6. LA CONQUISTA DELLO SPAZIO

6.2 ESPLORAZIONE DELLO SPAZIO

Science, 19 Feb 93, Vol. 259, pg 1118 - Random Samples - Nel 1997 robot russi e americani invaderanno Marte. I robot russi avranno un peso di 80 Kg con un costo di 20 M$, quelli americani (JPL) peseranno solo 8 Kg con un costo di 1,2 M$. Robot grandi e piccoli costituiranno un esercito che attraverserà la superficie di Marte fermandosi qua e là.

Science, 19 Mar 93, Vol. 259, pg. 1687 - Faye Flam - Il programma della stazione spaziale Freedom subisce una nuova revisione, la terza in dieci anni. Lo scopo è quello di ridurre alla metà il costo di sviluppo di 30 miliardi di US$ ed il costo operativo in 30 anni di 100 miliardi di US$. Si passerà dall’uso continuo con equipaggio della stazione a quello parziale e ad una pianificazione di vita di 10 o 15 anni invece che 30.

Science, 28 May 93, Vol. 260, pag. 1228 - Eliot Marshall - Il Presidente Clinton ha ordinato alla NASA di mettere da parte l’attuale piano della stazione spaziale da 30 miliardi di US$ e prepararne uno che costi la metà in 90 giorni. Ci sono tre opzioni, le prime due, A e B, cercano di risolvere il problema del costo con tempi molto brevi creando una stazione rudimentale che può essere ingrandita. L’opzione A utilizzerebbe parti cannibalizzate dal progetto originale della stazione Freedom e parti off the shelf per renderla modulare. Inizialmente lo Shuttle Orbiter vi verrà agganciato per alloggiare l’equipaggio. Le attuali prescrizioni mediche richiedono che gli astronauti non stiano più di 20 giorni nello spazio. Inoltre poiché i pannelli solari non possono essere ruotati, tutta la stazione deve essere riorientata ogni 2 -3 mesi e quindi gli esperimenti di microgravità non possono durare più di circa 60 giorni. L’opzione B è la più vicina al progetto originale della NASA in quanto parte con la metà del progetto originale e crescerà man mano che il budget lo permetterà. Il lavoro di montaggio e manutenzione sarà però maggiore, richiederà 10 voli dello shuttle (60 milioni di US$ ciascuno) ed i tempi saranno più lunghi. L’opzione C produce subito una struttura capace di mantenere un equipaggio permanente di 4 persone da inviare in una sola volta. Il progetto è però critico per la sua novità, inoltre la stazione deve ruotare per orientare i pannelli solari e ciò renderà impossibili gli esperimenti di microgravità. Qualunque sia la soluzione, è probabile che venga adottata un’orbita più inclinata rispetto all’equatore, 51,6 gradi invece di 28,5, per permettere ai russi di arrivare alla stazione con una capsula Soyuz in caso di necessità, ciò richiederà un maggiore consumo per gli shuttle e quindi un minor carico pagante.

Science, 12 Nov 93, Vol. 262, pg. 979 - Science Scope - Il Pluto Flyby-two, la piccola sonda che dovrebbe arrivare fino a Plutone ed alla sua luna Caronte nel 2007 con il lancio nel 2000, è diventato a rischio di cancellazione dopo che la NASA ha chiesto di limitarne il costo a circa 500 milioni di US$. Il costo preventivato era di 1,3 miliardi di US$ ridotto ora a 1 miliardo dal JPL. La richiesta di finanziamento è prevista nel Budget 1996.

Science, 3 Jun 94, Vol. 264, pg. 1391 - Science Scope - La US Air Force aiuterà gli astronomi a seguire asteroidi e comete che possono entrare in collisione con la Terra. Infatti l’Air Force renderà disponibili uno o alcuni dei suoi telescopi da inseguimento per il programma Spaceguard proposto nel 1992 dalla NASA per creare una rete di telescopi aventi lo scopo di seguire le orbite dei grandi asteroidi che incrociano la Terra.

Science, 3 Jun 94, Vol. 264, pg. 1396 - Michael Balter - L’ESA sta pianificando un programma europeo per l’esplorazione della Luna con una stazione lunare abitata entro il 2020. Il primo passo sarà una sonda dal costo di 400 milioni di US$ che scenderà sulla Luna per provare le possibilità di una stazione astronomica sul nostro satellite e le nuove tecnologie per estrarre ossigeno dalle rocce lunari. Tutti concordano che la superficie lunare è un posto ideale per l’osservazione astronomica e, data la sua bassa sismicità, è adatta come piattaforma per sistemi interferometrici con cui ottenere immagini ad alta risoluzione di oggetti molto distanti.

