Perseverance: Destinazione Marte!

Perseverance è un rover molto speciale, protagonista della missione Mars2020, partito alla volta del pianeta rosso il 30 Luglio 2020 e ormai pronto alla discesa sul suolo marziano prevista per domani, 18 Febbraio 2021, alle 21:55. In attesa del grande evento, abbiamo intervistato Teresa Fornaro, astrochimica ricercatrice presso l’Osservatorio Astrofisico di Arcetri nell’ambito dell’Astrobiologia.
Il gruppo di ricerca di Astrobiologia dell’Osservatorio Astrofisico di Arcetri di cui Teresa fa parte collabora alla missione Mars2020, quindi chi meglio di lei può prepararci al tanto atteso ammartaggio?

Come mai la missione spaziale Mars2020, di cui Perseverance è protagonista, è così importante?
La missione Mars 2020 è una missione chiave per comprendere se vi è mai stata vita sul pianeta Marte. Essa ha infatti l’obiettivo di cercare segni di vita passata su Marte sia attraverso analisi di campioni marziani che verranno fatte in situ con gli strumenti a bordo del rover Perseverance, sia selezionando un set di campioni da riportare sulla Terra in una possibile futura missione di sample return. Mars 2020 rappresenta quindi potenzialmente il primo passo verso il ritorno di campioni marziani sulla Terra (presumibilmente nel 2031), e avrà un impatto scientifico multigenerazionale, in quanto i campioni che noi del team scientifico di Mars 2020 selezioneremo in situ durante i prossimi anni saranno poi investigati per decadi da migliaia di futuri scienziati nei laboratori terrestri. Questo è fondamentale per confermare la presenza di potenziali biosignature che potremo osservare sulla superficie di Marte. Infatti in missioni robotiche possono essere utilizzati strumenti molto meno sensibili rispetto a quelli che si trovano nei laboratori terrestri a causa di limitazioni nella massa e volume del payload che può essere trasportato dal rover, che quindi impone di miniaturizzare gli strumenti. Inoltre anche le capacità di manipolazione dei campioni e preparazione dei campioni per le analisi sono più limitate in una missione robotica. Per cui si potrà affermare con sicurezza di aver trovato biosignature solo attraverso analisi molto più approfondite qui sulla Terra.

Perché è importante cercare vita su Marte o in generale vita extraterrestre?
Trovare forme di vita oltre la Terra non solo risponderebbe ad alcune delle domande più importanti nel campo dell’Astrobiologia, ma avrebbe ripercussioni importanti anche sulla società, rivoluzionando la nostra prospettiva sull’unicità della vita sulla Terra. Marte, in particolare, durante il suo periodo Noachiano 4.1-3.7 miliardi di anni fa, era molto simile alla Terra per la presenza di acqua allo stato liquido, una spessa atmosfera, temperature più miti. Possedeva quindi le condizioni per lo sviluppo di forme di vita microbiche. Evidenze di queste possibili forme di vita potrebbero essere state preservate nelle rocce più antiche presenti sulla superficie di Marte, non avendo subito trasformazioni dovute alla tettonica a placche che è assente su Marte. Trovare fossili nelle rocce antiche di Marte potrebbe quindi fornire informazioni anche su possibili forme primitive di vita le cui tracce sono invece state spazzate via sulla Terra a causa della tettonica a placche e fare luce sull’origine della vita sulla Terra.

Quando si parla di missioni astrobiologiche su Marte si pensa subito ai marziani, cosa cercano realmente gli astrobiologi?
Noi astrobiologi cerchiamo diversi tipi di biosignatures. Quelle molecolari, cioè molecole organiche di indubbia origine biologica. Quelle morfologiche, cioè organismi fossilizzati. Quelle chimiche, cioè elementi chimici chiave in processi biologici. Quelle mineralogiche, cioè minerali che si formano in seguito ad attività biologica. Infine frazionamento isotopico, in quanto i processi biologici prediligono isotopi leggeri che richiedono meno energia per i legami.

Cosa farà Perseverance una volta arrivato a destinazione?
Una volta arrivato a destinazione, nei primi 30 giorni Perseverance farà tutti i controlli della funzionalità dei suoi strumenti e farà volare l’elicottero Ingenuity immagazzinato al suo interno, come dimostrazione tecnologica di volo nella sottile atmosfera marziana. Solo dopo inizieranno le operazioni scientifiche vere e proprie.

