Abbiamo incontrato Michael Hecht, scienziato ricercatore, direttore associato dell’Osservatorio Haystack del Massachusetts Institute of Technology, MIT (l’Università più prestigiosa al mondo) e Principale Investigatore dello strumento “MOXIE“, installato all’interno del rover Perseverance della NASA, attualmente sul pianeta Marte. L’obiettivo di “MOXIE” è produrre ossigeno dall’anidride carbonica presente nell’aria di Marte. Michael Hecht, in passato, ha lavorato come Fisico per 30 anni alla NASA JPL (Jet Propulsion Laboratory), a Pasadena, California (USA). E’ stato anche vice direttore del progetto “Event Horizon Telescope” (la rete di telescopi che è riuscita a fotografare il primo buco nero della storia, nel 2019).
ll team del rover Perseverance del NASA’s Jet Propulsion Laboratory, ha attivato i microfoni dedicati all’ascolto dei suoni marziani, per permettervi di ascoltare i suoni dell’ossigeno estratto su Marte dalla CO2 (l’anidride carbonica). Perché è importante ascoltare il suono dell’ossigeno, durante l’estrazione?
Quello che ascoltiamo è il suono di un compressore. L’aria marziana è molto rarefatta. Questo è quello che facciamo: creiamo qualcosa dal nulla. Quindi, ci sono due parti del processo: durante la prima parte, MOXIE filtra e pompa l’anidride carbonica marziana in un compressore, il quale comprime l’aria. La seconda parte del processo preleva l’anidride carbonica compressa e la trasforma in ossigeno. Quindi, quando fai funzionare una pompa o un compressore, devi capire se funzionano correttamente; e in questo caso puoi capirlo attraverso il suono che emana il compressore o la pompa, mediante il microfono del rover Perseverance.
Lo strumento MOXIE, aspirando l’aria marziana ricca di anidride carbonica, riesce ad estrarre da esso ossigeno puro al 100%, il quale servirà per far respirare gli astronauti su Marte, e anche per alimentare i motori a razzo. Questo risultato mi ricorda ciò che è accaduto agli astronauti dell’Apollo 1 nel 1967, i quali morirono bruciati all’interno della loro navicella, proprio per colpa dell’ossigeno puro. Dopo quell’episodio drammatico, all’interno delle navicelle spaziali si è deciso di mescolare l’ossigeno con l’azoto (proprio come l’aria che respiriamo sulla Terra). Su Marte pensate di mescolare l’ossigeno con l’azoto, per la respirazione degli astronauti?
Questa è una domanda molto interessante. Ci sono due ragioni per cui produciamo ossigeno: il primo è produrre ossigeno per i motori a razzo, i quali serviranno per riportare gli astronauti a casa (questo è il motivo numero uno, per cui produciamo ossigeno su Marte, poiché occorrerebbero 25 tonnellate di ossigeno per far funzionare i motori a razzo, e far tornare a casa quattro astronauti). Per quanto riguarda l’ossigeno dedicato alla respirazione degli astronauti, sicuramente lo potremo mescolare con l’azoto. Fortunatamente su Marte c’è anche l’azoto, e lo si potrebbe ricavare senza problemi. Quindi, la prima cosa da fare è produrre ossigeno puro e, successivamente, aggiungere azoto per far respirare gli astronauti (l’atmosfera di Marte è ricca di anidride carbonica per il 95%, ma c’è anche un 5% di azoto e di argon).
Il prossimo MOXIE, che gli astronauti porteranno su Marte, dovrebbe produrre circa 26 o 27 tonnellate di ossigeno (per far respirare gli astronauti e alimentare i motori a razzo). Quali potrebbero essere le caratteristiche del successore di MOXIE?