Science, 16 Sep 94, Vol. 265, pg. 1659 - Peter Aldhous - L’idea di inviare una sonda sopra il polo sud del Sole per osservare il vento solare nella zona meno disturbata dal campo magnetico è nata nel 1959, ma solo nel 1970 ESA e NASA si accordarono sull’idea del progetto. Il programma fu ritardato prima dalle riduzioni di bilancio della NASA poi, nel 1986 e per altri 4 anni, dal disastro del Challenger. Infine la sonda Ulysses, costruita dall’ESA, nel 1992, sfruttando l’effetto fionda nel suo avvicinamento con Giove, ha raggiunto i 36 gradi di latitudine sud dell’equatore solare circa un anno fa; il 13 settembre scorso ha raggiunto la latitudine più alta di 80,2 gradi e fra circa un anno passerà per il polo nord. Già a 40 gradi di latitudine Ulysses ha registrato un incremento delle radiazioni cosmiche. Gli scienziati sperano che il progetto continuerà con una seconda orbita intorno al sole e che la sonda possa rimanere in funzione fino al 2001 quando il Sole sarà alla sua massima attività.

Science, 14 Oct 94, Vol. 266, pg. 212 - Larry Krumenaker - Alla fine di agosto un gruppo di scienziati e ingegneri della New York University hanno discusso strategie e tecnologie per portare un sonda robot fino alle stelle più vicine. La missione non deve durare più di 50 anni per dare modo agli organizzatori di vedere i risultati; raggiungere la Tau Ceti (11,4 anni luce) o la Stella di Barnard (6 anni luce) significa viaggiare alla velocità di 1/3 di quella della luce con una sonda di non più di pochi kg. La propulsione deve essere assicurata da una sorgente di potenza all’interno del sistema solare che spinge la sonda di titanio con un fascio di particelle accelerate. Naturalmente una tale sorgente non esiste infatti per portare una sonda di 10 kg alla velocità di 1/3 di quella della luce è necessaria una sorgente di 650 miliardi di watt. Un altro problema è quello delle comunicazioni. La scelta cade su un laser da 0,5 watt con un telescopio di 10 cm di diametro ed un’antenna da 10 m in orbita intorno alla Terra. Una missione preparatoria potrebbe essere programmata ben oltre i pianeti del sistema solare come suggerisce Claudio Maccone dell’Alenia Spazio Italia, che vorrebbe raggiungere il punto focale del Sole a circa 550 AU dove la gravità del sole agisce come una lente focalizzando la luce delle stelle lontane.

Science, 16 Dec 94, Vol. 266, pg. 1799 - Andrew Lawler - Il programma di esplorazione del pianeta Marte coordinato fra Russia e USA per gli ultimi anni del secolo verrà forse rinviato all’inizio del 2000 per problemi di budget e le due nazioni hanno deciso nel frattempo di procedere in modo separato e più economico. Nel dicembre 1986 la NASA intende lanciare la missione Mars Pathinder da 170 milioni di US$ che depositerà con paracadute un pacco di strumenti sulla regione Chryse Planitia per rilevare dati meteorologici e spettrometrici, inoltre una piccola rover da 35 libbre esplorerà l’area circostante. Nel frattempo una sonda lanciata nel novembre 1996 orbiterà intorno al pianeta per rilevamenti topografici. Una seconda sonda con modulo di atterraggio sarà inviata verso il pianeta nel 1998. Per parte sua la Russia lancerà nel 1996 una sonda con strumenti scientifici russi, europei e americani che orbiterà e depositerà due stazioni robot ed un penetratore per analizzare in profondità il suolo di Marte; molti tuttavia pensano che questo programma subirà ritardi.

Science, 16 Dec 94, Vol. 266, pg. 1835 - Steward Nozette - La missione della sonda Clementine della NASA si è conclusa il 7 maggio 1994 con il fallimento della seconda fase prevista per l’avvicinamento ad un asteroide. La sonda aveva tuttavia concluso con successo la missione orbitale intorno alla Luna durata dal 19 febbraio al 3 maggio con la mappatura di 38 milioni di Km quadrati della sua superficie in 11 lunghezze d’onda, dal visibile all’infrarosso, con un totale di 1 milione di immagini. Scopo della missione era quello di analizzare il contenuto di minerali sulla superficie della Lune e degli asteroidi. La sonda è stata lanciata il 25 gennaio 1994 e posta in un’orbita di parcheggio a circa 250 km dalla Terra. Il 3 febbraio lasciava l’orbita terrestre per raggiungere la Luna e si piazzava in un’orbita lunare di 5 ore fra 400 e 2940 km. La sonda è stata costruita presso il Naval Research Laboratory di Washington D.C. ed i sensori dal Lawrence Livermore National Laboratory. I sensori comprendevano camere dall’ultravioletto all’infrarosso, un laser-ranger ad alta risoluzione (LIDAR), un telescopio con CCD, un Charged Particle Telescope (CPT) per misurare il flusso degli elettroni e protoni energetici dello spazio.

