Roberto Orosei, ricercatore INAF, parla della scoperta di un lago di acqua liquida su Marte

Abbiamo incontrato Roberto Orosei, ricercatore dell’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica), e Principale Investigatore dello strumento MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding), installato sulla sonda Mars Express dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea). Mars Express si trova nell’orbita di Marte dal 2003. Lo strumento italiano MARSIS (un radar sottosuperficiale) – sviluppato per conto dell’ASI (Agenzia Spaziale Italiana), dall’Università La Sapienza di Roma, in collaborazione con la NASA Jet Propulsion Laboratory e gestito dall’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) – è uno strumento che invia onde radio a bassa frequenza (tra 1,5 e 5 MHz), capace di penetrare il suolo marziano fino a circa 5 km di profondità, con l’obiettivo di mappare il sottosuolo marziano. Nel 2018 MARSIS ha scoperto un lago di acqua liquida, sotto la calotta polare meridionale di Marte.

Sei il Principale Investigatore dello strumento MARSIS, installato sulla sonda Mars Express dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea). Quali sono le caratteristiche e le potenzialità dello strumento italiano MARSIS?

Quest’anno lo strumento MARSIS ha compiuto 19 anni, visto che la sonda Mars Express orbita attorno a Marte dal 2003. In realtà gli anni sono molti di più (circa 5 o 6 anni in più), se consideriamo anche la nascita del progetto. MARSIS è stato il primo radar – capace di guardare sotto la superficie – dopo un esperimento fatto nel 1972 sull’Apollo 17 della NASA. Quindi, in passato c’è stato uno strumento – utilizzato durante la missione Apollo 17 – che ha provato a sondare il sottosuolo lunare, riuscendoci; nel 2003, 31 anni dopo, lo abbiamo fatto anche noi con MARSIS, ma nell’orbita marziana. Per quanto riguarda le sue capacità, è l’unico ad aver sondato a frequenza più bassa. Cosa vuol dire? Innanzitutto la penetrazione nel suolo, cioè la capacità di andare in profondità è tanto maggiore quanto più bassa è la frequenza. MARSIS ha il record del radar più penetrante. E questo impone delle difficoltà tecniche, perché trasmettere delle frequenze così basse – parliamo di qualche megahertz – significa usare delle antenne giganti. La sonda Mars Express possiede infatti un’antenna di 40 metri, la quale è stata realizzata in America.

In altre parole, MARSIS invia delle onde verso il suolo marziano, le quali penetrano sotto la superficie marziana e, a seconda del tipo di roccia trovato durante il percorso, rimbalzano in modo differente, e ritornano indietro in modo diverso. In questo modo riuscite a capire la composizione degli strati rocciosi sotto la superficie marziana. Giusto?

Si, funziona così. Parte dell’onda elettromagnetica riesce a penetrare nel terreno, e poi viene riflessa – non dalla superficie – ma dalle superfici che si trovano sotto la superficie “principale”. Infatti, se c’è uno spazio tra il ghiaccio e la roccia – nel sottosuolo di Marte – noi avvertiamo un “eco”. Quando abbiamo identificato l’acqua – sotto la superficie marziana – l’eco proveniva da 1,5 km di profondità (l’eco in profondità era più forte dell’eco in superficie).

Quali sono state le scoperte più importanti di MARSIS in questi 19 anni?

A parte la scoperta dell’acqua, MARSIS è riuscita a mappare le calotte polari, riuscendo a capire quanto ghiaccio c’è su Marte. Questa quantità di ghiaccio – se vogliamo esprimerla in termini facilmente visualizzabili nella nostra mente – è l’equivalente di uno strato di ghiaccio, spesso 20-30 metri, spalmato su tutta la superficie di Marte. In altre parole, c’è così tanto ghiaccio ai poli marziani, che potremmo spalmarlo su tutta la superficie marziana, ottenendo uno strato spesso 20-30 metri. In realtà, la quantità di acqua che otterremmo su Marte è poca, se lo confrontassimo con la nostra Terra. Se noi riuscissimo a spalmare gli oceani terrestri su tutta la Terra, otterremmo uno strato spesso 2-3 chilometri (invece su Marte otterremmo uno strato spesso 20-30 metri).

Tutta l’acqua di Marte è rimasta concentrata nelle calotte polari – almeno quella che è in superficie – e, probabilmente, l’attuale quantità di acqua è minore rispetto a quella che c’era prima (circa 3 miliardi di anni fa). Marte ha perso gran parte della sua acqua; non sappiamo ancora esattamente quanta ne ha persa, ma certamente ne ha persa parecchia.

Una parte di quell’acqua potrebbe essere penetrata nel terreno. Ho letto qualcosa a riguardo…

Si. Allora, i più grandi serbatoi di acqua o ghiaccio (a seconda delle temperature) li troviamo ai poli di Marte, poi c’è il terreno, che in certi punti ha del permafrost, cioè del ghiaccio che riempie i pori del terreno. Se noi guardiamo Marte dall’alto, attraverso le immagini scattate dalle sonde, notiamo gli antichi segni lasciati dai corsi d’acqua e dai laghi, che hanno modellato il paesaggio. E tutto questo ci fa capire quanta acqua potrebbe essere stata presente su Marte in passato.

Ricordo che la sonda MAVEN della NASA sta studiando “l’erosione” dell’atmosfera marziana: i raggi dannosi del Sole e il vento solare hanno “strappato”, e continuano a “strappare” parte dell’atmosfera marziana. Questo fenomeno ha contribuito alla perdita di acqua del pianeta?