Il sistema su vasta scala, del successore di MOXIE, peserebbe circa una tonnellata, e sarà grande come una piccola lavatrice. Ci saranno due differenze, rispetto all’attuale MOXIE: la prima è che dovrà funzionare in continuazione per 1 anno, senza mai spegnersi (l’attuale MOXIE, situato nel rover Perseverance, funziona solo per 1 ora al mese). Il motivo per cui l’attuale MOXIE funziona così poco, è perché non abbiamo energia sufficiente per farlo funzionare senza sosta (il rover Perseverance ha tantissimi altri strumenti, quindi deve usare l’energia anche per le altre macchine). La nostra idea è trasportare il prossimo MOXIE su Marte, prima dell’arrivo degli astronauti, e cominciare immediatamente a produrre ossigeno; in questo modo quando arriveranno gli astronauti troveranno già le bombole piene di ossigeno, prodotte su Marte.
Se riuscissimo a trovare l’acqua su Marte (liquida o ghiaccio d’acqua nel sottosuolo), sarebbe più facile estrarre l’ossigeno dall’acqua o dall’atmosfera come fa MOXIE?
Su Marte c’è molto ghiaccio. Ma i Geologi preferirebbero far atterrare gli astronauti in posti molto secchi, senza ghiaccio, proprio per poter studiare meglio la geologia marziana, la quale ha una storia di miliardi di anni. Il ghiaccio in abbondanza puoi trovarlo ai poli del pianeta (Polo Nord e Polo Sud). In realtà penso che sia molto difficile estrarre l’ossigeno dall’acqua marziana. In teoria potresti farlo, ma è più facile estrarre l’ossigeno dall’aria. Qualora decidessimo di estrarre da Marte tutto il carburante per i motori a razzo (i motori a razzo hanno bisogno di ossigeno e idrogeno), allora, in quel caso, l’ossigeno lo prenderemmo dall’aria (come stiamo già facendo), e l’idrogeno dall’acqua marziana (la molecola dell’acqua è H2O, quindi potremmo ricavare anche l’idrogeno).
Lo strumento MOXIE è in grado di funzionare nelle varie stagioni di Marte e durante le tempeste di sabbia?
La risposta è si. La densità dell’aria varia dalla notte di tarda primavera al giorno di fine estate. MOXIE è riuscito a funzionare anche nel periodo peggiore dell’anno, e durante una tempesta di sabbia.
Per quanto riguarda il tuo secondo progetto: “Event Horizon Telescope”. Il quale, grazie alla collocazione di circa 8 telescopi sparsi sulla Terra, e usati contemporaneamente per osservare lo stesso buco nero, trasformando così il pianeta Terra in un gigantesco telescopio, che guarda nella stessa zona, siete riusciti a fotografare, per la prima volta nella storia, un buco nero nel 2019. Si parla di un buco nero 2,5 miliardi di volte più grande del nostro Sole. Qual è la caratteristica che ti ha sorpreso di più di questo buco nero?
Nel 2019 abbiamo fotografato il buco nero M87, situato al centro di una galassia, lontana 56 milioni di anni luce da noi. Molti astronomi attendevano quel momento, e per riuscirci abbiamo lavorato molto duramente. M87 è grande miliardi di Soli (circa 6,6 miliardi di volte il nostro Sole). Ci sono voluti due anni per ottenere l’immagine di M87.
Hai lavorato sia nel mondo “microscopico”, cioè tutto ciò che è estremamente piccolo, come l’atomo di ossigeno; e sia nel mondo “macroscopico” come ad esempio i buchi neri. Cosa ti hanno insegnato questi due mondi? E come ti appare la vita quotidiana, dopo questi due progetti così diversi?
Sono partito dagli atomi e sono arrivato ad una scala “umana”, che è lo strumento MOXIE; dopodiché sono entrato nel mondo dell’astrofisica, che mi ha portato fino al buco nero M87. Per questo mi ritengo una persona molto fortunata. Ho avuto l’opportunità di lavorare su tutte queste entusiasmanti domande, che spaziano dalla scienza alla tecnologia. Non potrei chiedere di più. Cosa hanno in comune questi due mondi? Entrambi mi permettono di risolvere gli enigmi. Questo è davvero ciò che mi eccita del mio lavoro: posso vedere un atomo e una galassia. Ciò che mi stupisce di più, è che entrambi hanno le stesse regole da seguire, per poter riuscire a risolvere l’enigma. Le regole da seguire non sono esattamente le stesse, ma sono molto simili.