Science, 13 Oct 95, Vol. 270, pg, 224 - Daniel Clery - Negli ultimi 20 anni la European Space Agency (ESA) ha lanciato con successo 17 missioni ed attualmente ha 3 missioni, con un totale di 6 sonde, che si stanno preparando per il lancio nei prossimi mesi, ma il futuro dell’ESA si presenta difficile per le riduzioni di bilancio e la non disponibilità finanziaria dell’Inghilterra che chiede una riduzione del 25% del budget entro il 2000. Il programma che sta subendo più ritardi e ripensamenti è quello della Stazione Spaziale. A due anni dal lancio dei primi elementi nulla è stato ancora costruito. Il programma è ancora oggetto di grandi dibattiti e, se una decisione non viene presa in breve, gli altri partner, USA, Giappone e Russia, potrebbero partire da soli. Quando nel 1984 il presidente USA Reagan invitò l’Europa a partecipare alla stazione spaziale il programma europeo fu ambizioso. Venne proposto lo shuttle Hermes per il collegamento e due moduli Columbus per il laboratorio. Con la recessione degli anni ‘90 il programma fu ridimensionato: un solo piccolo modulo Columbus, un Automatic Tranfer Vehicle (ATV), per trasportare i carichi usando il razzo Ariane 5, ed un Crew Return Vehicle (CRV) da sviluppare con la Russia. Alla fine del 1994 Francia e Germania chiedono una riduzione di 2 su 4,8 miliardi di US$ sul budget della stazione. Alla fine si decise di abbandonare il CRV lasciando 66 milioni di US$ per continuarne gli studi. L’ultimo colpo è venuto dai rappresentanti italiani che hanno dichiarato di poter pagare solo 133 dei 400 milioni di US$ previsti. Oggi il totale delle defezioni lascia scoperto di parecchie centinaia di milioni di US$ il budget di 1,86 miliardi di US$ previsto dall’ESA nei prossimi 5 anni fino al 2000.

Science, 27 Oct 95, Vol. 270, pg. 571 - Michael Balter - La scorsa settimana, in una riunione a Tolosa 9 dei 14 membri dell’ESA si sono accordati per contribuire, con 3,5 miliardi di US$ fino al 2004, al progetto della stazione spaziale in collaborazione con USA, Canada, Giappone e Russia. Anche l’Italia, terza dopo Germania (41%) e Francia (27,6%), contribuirà con il 17%, più un 1,9% da economie dei programmi ESA, allo sforzo comune. Il direttore scientifico dell’ESA è tuttavia preoccupato perché dovrà adattarsi alla riduzione del 15% sul budget di programma fino al 2005.

Science, 10 Nov 95, Vol. 270, pg. 912 - James Glanz - I dati della sonda Ulysses hanno fornito una misura dell’involucro dell’eliosfera formato da plasma e campo magnetico i cui confini dovrebbero raggiungere le 100 UA. I confini non sono però uguali in tutte le direzioni, ma il vento solare è insieme più tenue e più veloce ai poli. La sonda Ulysses ha raggiunto il polo sud solare lo scorso anno e quello nord in settembre ed il Sole era al minimo della sua attività. La ricostruzione dell’eliosfera mostra che questa ha una forma allungata sui poli ed irregolare verso l’equatore. Anche il flusso dei raggi cosmici è massimo ai poli ed ha un minimo circa 10 gradi sotto l’equatore. Quando nel 2000 e 2001 Ulysses passerà sui poli sud e nord il Sole sarà al massimo della sua attività e l’eliosfera dovrà apparire ancora meno simmetrica.

Science, 2 Feb 96, Vol. 271, pg. 593 - Richard A. Kerr - Lo scorso 7 dicembre la sonda Galileo ha lasciato cadere un probe nell’atmosfera di Giove. Per 58 minuti, fra l’apertura del paracadute e la distruzione del probe per effetto del calore, sono stati inviati e raccolti dati sull’atmosfera di Giove. I primi dati mostrano che l’area di caduta era più secca di quanto non ci si aspettasse, lo spettrometro di massa ha indicato la metà del contenuto di acqua atteso e si deve pensare che il probe sia caduto in una zona desertica e secca del pianeta che occupa solo un 1% della superficie di Giove. I dati hanno inoltre mostrato che i venti non sono confinati agli strati più alti dell’atmosfera, ma arrivano fino alla superficie del pianeta generati dal calore che emana da essa.

Science, 19 Apr 96, Vol. 272, pg. 347 - Richard A. Kerr - Fra poco più di un anno la sonda Mars Pathfinder (lancio previsto il 2 dic. 1996) atterrerà su Marte in una zona chiamata Area Vallis dove un miliardo di anni fa si è verificata un’inondazione. Si spera che qui la sonda troverà un’area pianeggiante senza rocce o pendenze che possano danneggiare l’atterraggio e si spera di trovare nel suolo tracce di vita. La sonda scenderà nell’atmosfera di Marte come una meteora, quindi un paracadute rallenterà la velocità da 1450 km/h a 155 km/h; l’impatto al suolo sarà attutito da piccoli razzi e da un air-bag. Questa missione sarà la prima di una serie il cui ultimo scopo sarà quello di riportare a Terra campioni del suolo di Marte nel 2005.