Parliamo del luogo di atterraggio, il cratere Jezero, come mai è così speciale?
Il cratere Jezero è stato scelto perché è un sito considerato abitabile nel passato di Marte. L’età del cratere, 3.5 miliardi di anni, corrisponde infatti ad un’epoca in cui le condizioni sul pianeta erano molto più ospitali per eventuali forme di vita e sulla Terra si erano già sviluppate forme di vita unicellulari. Le caratteristiche geomorfologiche inoltre mostrano un canyon molto probabilmente scavato da un antico fiume di cui rimane un meraviglioso delta nell’area in cui il fiume si è riversato nel cratere dando origine ad un lago, che presenta anche un canale in uscita dalla parte opposta. La presenza del lago è stata confermata dalla individuazione di depositi minerali lacustri/fluviali e deltaici. In particolare, sono stati rinvenuti minerali argillosi che si formano in seguito ad alterazione acquosa. La presenza di acqua allo stato liquido è fondamentale per lo sviluppo di vita cosi come noi la conosciamo. Durante la missione andremo a cercare biosignature nei sedimenti sul fondo del lago, dove si trovano le argille, che hanno un elevato potenziale di preservazione delle biosignature, e nei depositi deltaici dove si trova silice idrata, e poi proseguiremo nell’esplorazione del bordo ovest del cratere dove si trova una regione ricca di carbonati.

Si è parlato della presenza di carbonati perché hanno un ruolo fondamentale in astrobiologia?
La presenza di carbonati è stata una delle ragioni principali per la scelta di Jezero come sito di atterraggio. Non si sa se questi carbonati siano stati depositati prima della formazione del lago oppure si siano formati nel lago per precipitazione in seguito ad evaporazione dell’acqua, ma nell’ipotesi in cui effettivamente questi si siano formati sulle sponde di un antico lago, questi potrebbero aver ben preservato testimonianze di vita passata e del clima. Infatti, sulla Terra i carbonati aiutano a formare strutture che sono sufficientemente resistenti da sopravvivere in forma di fossili per miliardi di anni, come si osserva per esempio nel caso delle conchiglie, coralli e alcune stromatoliti, che sulla Terra sono rocce che si formano per azione di vita microbica antica. Oltre a preservare segni di vita passata, i carbonati forniscono anche informazioni sulla transizione da un ambiente caratterizzato dalla presenza di acqua allo stato liquido sulla superficie e una spessa atmosfera, ad un ambiente arido e gelido come quello attuale. Questo perché i carbonati si formano in seguito all’interazione di acqua liquida e anidride carbonica e quindi conservano info su possibili cambiamenti nel tempo di queste interazioni, dando così indizi su come e quando sia avvenuto l’essiccamento del pianeta.

Qual è il contributo del vostro laboratorio per la missione Mars2020?
Il nostro gruppo di ricerca presso l’Osservatorio Astrofisico di Arcetri si occupa di assistere l’analisi e l’interpretazione dei dati degli strumenti SuperCam e SHERLOC a bordo del rover per identificare biosignature molecolari nel suolo marziano. In particolare, supporteremo il team scientifico attraverso simulazioni di laboratorio dell’ambiente marziano, in cui studieremo possibili fenomeni di degradazione di composti organici adsorbiti su analoghi dei minerali presenti nel cratere Jezero in condizioni di irraggiamento, temperatura e atmosfera marziane. Questo ci consentirà di valutare lo stato di preservazione di eventuali organici che troveremo in situ analizzando campioni di suolo marziano con gli strumenti a bordo del rover e ci darà indicazioni sulla loro possibile origine abiotica o biotica.

Come si distingue l’approccio chimico da quello astrofisico all’astrobiologia?
L’Astrobiologia è fortemente multidisciplinare. Per affrontare la varietà di domande fondamentali in Astrobiologia sono necessarie competenze di astrofisica, geologia, chimica, e biologia, e gli approcci dal macroscopico al microscopico sono perfettamente complementari. Io sono un chimico e non mi sono mai sentita un pesce fuor d’acqua lavorando con astrofisici all’Osservatorio Astrofisico di Arcetri. Anzi, fin dal primo giorno in cui ho iniziato a lavorare nel laboratorio di Astrobiologia di John Brucato, quando ero ancora una studentessa magistrale, sono stata trattata come un collaboratore fondamentale per la nuova e complementare expertise che portavo all’interno del gruppo, composto anche da biologi, ingegneri e fisici. 

Mars2020 è solo una di una serie di missioni a tema marziano? Cosa vi aspettate dalle prossime?
Nel 2022 vi sarà la missione dell’Agenzia Spaziale Europea ExoMars. Questa esplorerà la sottosuperficie per la prima volta, raggiungendo 2 metri di profondità, dove ci aspettiamo di trovare biosignature molto più preservate rispetto a quelle che potranno essere rinvenute sulla superficie marziana, che avranno subito maggiore degradazione da parte di radiazioni ionizzanti e ossidanti.

Stiamo parlando di una missione di grande portata quanto tempo è stato necessario per la preparazione? Quante persone sono coinvolte?
La missione ha richiesto più di 7 anni di preparazione. Tra scienziati e ingegneri siamo più di 400 persone.

Ci siamo, ora siamo decisamente pronti all’ammartaggio di Perseverance e per questo ringraziamo Teresa per la sua disponibilità e vi ricordiamo che domani sarà in diretta su Rai News 24 dalle 21:30 per commentare l’evento. Non ci resta altro da dire se non… GO PERSEVERANCE!