurazione “stereo”. Un singolo satellite può misurare cosa accade in un punto, ma non può dire se un cambiamento è avvenuto nel tempo o se sta semplicemente volando attraverso una regione diversa. Avendo due sonde che seguono la stessa orbita a pochi minuti di distanza, gli scienziati possono distinguere tra cambiamenti temporali e spaziali. Questo permette, per la prima volta, di creare una mappa 3D in tempo reale di come il vento solare strappa l’atmosfera, un’operazione impossibile per una sonda singola.

Perché questa missione è considerata “low-cost”? Con un budget di circa 80 milioni di dollari, ESCAPADE rientra nel programma SIMPLEx (Small, Innovative Missions for Planetary Exploration) della NASA, che mira a ottenere grandi risultati scientifici con investimenti contenuti e una maggiore accettazione del rischio. Per confronto, missioni marziane “flagship” come MAVEN sono costate quasi dieci volte tanto. ESCAPADE ottiene questa efficienza utilizzando veicoli spaziali più piccoli, strumentazione mirata e affidandosi a partner commerciali come Rocket Lab (per la costruzione) e Blue Origin (per il lancio).

Perché i satelliti non vanno direttamente su Marte? Le orbite planetarie richiedono che le partenze dirette avvengano in finestre temporali molto strette (ogni 26 mesi circa) per risparmiare carburante. ESCAPADE sta testando una rotta alternativa e più flessibile. Lanciando ora, si posizionerà in un punto di stazionamento gravitazionale (Lagrange) per circa un anno. Attenderà lì fino a quando, nel 2026, potrà usare un assist gravitazionale della Terra per “fiondarsi” verso Marte. Questo metodo innovativo, sebbene più lungo, potrebbe in futuro decongestionare il traffico delle finestre di lancio marziane, permettendo partenze più flessibili.

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