Science, 3 May 96, Vol. 272, pg. 642 - Helen Gavaghan - La scorsa settimana, dopo una riunione di 3 giorni al quartier generale dell’ESA a Parigi, l’Advisory Committee ha favorito il progetto COBRA/SAMBA, per la mappatura del Cosmic Microwave Background, rispetto alla Intermarsnet, una missione congiunta ESA/NASA per l’esplorazione di Marte. La decisione è stata presa sia per la maggior confidenza sui costi, che dovrebbero essere limitati a 240 milioni di US$, sia per il suo maggiore impatto scientifico e fa parte del programma ESA Horizon 2000. Nei prossimi 18 mesi i ricercatori di Italia, Francia, Gran Bretagna e Danimarca saranno occupati nella pianificazione del progetto di raffreddatori criogenici e rivelatori.

Science, 23 Aug 96, Vol. 273, pg. 1041 - Helen Gavaghan - L’ESA si prepara ad approvare la missione da 1 miliardo di US$ per Mercurio per paragonare la sua magnetosfera con quella della Terra. Questo è attualmente il programma più favorito nell’ambito del piano Horizon 2000. L’ultima missione su Mercurio è stata quella USA del Mariner 10 di 20 anni fa. Il viaggio verso Mercurio durerà 4 anni per sfruttare 4 volte l’assistenza gravitazionale con due rivoluzioni intorno a Venere e due rivoluzioni intorno a Mercurio prima di raggiungere la sua orbita finale. Data la vicinanza con il Sole, la sonda ha richiesto un controllo termico attivo ed antenne ad alto guadagno per le comunicazioni a causa dell’elevato livello del rumore radio. Dopo essersi posizionata in orbita polare intorno a Mercurio, la sonda rimarrà attiva per 9 mesi (3 rivoluzioni di Mercurio) e rileverà la mappa del pianeta e la composizione della superficie. I planetologi sperano di comprendere la struttura del nucleo dalla distribuzione del campo magnetico. Un altro problema sorto con il Mariner è come fluisce la corrente di plasma solare attraverso la magnetosfera. Interessante sarà il confronto con la magnetosfera terrestre perché quella di Mercurio ha un campo magnetico più debole ed un vento solare 10 volte più intenso.

Science, 18 Oct 96, Vol. 274, pg. 341 - Richard A. Kerr - Gli ultimi dati di osservazione della sonda Galileo sui satelliti di Giove, Ganimede ed Europa, hanno modificato le ipotesi precedenti sul vulcanismo dei due satelliti. Quello che sembrava un giovane vulcanismo di ghiaccio in Ganimede ora appare come un’antica deformazione tettonica della crosta, e ciò che appariva in Europa come uno stiramento della crosta ora appare come l’effetto di un’eruzione vulcanica. Questo vulcanismo presuppone un considerevole calore interno e giustifica la presenza di un oceano di acqua sotto la crosta di ghiaccio che copre Europa. La scoperta di un campo magnetico intorno a Ganimede, inoltre, suggerisce la presenza di un liquido conduttore all’interno capace di innescare la geodinamo.

Science, 15 Nov 96, Vol. 274, pg. 1075 - Andrew Lawler - Se tutto va bene la prossima estate, dopo 15 anni, nuovi dati verranno da Marte dalle sonde che verranno lanciate nelle prossime 4 settimane: il Global Surveyor della NASA la prossima settimana, il Mars ‘96 russo il 16 novembre ed il Mars Pathfinder della NASA il 2 dicembre. Una seconda ondata di missioni è prevista per il 1998, quando la Terra e Marte si troveranno di nuovo in posizione favorevole, ed infine la terza ondata sarà quella del 2001 con lo scopo di riportare campioni di rocce marziane. Anche il Giappone invierà un modesto satellite intorno al pianeta rosso nel 1998 mentre l’Europa si limiterà a fornire strumenti per le sonde russe ed americane. Una missione umana infine è prevista per il 2011.

Science, 22 Nov 96, Vol. 274, pg. 1295 - Alexander Hellemans - All’inizio del mese, in una riunione dello Space Science Advisory Committee dell’ESA, è stato raccomandato di ricostruire e ripetere la missione Cluster del programma Horizon 2000 fallita durante il lancio del giugno scorso. Persi i 4 satelliti uguali che costituivano il sistema, ora è disponibile solo l’unità di ricambio, ma ne dovranno essere costruite altre tre al costo di 37,5 milioni di US$. Il lancio potrà avvenire per coppie in due volte, una alla fine del 1999 e la seconda all’inizio del 2000. Questa decisione va però a detrimento di alti progetti; l’ESA pensa di ritardare la missione COBRAS-SAMBA della mappatura a microonde e ridurre da 8 a 3,5 m le dimensioni del riflettore del Far Infrared Space Telescope, potrebbe poi essere ridotta la capacità dell’ESA di partecipare al Next Generation Space Telescope successore dello Hubble. Questi problemi saranno trattati dalla Commissione il prossimo gennaio.

