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JAXA: la Martian Moons eXplorations entra nella fase di sviluppo

24 febbraio 2020
L'agenzia spaziale giapponese ha approvato la fase di sviluppo di una missione per recuperare un campione dalla luna marziana Phobos con ritorno sulla Terra il cui lancio è previsto nel 2024.

La missione Martian Moon eXploration (o MMX) tenterà di riportare i primi campioni di Phobos per l'analisi nei laboratori sulla Terra, dove gli scienziati sperano di rintracciare le origini delle lune marziane per determinare se fossero asteroidi catturati dalla gravità di Marte o se si siano formati da detriti rocciosi generati da un antico impatto sul pianeta.
L'agenzia giapponese JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) e altri funzionari del governo giapponese hanno approvato ufficialmente il progetto MMX lo scorso mercoledì dando il via alla fase di sviluppo. La JAXA ha iniziato a studiare la fattibilità di una missione di recupero campioni su Phobos nel 2015 e i funzionari giapponesi hanno ricevuto promesse di contributi alla missione MMX dagli Stati Uniti e dall'Europa. Il lancio della sonda MMX è previsto nel settembre 2024 a bordo di un razzo giapponese H3. L'esploratore arriverà in orbita attorno a Marte nell'agosto del 2025 e atterrerà su Phobos, una delle sue lune con un diametro medio di circa 22 chilometri. La sonda recupererà almeno 10 grammi di materiale dalla superficie della luna utilizzando un sistema di raccolta a carotaggio capace di scavare almeno a 2cm di profondità e rilascerà un rover tedesco-francese per esplorare il terreno e la composizione chimica di Phobos per circa tre mesi. In seguito MMX eseguirà diversi sorvoli ravvicinati di Deimos, la più piccola delle due lune di Marte, prima di lasciare l'orbita di Marte nel 2028 e rientrare sulla Terra dove una capsula di ritorno campioni rientrerà nell'atmosfera consegnando i campioni raccolti a Phobos.

Marte: il guardiano

Marte è un punto centrale per la comunità scientifica internazionale data la sua importanza come possibile pianeta abitabile. Mentre oggi la superficie di Marte non è attualmente in grado di sostenere la vita, si ritiene che il pianeta abbia avuto in passato un ambiente più simile alla Terra, inclusa la presenza di oceani di superficie. L'acqua può anche esistere ancora sotto la superficie del pianeta ma, per comprendere l'evoluzione di Marte e lo sviluppo dell'abitabilità della Terra, dobbiamo sapere come Marte ha acquisito la sua acqua, scopo principale di queste missioni JAXA.
Si pensa che i pianeti terrestri nel nostro Sistema Solare orbitino troppo vicino al Sole per mantenere i composti organici volatili durante la loro formazione e si ipotizza che l'acqua e le sostanze organiche siano state erogate tramite comete e asteroidi che si sono formati nelle regioni più fredde del Sistema Solare esterno. La distanza dalla stella entro la quale l'acqua può congelare nel ghiaccio è nota come Frost Line, o limite della neve, un punto che si trova appena oltre l'orbita di Marte. Una tale impronta potrebbe quindi risiedere nella composizione delle lune la cui formazione è fortemente dibattuta. Con diametri rispettivamente di 23 km e 12 km, Phobos e Deimos assomigliano ad asteroidi e potrebbero essere stati catturati dalla gravità di Marte mentre vagavano all'interno dalla cintura di asteroidi. In tal caso la coppia sarebbe una sorta di capsula per il trasporto dell'acqua attraverso Marte verso i pianeti terrestri. In alternativa le lune potrebbero essersi formate durante un impatto gigantesco con Marte e questo le renderebbe contenitori di frammenti del primo ambiente marziano, rivelando come l'acqua andava e veniva sul Pianeta Rosso. Entrambe le possibili origini forniranno comunque importanti indizi su come l'acqua sia giunta ai pianeti interni.

