Prove di perforazione della superficie di Marte

Che ci sia ghiaccio d'acqua su Marte è ormai una cosa ben nota ed accettata dall'intero mondo scientifico. E prende sempre più piede l'ipotesi che il ghiaccio marziano possa ospitare delle nicchie biologiche che conservano esseri viventi sopravvissuti fin dal tempo in cui la superficie del Pianeta Rosso era solcata da fiumi e da laghi.

Ma per tentare di scoprire se davvero esistono dei microrganismi extraterrestri, occorre scavare. Il Mars Phoenix Lander ha mostrato che dopo pochi centimetri di profondità dalla superficie si può trovare ghiaccio d'acqua, e che le condizioni sono assai diverse da quelle che è possibile incontrare nella rarefatta e letale atmosfera marziana.
Il problema è che scavare su Marte è un'operazione per niente semplice. Se, per esempio, sulla Terra il ghiaccio fonde se riscaldato, su Marte invece sublima all'istante, saltando lo stato liquido per passare immediatamente allo stato gassoso.
Occorre quindi utilizzare le corrette tecniche di trivellazione per riuscire ad ottenere un campione valido di suolo marziano da analizzare, o meglio ancora da riportare sulla Terra.
Ma come simulare l'ambiente marziano sulla Terra? Sul nostro pianeta abbiamo alcuni ambienti naturali che possono essere paragonati a Marte: Le Dry Valleys dell' Antartide, L'isola di Devon nell'Artico Canadese, o il fiume iper-acido Rio Tinto in Spagna. Ma, per diversi aspetti, tutte queste località non riescono a fornire un panorama completo delle condizioni riscontrabili su Marte.
C'è tuttavia un luogo in mezzo a Brooklyn che può simulare in tutto e per tutto l'ambiente marziano: sono i laboratori della Honeybee Robotics, che hanno realizzato quella che è stata chiamata Mars Simulation Chamber.
La camera di simulazione marziana, una stanzetta di quasi 4 metri di altezza con una base di un metro quadrato, ha pareti spesse 4 centimetri, ed una dozzina di finestrelle per osservarne l'interno.
La Mars Simulation Chamber è in grado di essere raffreddata ad una temperatura di -80°C, e di contenere un'atmosfera prossima al vuoto. Tutte condizioni che si possono incontrare su Marte, e che possono dare un'idea di quali sfide si debbano affrontare per la ricerca della vita sul Pianeta Rosso.
Ed in questo pseudo-frigorifero si stanno svolgendo le sperimentazioni del progetto IceBite, fondato dal reparto ASTEP (Astrobiology Science and Technology for Exploring Planets) della NASA per realizzare uno scavatore robotico che possa fornire le prove dell'esistenza di vita sotto la superficie marziana.
Lo scopo è quello di ottenere campioni di terreno da una profondità di un metro e oltre sotto la superficie, per poi eseguire le analisi sul posto attraverso un laboratorio chimico e biologico automatizzato.
Il primo passo per la trivella marziana sarà quello di testare i perforatori della Honeybee direttamente in Antartide. Perchè non utilizzare la camera di simulazione? Perchè in Antartide si trova un tipo di terreno estremamente raro sulla terra, definito "permafrost secco", uno strato di terreno secco che ricopre la superficie del ghiaccio perenne. Su Marte il permafrost secco è diffuso a livello planetario, ma non sulla Terra, ed è praticamente impossibile replicarlo nella camera di simulazione della Honeybee.
Il luogo prescelto è la University Valley, una valle antartica a circa 1500 metri sopra il livello del mare, che contribuirà a risolvere alcuni dei problemi legati al progetto, ma non tutti. Non si parla infatti soltanto di perforare terreno estremamente compatto, ma anche di altri fenomeni tipicamente marziani: ad esempio, il ghiaccio si espande rapidamente durante la vaporizzazione, creando una sorta di mini-geyser che trasporta particelle di terreno e vapore acqueo in superficie. E dato che sulla Terra questo fenomeno non è naturalmente sperimentabile, ecco che entra in gioco la camera di simulazione marziana di Brooklyn.
La Honeybee sta sperimentando tre metodi di perforazione:
- Perforazione rotatoria: metodo base, simile ad un semplice trapano. Il problema è che se si incontrasse della roccia la perforazione sarebbe compromessa. Ed è il caso di Marte: il ghiaccio sub-superficiale e il terreno ghiacciato sembrano essere compatti come arenaria.
- Perforazione sonico-rotatoria: vengono indotte delle microvibrazioni nella punta della trivella, circa 100-200 al secondo, che consentono di aumentare la forza esercitata sul terreno ghiacciato senza applicare la pressione richiesta da una trivella tradizionale.
- Perforazione a rotazione e percussione: invece che creare vibrazioni, vengono create micropercussioni, 30-40 al secondo. Come colpire un chiodo rotante con un martello. Il problema è che la maggior parte dei perforatori a percussione utilizzano aria compressa, che non è possibile trovare su Marte.
Non sarà per nulla facile perforare la superficie marziana, e l'obiettivo riserva molte insidie che potrebbero compromettere la missione. Ma il terreno di Marte potrebbe ospitare forme di vita fondamentali per l'esobiologia, che si sono ricavate una nicchia di sopravvivenza per resistere al cambiamento climatico avvenuto milioni e milioni di anni fa