Science, 22 Nov 96, Vol. 274, pg. 1297 - Andrew Lawler - La sonda russa Mars ‘96, 6 tonnellate di strumenti, generatori di energia e varie, ha mancato la sua orbita dopo il lancio avvenuto il 16 novembre. Il quarto stadio si è acceso prematuramente e la sonda è finita in mare. Il Mars ‘96 era costituito da un orbiter, due lander e due penetratori per analizzare il suolo in profondità. Le prime reazioni attribuiscono l’inconveniente ad un insufficiente programma di prove. La perdita rappresenta un colpo per la scienza spaziale russa già molto provata economicamente.

Science, 31 Jan 97, Vol. 275, pg. 606 - Alexaner Hellemans - La scorsa settimana a Ginevra lo Space Science Advisory Committee (SSAC) dell’ESA ha raccomandato di ritardare indefinitamente la missione al pianeta Mercurio prevista per la prima decade del 2000. Nonostante questo sacrificio non si è tuttavia sicuri di aver liberato abbastanza denaro per tutte le altre missioni previste entro il 2010. Incerta è anche la partecipazione dell’ESA al progetto NASA per il Next Generation Space Telescope (NGST) o al nuovo programma Marte. La riduzione del 3% prevista sul budget corrisponde nel 1998 a 40 milioni di US$ su un budget annuale di 393 milioni di US$ (base ‘95) che è circa 1/5 di quello della NASA. I programmi ESA entro il 2010 sono dati in tabella:

Science, 20 Jun 97, Vol. 276, pg. 1780 - Richard Stone - Per i Russi, e particolarmente per l’Istituto delle Ricerche Spaziali di Mosca (IKI), il disastro del 16 novembre 1996, che ha visto precipitare dopo 4 ore dal lancio la sonda Mars ‘96, è stato un colpo quasi mortale. Una commissione nominata per indagare sulle cause del disastro ha dovuto scoprire che per motivi di budget non era stata mandata una nave nel Pacifico per il tracking della sonda e per ricevere i dati di telemetria e quindi non ci sono dati su cui basare l’analisi. Gli sforzi dell’Agenzia Spaziale Russa (RKA) si concentrano ora nel mantenere gli impegni internazionali per la stazione spaziale e si dedica il resto ad un unico progetto: lo Spectrum-X-Gamma il cui lancio è stato ritardato alla fine dl 1998 o inizio 1999, con 7 anni di ritardo. Il programma impegnerà 735 milioni di US$, userà 24 rivelatori di raggi X ed è destinato allo studio dei quasars, dei buchi neri, delle supernove e della radiazione di fondo a raggi X la cui origine è ancora un mistero. Ogni altro progetto è stato abbandonato o è incerto, alla mercé di quanto non ingoiato dalla stazione spaziale internazionale.

Science, 11 Jul 97, Vol. 277, pg. 173 - Richard A. Kerr - All’inizio della settimana la missione Pathfinder ha fornito la prima immagine ravvicinata di Marte dopo 21 anni dalla visita del Viking nel 1976 ed ha collezionato una lunga lista di successi. Con il suo costo di soli 192 milioni di US$ ha confermato lo slogan dello “smaller, cheaper, faster, better” dell’Amministratore della NASA e JPL, Goldin, che ha messo insieme la missione su Marte in un terzo del tempo e con un decimo del costo di quella del Viking. Il sito è completamente diverso e le prime immagini confermano il sospetto che qui circa un miliardo di anni fa si sia verificata un’inondazione che ha trasportato una grande varietà di rocce da distanti altopiani. La piccola rover del Pathfinder ha ora iniziato ad “annusare” le rocce con il suo spettrometro alfa proton X-ray raccogliendo dati sulla loro composizione.

Science, 1 Aug 97, Vol. 277, pg. 638 - Richard A. Kerr - Uno dei primi risultati inaspettati dell’esplorazione di Marte da parte della rover Sojourner nella missione Pathfinder è venuto dall’analisi di una piccola roccia chiamata Barnacle Bill: essa contiene più silice (circa il 60%) di ogni altra roccia del sistema solare fuori dalla Terra. Sulla Terra rocce ad alto contenuto di silice provengono da eruzioni vulcaniche nelle zone con subduzione delle placche e formano le rocce dette andesiti che contengono fino al 75% di silice. Gli ordinari basalti che si pensa costituiscano le rocce marziane contengono solo il 45-50% di silice e si deve pensare ad altri processi che possono aver prodotto una concentrazione più alta. Se Barnacle Bill è un pezzo di andesite questo cambierebbe l’idea che si ha sul passato geologico di Marte e forse anche su Marte, 3 o 4 miliardi di anni fa, si sono formate delle placche in collisione e subduzione.