Verso l'esplorazione umana

La missione MMX è il passo successivo nell'esplorazione di piccoli corpi con ritorno di campioni iniziato con il viaggio di Hayabusa verso l'asteroide Itokawa. Ad essa è seguita la missione Hayabusa2 che attualmente sta tornando sulla Terra portando un campione di materiale dell'asteroide Ryugu.
La tecnologia di queste missioni sarà ulteriormente sviluppata per MMX che dovrà restituire un campione da un piccolo corpo in orbita all'interno della fascia di attrazione gravitazionale di un pianeta. L'uso di un carotatore per raccogliere un campione superiore ai 10g è molto diverso dalla missione Hayabusa2 che ha toccato brevemente la superficie dell'asteroide per raccogliere un campione minimo di 0,1g. Questi progressi tecnologici andranno a beneficio delle future missioni, comprese quelle volte a inviare un equipaggio umano su Marte. Infatti Phobos e Deimos sono stati considerati come una possibile base umana nel sistema marziano. Il veicolo spaziale MMX testerà e dimostrerà la tecnologia necessaria per entrare e uscire dall'attrazione gravitazione di Marte, atterrare e navigare sulla superficie di corpi a bassa gravità e dispiegare attrezzature per compiti come il campionamento della superficie. La missione misurerà anche l'ambiente di radiazione che è un'importante fonte di preoccupazione per gli esseri umani che viaggeranno oltre la magnetosfera protettiva della Terra.

La scelta di Phobos

Phobos era considerata la luna più scientificamente desiderabile per la raccolta dei campioni. Attualmente esistono molti dati su questa luna che aiutano a restringere la posizione migliore per il campionamento della superficie. Phobos ha anche regioni che suggeriscono due diverse composizioni mentre Deimos ne ha solo una, ciò implica che potrebbero essere disponibili più informazioni da un campione di Phobos che dal suo fratello. Inoltre, l'orbita più vicina a Marte significa che il materiale proveniente dalla superficie marziana dovrebbe essere più numeroso su Phobos che su Deimos, consentendo un'ulteriore fonte di informazioni sull'evoluzione di Marte.
Raggiungere la luna interna richiede più propellente rispetto a Deimos ma il peso extra è stato approvato nel design del veicolo spaziale. Una preoccupazione per tutte le missioni spaziali planetarie è il rischio di contaminazione, per il quale JAXA è conforme alla Politica di protezione planetaria (PPP) stabilita da COSPAR. Le simulazioni eseguite dai ricercatori di JAXA hanno mostrato una trascurabile possibilità che gli organismi vengano raccolti dalla navicella spaziale MMX, consentendo alla missione di avere la stessa politica di protezione planetaria di Hayabusa2.

Una collaborazione internazionale

Il veicolo spaziale MMX è dotato di undici strumenti, quattro dei quali saranno forniti da partner internazionali della NASA (USA), ESA (Europa), CNES (Francia) e DLR (Germania). Gli strumenti costruiti da JAXA includono la fotocamera telescopica (ad angolo stretto) TENGOO, per l'osservazione di terreni dettagliati, la fotocamera grandangolare OROCHI, per l'identificazione di minerali idratati e materia organica, l'altimetro laser LIDAR, il monitor della polvere Circum-Martian CMDM, l'analizzatore di spettro di massa MSA, per studiare gli ioni carichi attorno alle lune, il dispositivo di campionamento SMP e la capsula di ritorno del campione, e il monitoraggio dell'ambiente di radiazione IREM.
La NASA contribuirà con lo spettrometro a raggi gamma e neutroni MEGANE , per esaminare gli elementi che costituiscono le lune marziane e anche il campionatore P: un dispositivo di campionamento pneumatico. CNES sta costruendo MacrOmega, uno spettrometro a infrarossi vicini in grado di identificare la composizione minerale, e sta lavorando con DLR per progettare un rover per esplorare la superficie lunare. L'ESA fornirà inoltre assistenza per le apparecchiature di comunicazione nello spazio profondo.
La missione MMX è quindi una collaborazione internazionale per indagare su una delle aree inesplorate più importanti del Sistema Solare per capire sia come nasce un pianeta abitabile che come gli umani potrebbero svolgere esplorazioni oltre il nostro mondo.

fonti: JAXA

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