“La superficie della Terra è la riva dell’oceano cosmico. Da essa abbiamo imparato la maggior parte di ciò che sappiamo. Recentemente, ci siamo spinti un po’ più verso il mare, abbastanza da inumidire le dita dei piedi o, al massimo, bagnare le nostre caviglie. L’acqua sembra invitarci. L’oceano chiama”. Con questa poetica metafora del grande astronomo Carl Sagan si apre The Global Exploration Roadmap, il documento che le 12 principali agenzie spaziali del mondo hanno messo su per coordinare gli sforzi nell’esplorazione del sistema solare. Dopo il primo documento elaborato nel 2011, l’International Space Exploration Coordination Group (ISECG) ha rilasciato ora una nuova roadmap che pone lo sbarco dell’uomo su Marte come meta finale.

La ISS come banco di prova.

Le 12 agenzie spaziali dell'ISECG, tra cui quella italiana.in foto: Le 12 agenzie spaziali dell'ISECG, tra cui quella italiana.

Per raggiungerla saranno messe in campo una serie di iniziative preparatorie, che prevedono anche il ritorno sulla Luna, il prolungamento della permanenza nello spazio degli astronauti e lo sbarco su un asteroide. Alla base c’è la considerazione che gli sforzi delle agenzie spaziali devono essere quanto più possibili congiunti. Il modello della ISS, che ha visto la partecipazione di americani, russi ed europei, sarà esteso anche alla futura missione su Marte. Anche l’India ha aderito al gruppo di lavoro, mentre il Giappone già collabora da tempo con le agenzie occidentali. Spicca come sempre l’assenza della Cina, che conduce i suoi programmi spaziali senza condividere i dettagli con il resto del mondo.

La ISS è il perno della nuova strategia per l’esplorazione. La Stazione Spaziale dovrebbe prolungare la sua attività anche oltre il 2020, data della prevista dismissione. Già dall’anno prossimo inizieranno le prime missioni di lunga durata a bordo della stazione, fino a un anno rispetto agli attuali sei mesi. Ciò permetterà di comprendere meglio le conseguenze dell’esposizione prolungata ai raggi cosmici e alla microgravità. Il secondo punto consiste nel proseguire le missioni robotiche, soprattutto su Marte, per testare le tecnologie necessarie alle missioni umane e favorire lo sviluppo di interfacce uomo-macchina. Il terzo punto prevede lo sviluppo dei nuovi sistemi di trasporto e propulsione.

Missioni robotiche.

In questo senso, la NASA il prossimo anno testerà la nuova navicella Orion e il nuovo lanciatore pesante in grado di superare l’orbita terrestre; una versione superiore sarà in grado di portare anche gli astronauti su Marte. Anche la Russia si è posta lo stesso obiettivo per dotarsi di un lanciatore più potente del Soyuz e di una navicella abitabile in grado di portare i cosmonauti sulla Luna. Infine, la strategia prevede di proseguire con i test in ambienti simulati, come le numerose missioni in ambienti desertici che la NASA sta conducendo per preparare gli astronauti alle condizioni su Marte.

Nuovi sistemi di trasporto automatici e con equipaggio saranno indispensabili per raggiungere le mete oltre l'orbita terrestre.in foto: Nuovi sistemi di trasporto automatici e con equipaggio saranno indispensabili per raggiungere le mete oltre l'orbita terrestre.

Le missioni robotiche puntano a testare nuovi strumenti, principalmente per il rientro automatico sulla Terra di campioni del suolo. Sarà questo l’obiettivo sia della missione Luna-29 dell’agenzia spaziale russa che di Selene-3 della Jaxa, l’agenzia giapponese, previste rispettivamente nel 2021 e 2022. La Jaxa sta investendo moltissimo nella tecnologia di sample return (“ritorno di campioni”): nel 2015 lancerà Haybusa2, che dovrebbe riportare a terra campioni raccolti su un asteroide nel 2020. E proprio nel 2020 conta di lanciare la “Mars Precursor Mission”, per raccogliere e riportare sul nostro pianeta campioni di suolo marziano. La NASA ha in programma un’analoga missione su un asteroide NEO nel 2016 (“Osiris-Rex”), mentre l’ESA sta lavorando per una missione nel 2022 sempre su un asteroide (“Marco Polo-R”).

Cosa resta da fare per andare su Marte.

Gli asteroidi restano gli obiettivi più a portata di meno nel breve periodo. La loro vicinanza alla Terra e la gravità bassissima rendono facile ed economico l’atterraggio e il decollo. Per questo l’amministrazione Obama ha deciso di anteporre lo sbarco di astronauti su un asteroide al più complesso ritorno sulla Luna. La missione umana su un asteroide è prevista dalla NASA tra il 2020 e il 2025, circa dieci anni prima del previsto sbarco su Marte. Per allora, gli osservatori scommettono che astronauti cinesi saranno già sbarcati sulla Luna. Ma una missione sul Pianeta Rosso è tutt’altra cosa. Per riuscirci sarà necessario non solo unire gli sforzi a livello internazionale, ma anche risolvere numerosi ostacoli tecnici.

Propulsione nucleare termica ed elettrica, pannelli solari più potenti sono tra gli obiettivi tecnologici della road map.in foto: Propulsione nucleare termica ed elettrica, pannelli solari più potenti sono tra gli obiettivi tecnologici della road map.

La Roadmap presenta una lista delle cose da fare prima di poter giungere su Marte. Oltre ai nuovi sistemi di trasporto, in fase di sviluppo, si dovrà lavorare sulla propulsione. In particolare, a un sistema criogenico ossigeno liquido/metano per il lander che atterrerà su Marte, a una tecnologia di stoccaggio del propellente criogenico, a un sistema di propulsione elettrica e a un motore nucleare termico per abbreviare i tempi di viaggio. Bisognerà sviluppare nuove tute spaziali per la Luna e Marte, più grandi e potenti pannelli solari spaziali, batterie di lunga durate per lo stoccaggio dell’energia, unità di soccorso medico durante i voli spaziali, scudi per la protezione da radiazioni spaziali, mezzi per la mobilità sulla superficie di Luna e Marte – in coordinamento con robot automatici – in grado di mitigare il problema della polvere, e ancora molto molto altro. Una lista della spesa che mette nero su bianco le sfide tecnologiche del prossimo futuro, da testare in orbita bassa, sugli asteroidi e sulla Luna prima di avventurarsi finalmente in mare aperto, verso Marte.