Science, 12 Sep 97, Vol. 277, pg. 1596 - Andrew Lawler - Con la venuta di Dan Goldin a capo della NASA nel 1992 è finita l’era delle grandi e costose missioni e la NASA si rivolge ora a piccoli gruppi di università ed industrie perché propongano obiettivi con piani di tre anni e con un costo sotto i 183 milioni di US$. La maggior parte di questi progetti sono rivolti alle scienze planetarie e richiedono sistemi innovativi. Lo JPL spera di inviare ogni due anni una sonda nel pianeta Marte e di prelevarvi campioni nel 2005. Altre missioni sono previste su Plutone, la Kuiper belt, il Sole e le lune di Giove. Goldin pensa già ad una flottiglia di sonde con scopi diversi. Sonde con vele da 20 m di lato spinte dall’energia solare che possano oscurare i cieli di Mercurio Venere e Marte, battelli che navigano sotto la crosta di ghiaccio di Europa, sistemi di rivelatori sismici su Marte ed una sonda extrasolare che si sposti di un miliardo di miglia in un anno. Per il momento l’ultimo progetto costoso è il Cassini da 3,3 miliardi di US$ con destinazione Saturno e il suo satellite Titano dove scenderà la sonda Huygens a cui contribuisce l’ESA. Dal 1966 al 1999 sono in programma le seguenti missioni:

Science, 19 Sep 97, Vol. 277, pg. 1756 - Andrew Lawler - Un gruppo di imprenditori negli USA sta pensando di finanziare una missione spaziale allo scopo di vendere dati alla NASA con l’osservazione di asteroidi vicini. Una società privata avrebbe lo scopo di costruire, lanciare ed operare un probe detto Near Earth Asteroid Prospector (NEAP) con meno di 50 milioni di US$, circa un quarto del costo necessario per la NASA; questa acquisterebbe i dati solo se interessanti per i ricercatori. Le sonde dovrebbero pesare circa 300 kg ed avranno come obiettivo uno delle migliaia di asteroidi o comete che passano vicini all’orbita terrestre. A bordo della sonda sarebbe montata una telecamera multibanda, uno spettrometro a neutroni per rivelare la presenza di acqua ed un piccolo spettrometro alfa proton X-ray da far cadere sulla superficie dell’oggetto per analizzarne la composizione. Futuri obiettivi potrebbero essere quelli di estrarre minerali dagli asteroidi e acqua da comete esaurite come propellente per le sonde e di costruire stazioni spaziali.

Science, 26 Sep 97, Vol. 277, pg. 1924 - Richard A. Kerr - La scorsa settimana la sonda Mars Global Surveyor nei suoi primi passaggi sopra il pianeta Marte ha misurato un campo magnetico circa 1/800 di quello della Terra, valore però sorprendentemente più alto di quello atteso. I teorici assumono che Marte per le sue dimensioni non può aver mantenuto un calore interno sufficiente per il meccanismo di dinamo magnetica come per la Terra. Anche Mercurio si trova nelle stesse condizioni, ma ha un campo magnetico e si è supposto che sia generato per effetto termoelettrico se c’è una differenza di temperatura fra nucleo di ferro e mantello di roccia che può produrre una circolazione di corrente. Lo stesso potrebbe verificarsi su Marte oppure si tratta di un magnetismo residuo impresso nelle rocce prima che finisse l’effetto dinamo, ma è strano come tale magnetismo residuo possa essere così forte e generalizzato; il magnetismo residuo nella Luna è a chiazze e non si cumula in un campo unico.

Science, 5 Dec 97, Vol. 278, pg. 1743 - M. P. Golombek - La sonda Mars Pathfinder si è posata sulla superficie di Marte il 4 luglio 1997, ha scaricato un piccolo veicolo (rover) detto Sojourner ed ha raccolto dati con tre principali strumenti: IMP (Imager for Mars Pathfinder), APXS (Alfa-Proton X-ray Spectrometer) e la ASI/MET (Atmospheric Structure Investigation / Meteorology Package). La sonda è stata lanciata il 4 dicembre 1996 ed ha viaggiato per 7 mesi subendo 4 manovre di correzione. Staccatasi dallo stadio principale, ha iniziato la fase di entrata da 130 km di altezza impiegando 5 minuti per toccare il suolo. A 9,4 km di quota, 134 s prima dell’impatto, si è aperto il paracadute iniziando le manovre di frenata ed a 355 m di quota (10,1 s prima) si è gonfiato l’Airbag che ha permesso l’impatto morbido rimbalzando almeno 15 volte fino a 12 m di altezza. Dopo 2 minuti dall’impatto si è fermata e dopo 20 minuti ha sgonfiato l’Airbag; è seguito il ritiro dei palloni e l’apertura dei petali. Nel primo mese di missione la sonda ha restituito 1,2 gigabit di dati, il Sojourner ha attraversato 52 m rispondendo a 114 comandi di moto, ha operato 10 analisi chimiche del suolo e delle rocce ed ha esplorato 100 mq della superficie di Marte. La combinazione delle immagini dello IMP e delle analisi dello APXS permetteranno di identificare i materiali dal punto di vista petrografico e mineralogico. Fino ad oggi le conoscenze erano basate solo sui meteoriti marziani e sui rilevamenti del Viking. Il luogo di atterraggio Ares Vallis è stato scelto, oltre che per offrire condizioni di sicurezza, anche perché ritenuto luogo di catastrofiche alluvioni nel passato ed i dati raccolti confermano che l’ambiente doveva essere caldo e umido. Le prime analisi hanno identificato rocce di tipo basaltico e simili alle andesiti, l’alto contenuto di silice indica fenomeni di differenziazione della crosta e la composizione è diversa da quella delle meteoriti marziane. Rocce con basso contenuto di silice sono ricche di zolfo e sembrano alluvionali; altre rocce sembrano di origine vulcanica.

