Due articoli pubblicati sulla rivista “Nature” riportano i principali risultati del primo anno di lavoro della sonda spaziale Trace Gas Orbiter (TGO) di ESA e Roscosmos, parte del programma ExoMars. Un articolo riguarda l’impatto della tempesta globale che ha coperto il pianeta Marte di una coltre di polvere sull’acqua nell’atmosfera mentre l’altro articolo riporta la mancanza di rilevazioni di metano vanificando almeno per ora le speranze di scoprirne l’origine. Un terzo articolo sottoposto alla rivista “Proceedings of the Russian Academy of Science” offre la mappa più dettagliata creata finora del ghiaccio d’acqua e dei minerali idrati presenti immediatamente sotto la superficie del pianeta rosso.
La sonda spaziale TGO ha raggiunto l’orbita di Marte nell’ottobre 2016 ma per oltre un anno ha compiuti le manovre necessarie ad abbassare la sua orbita fino a circa 400 chilometri sopra la superficie del pianeta. Solo nell’aprile 2018 ha finalmente potuto cominciare la fase principale della sua missione primaria, che è quella di studiare l’atmosfera marziana con strumenti in grado di analizzare i gas presenti in piccole tracce con una precisione molto maggiore rispetto a qualsiasi altro strumenti precedente.
Uno dei misteri di Marte è la presenza di metano, rilevata nel corso degli anni da diversi strumenti e confermata anche in una recente ricerca. La sonda spaziale TGO ha fornito nel suo primo anno di missione scientifica la più dettagliata analisi globale ottenuta finora ma si tratta di un risultato che sucita perplessità perché il limite superiore rilevato è di 0.05 ppmv (parti per miliardo volume), un valore tra 10 e 100 volte inferiore a tutte le rilevazioni riportate in precedenza.
Secondo Oleg Korablev dell’Istituto di Ricerche Spaziali all’Accademia delle Scienze Russa di Mosca, principale investigatore dello strumento ACS (Atmospheric Chemistry Suite) usato per le rilevazioni, il risultato ottenuto suggerisce un’assenza globale di metano. Queste misurazioni sembrano cozzare con le rilevazioni precedenti e una soluzione può essere in un processo che distrugge il metano vicino alla superficie di Marte impedendogli di raggiungere elevate altitudini.
Questo è il risultato di un anno di rilevazioni ma gli scienziati che studiano il mistero del metano su Marte si rendono conto che hanno un quadro ancora parziale della situazione, il motivo per cui la sonda spaziale TGO continua il suo lavoro. Non è neppure chiaro cosa abbia prodotto il metano rilevato nel corso degli anni e si tratta della domanda più importante dato che potrebbe trattarsi di un processo geologico ma anche di uno biologico.
Lo strumento ACS, in questo caso assieme a NOMAD (Nadir and Occultation for MArs Discovery), è stato usato anche per studiare l’acqua presente nell’atmosfera marziana. Questo lavoro è stato influenzato dalla tempesta globale che ha ricoperto il pianeta rosso per mesi avendo come vittima il Mars Rover Opportunity della NASA. Infatti, la sonda spaziale TGO ha monitorato l’influenza dell’aumento di sabbia sul vapore acqueo presente nell’atmosfera.
I due strumenti hanno permesso di mappare la distribuzione di vapore acqueo e di acqua contenente un atomo di deuterio dalle vicinanze della superficie di Marte a oltre 80 chilometri di altitudine. L’immagine in alto (ESA/ATG medialab) mostra come gli strumenti della sonda spaziale TGO osservino l’assorbimento della luce solare nell’atmosfera marziana per rilevarne la composizione.
Dopo l’inizio della tempesta globale, ci sono voluti solo pochi giorni perché il vapore acqueo nell’atmosfera aumentasse notevolmente. Non è una sorpresa perché i modelli indicavano che la sabbia assorbe le radiazioni solari scaldando il gas circostante e facendolo espandere, a sua volta ridistribuendo altri ingredienti, tra cui l’acqua, verticalmente. Viene anche generato un maggior contrasto di temperature tra equatore e regioni polari con il risultato di rafforzare la circolazione atmosferica. Le temperature più elevate permettono la formazione di meno nuvole di ghiaccio d’acqua, che normalmente confinerebbero il vapore acqueo ad altitudini inferiori.
L’acqua è presente su Marte sotto forma di ghiaccio nel sottosuolo e lo strumento FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector) ha mappato la distribuzione dell’idrogeno nel metro superiore della superficie del pianeta rosso. L’idrogeno indica la presenza d’acqua oppure di minerali idrati. La mappa nell’immagine in basso (ESA; spacecraft: ATG/medialab; data: I. Mitrofanov et al (2018)) è la prima ottenuta ma le rilevazioni continueranno perciò verrà migliorata nel tempo.
Tra conferme e sorprese, la sonda spaziale TGO sta dimostrando l’eccellente funzionamento dei suoi strumenti, che hanno già raccolto dati più precisi rispetto a vari altri strumenti usati in precedenza su Marte. Si tratta di lavori lunghi e complessi ma misteri come quello del metano potrebbero essere risolti anche grazie ai dati che verranno raccolti durante il programma ExoMars.