Anche la sonda Mars Express si è accorta di questo fenomeno, avendo a bordo uno strumento specifico. Per quanto riguarda la “fuga” dell’atmosfera, nonché la ionizzazione, cioè la perdita di ioni da parte dell’atmosfera marziana, ionizzata appunto dalla radiazione ultravioletta del Sole e trascinata dal vento solare, è un fenomeno che nel corso di miliardi di anni ha “eroso” l’atmosfera marziana, portandosi via parte dell’atmosfera e anche l’umidità (cioè parte dell’acqua che si trovava in superficie). Questo processo continua ancora oggi, seppur in quantità minore.

Quando i giornali e le riviste pubblicano le notizie “scoperta l’acqua su Marte”, oppure “scoperte molecole organiche su Marte” ecc… Noi pensiamo che siano prove ufficiali e inconfutabili. Ma, qualche anno dopo, i nuovi dati giunti dai rover o dalle sonde possono smentire le scoperte fatte qualche anno prima. Possiamo dire che i rover e le sonde ci inviano dei dati, non delle prove, ma dei dati da interpretare, e ogni scienziato le può interpretare in modo diverso?

Molte volte le notizie vengono date in modo non corretto. L’acqua su Marte c’è. Il problema è che quest’acqua è ghiacciata. La quantità di acqua marziana è poca, se la confrontiamo con l’acqua presente sulla Terra, ma sarebbe più che sufficiente per far vivere gli esseri umani sulla Terra. Basti pensare che noi umani utilizziamo solo l’acqua dolce per vivere, che rappresenta solo il 2,5% dell’acqua presente sul pianeta Terra (il restante 97,5% è acqua salata). Quindi, se prendessimo tutta l’acqua presente su Marte, e la portassimo sulla Terra, l’intera popolazione terrestre riuscirebbe comunque a vivere con l’acqua marziana.

A volte, su Marte, troviamo acqua liquida in superficie – e forse le notizie dei giornali, a cui ti riferivi, riguardano questa scoperta, perché durante l’estate marziana – soprattutto verso mezzogiorno – il terreno un pochino si scalda e, se c’è il permafrost (cioè il ghiaccio nel terreno), si crea un pò di acqua liquida, sciogliendo il permafrost (su Marte le temperature possono variare tra i -80° C e i +20° C).

Per quanto riguarda l’interpretazione dei dati, posso fare un esempio che riguarda la nostra scoperta dell’acqua. Quando abbiamo divulgato i nostri dati che – secondo noi – confermavano la presenza dell’acqua su Marte, abbiamo subito incontrato lo scetticismo dei nostri colleghi americani. Ormai è nato un ping pong tra noi e gli americani, che va avanti dal 2018. Fino ad oggi non c’è nessuna evidenza sperimentale, che contraddica la nostra interpretazione. Le varie interpretazioni ci devono essere nella scienza, è giusto, ma quando si portano avanti per troppo tempo… Potremmo utilizzare quel tempo – speso per il ping pong – per dedicarci alle altre scoperte.

La NASA, con il programma Artemis, riporterà l’umanità sulla Luna tra il 2025 e il 2028, con l’obiettivo di realizzare una base lunare permanente e, al contempo, prepararsi per lo sbarco su Marte. Per realizzare tutto questo, la NASA sta cercando un posto ricco di acqua sulla Luna e su Marte, poiché l’acqua è utile anche per estrarre l’ossigeno e l’idrogeno per il carburante dei razzi, per estrarre l’ossigeno utile alla respirazione degli astronauti e poi anche per la coltivazione delle piante, oltre per dissetare gli astronauti. Secondo te qual è il luogo ideale per un insediamento umano su Marte?

I poli marziani sono i posti peggiori dove atterrare, pur avendo tanta quantità di acqua, perché le temperature sono bassissime. E poi un anno marziano equivale a due anni terrestri, quindi rimanere un anno terrestre di fila al buio non è l’ideale (ai poli ci sono mesi in cui la luce del Sole non arriva). Il posto migliore – dove installare un insediamento – è l’equatore. Infatti, un altro radar italiano, situato nella sonda della NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) – che orbita attorno a Marte – è riuscito a trovare del ghiaccio anche vicino all’equatore, sotto la superficie. La NASA sta pensando di andare proprio lì, e di raffinare il terreno con delle macchine, con l’obiettivo di estrarre il ghiaccio.

LEGGI ANCHE –> Vela interstellare, Matthew Campbell, Ingegnere Meccanico, risponde alle nostre domande

Come è nata la tua passione per l’universo? E se potessi viaggiare nell’Universo, quale luogo visiteresti?

Sin dalle scuole primarie avevo libri sull’esplorazione spaziale, quindi non è cambiata molto la mia vita da allora. Viaggiare nel Sistema Solare sarebbe molto bello. Un posto che mi piacerebbe visitare è Proxima Centauri (la stella più vicina a noi – dopo il Sole – situata a circa 4 anni luce di distanza). Già adesso si comincia a parlare di inviare delle sonde lì con delle vele interstellari, per ridurre la durata del viaggio (con la tecnologia attuale il viaggio durerebbe circa 20.000 anni; con le vele interstellari circa 20 anni). Nella zona abitabile della stella Proxima Centauri c’è un pianeta – anche se non è favorevolissimo alla vita – perché la stella è debole e piccola, e poi tende a sparare dei getti di plasma periodicamente. Tuttavia, il pianeta rivolge sempre la stessa faccia alla stella (come fa la nostra Luna con la Terra), perciò la faccia in ombra è più al riparo dai getti di plasma e – seppur più fredda – questa zona potrebbe essere abitabile solo al crepuscolo (tra il giorno e la notte).