Science, 6 Mar 98, Vol. 279, pg. 1441 - Science Scope - Il ritardo nella costruzione della stazione spaziale internazionale sarà la prossima settimana uno degli argomenti di discussione dell’incontro fra il vicepresidente USA Al Gore ed il primo ministro russo Chernomyrdin. La stazione è ormai in ritardo di anni, ma fino a questo momento era stata mantenuta fissa la data del 16 giugno 1998 per il lancio del primo modulo russo di servizio da 20 ton. Ora questa data pare che slitti per mancanza di fondi alla Russian Space Agency (RSA). Il lancio potrebbe essere spostato ad agosto e forse alla fine di ottobre e questo avrebbe come conseguenza lo spostamento del lancio USA in agosto.

Science, 13 Mar 98, Vol. 279, pg. 1628 - Richard A. Kerr - Dopo solo un mese di orbite intorno alla Luna il Lunar Prospector, la più economica delle sonde NASA con i suoi 63 milioni di US$, ha dato la prova della presenza di acqua nella Luna e questo rinforza l’ipotesi che anche su Mercurio possa trovarsi l’acqua. Il Lunar Prospector era stato progettato per risolvere questo problema con l’uso dello spettrometro neutronico. I neutroni ad alta energia di raggi cosmici che colpiscono continuamente la Luna, quando colpiscono un atomo di idrogeno presente nell’acqua vengono fortemente rallentati; la forte riduzione dei neutroni riflessi dalle zone polari indica la presenza di acqua. Rimane l’incertezza della quantità che potrebbe andare da 10 a 300 milioni di tonnellate. La presenza di acqua permetterà l’installazione di colonie che potranno ricavare idrogeno ed ossigeno per i razzi. Si prevede che la sonda il prossimo anno scenderà ad un’orbita più bassa e potrà localizzare meglio la presenza di ghiaccio, inoltre completerà la mappa gravimetrica per studiare la struttura interna del satellite.

Science, 13 Mar 98, Vol. 279, pg. 1634 - Richard A. Kerr - La sonda Mars Global Surveyor (MGS) con il suo altimetro forse aiuterà a risolvere una delle maggiori stranezze della superficie di Marte: la netta differenza fra l’emisfero settentrionale formato da un bassopiano pianeggiante e i più antichi altopiani dell’emisfero sud. Le irregolarità dei bassopiani sono dell’ordine delle centinaia di metri come le aree sedimentarie sotto gli oceani terrestri e questo fa pensare ad un’origine simile cioè che si tratti di un bacino oceanico creato da una versione marziana della tettonica a placche.

Science, 1 May 98, Vol. 280, pg. 666 - Andrew Lawler - Cinque anni fa la NASA aveva stimato a 17,4 miliardi di US$ il costo della nuova stazione spaziale per completarla entro il 2002. Un recente rapporto richiede 7 miliardi di US$ in più ed altri tre anni di tempo fino al 2005. Ad oggi sono stati spesi 13,6 miliardi di US$ partendo dal 1984. Uno dei fattori di ritardo è quello della Russia che deve fornire il modulo di servizio, ma questo non sarà pronto per il lancio prima della prossima primavera, questo costringerà la NASA a posporre il suo primo lancio. Goldin non ha intenzione di chiedere al Congresso ulteriori finanziamenti e si pensa di tagliare dei programmi nazionali o quelli delle scienze spaziali della NASA.

Science, 1 May 98, Vol. 280, pg. 668 - Alexander Hellemans - Lo scorso mese la sonda Ulysses dell’ESA ha completato la sua prima orbita intorno al Sole passando intorno ai poli nord e sud e misurando campo magnetico e vento solare. Ora i ricercatori sperano di estendere il programma per una seconda orbita e finire il ciclo di attività solare di 11 anni il cui picco avverrà all’inizio del prossimo secolo. L’Ulysses, lanciato nel 1990, ha operato sotto il controllo dell’ESA e della NASA ed ha fornito una mappa del vento solare a tutte le latitudini. Si è scoperto che non c’è un aumento del vento solare ai poli come si pensava, ma l’emissione è distribuita a tutte le latitudini. Ora i ricercatori vogliono vedere come cambia questa situazione durante il prossimo massimo di attività che avverrà fra il 2001 ed il 2002. L’ESA ha garantito i fondi per la missione Ulysses fino al 2001, ma va fatto uno sforzo per l’estensione di 1 o 2 anni. Intanto i fisici stanno preparando i piani per l’osservazione del prossimo ciclo solare. Sono in discussione tre progetti: un Solar Orbiter Imaging Mission che verrà lanciato dall’ESA nel 2007 ed orbiterà più vicino di Mercurio; lo Stereo Mission un insieme di sonde che forniranno un’immagine tridimensionale dei campi magnetici e del moto dei gas; un Probe Mission che si avvicinerà fino a due diametri solari per misurare campo magnetico e vento solare.

Science, 11 Dec 98, Vol. 282, pg. 2053 - Maria T. Zuber (MIT) - Dopo l’arrivo su Marte del Mars Global Surveyor (MGS) il 12 settembre1997, lo strumento Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) ha raccolto circa 2,6 milioni di misure sulla topografia e l’altezza delle nuvole nell’emisfero nord di Marte. Il trasporto dell’acqua fra le cappe polari a causa dell’insolazione stagionale avviene solo attraverso l’atmosfera, ma nel passato si è potuto avere flusso di acqua liquida dal polo alle zone vicine. La base della calotta polare si trova 5 km sotto il livello medio equatoriale. La calotta polare è composta da ghiaccio di CO2 che solidifica a temperatura <150 K e sublima direttamente nell’atmosfera a temperature più alte lasciando il ghiaccio d’acqua che a sua volta sublima alla temperatura di 205 K durante l’estate. All’avvicinarsi dell’inverno si verifica il contrario, prima condensa il vapore acqueo e quindi la CO2. Il volume dei depositi di ghiaccio sulle calotte fornisce un limite inferiore dell’abbondanza di acqua presente su Marte. La stima sulla calotta nord è di 1,2 +/- 0,2 * 10E6 kmc su un’area di 1,04*10E6 kmq ed uno spessore di 1030 m. Se la calotta nord dovesse sciogliersi, l’acqua coprirebbe una regione di 4,5*10E6 kmq con una profondità di 270 m. In paragone il volume di ghiaccio della Groenlandia è di 2,99*10E6 kmc con un errore del 10% mentre nel continente Antartico si ha un volume di 29,3 +/- 2,5 *10E6 kmc di ghiaccio. La massa di ghiaccio di Marte è di circa 10*18 kg distribuita sulla calotta polare su una superficie di 10E6 kmq e non è isostaticamente compensata, si crea quindi un’anomalia gravimetrica di circa 50 mGal che modifica il momento di inerzia, ma la variazione, se la calotta di ghiaccio fosse rimossa, non sarebbe significativa per modificare il moto di precessione del pianeta. Il MOLA ha misurato anche la posizione delle nuvole; queste variano da altezze di 15 km dalla superficie fino a zero. Vi sono delle turbolenze e vortici che generano delle strutture a dente di sega fino a 8 km.

Science, 26 Mar 99, Vol. 283, pg. 1977 - This Week in Science - Il satellite Galileo, rivelando lo spettro della superficie ghiacciata del satellite Europa, ha permesso di scoprire la presenza di perossido di idrogeno nel ghiaccio d’acqua. La percentuale è dello 0,13% e potrebbe essere prodotta dall’intensa radiazione di plasma sulla superficie di Europa da parte della magnetosfera di Giove.

Science, 27 Aug 99, Vol. 285, pg. 1351 - Random Samples - Gli scienziati stanno iniziando delle prove di laboratorio su un dispositivo di propulsione fuori dal sistema solare. Il dispositivo è detto Mini-Magnetospheric Plasma Propulsion (M2P2) ed è stato ideato dal geofisico Robert Winglee dell’università di Washington di Seattle; è costituito da una bolla magnetica piena di plasma e da un campo elettrico che spara il plasma in una direzione, questo crea una specie di pallone magnetico largo 33 km che deflette le particelle ionizzate del vento solare aventi una velocità di 3 milioni di Km/h ed il tutto funziona come una vela spinta dal vento. Una sonda da 140 kg spinta da un M2P2 potrebbe raggiungere una velocità di 290000 km/h capace di raggiungere il Voyager 1 nonostante i suoi 22 anni di vantaggio. L’idea di Winglee deriva dai suoi studi sulle coronal mass ejections del sole, bolle magnetiche spinte fuori dal vento solare. Se le prove saranno positive un prototipo di M2P2 potrebbe essere costruito con una spesa di 1,5 milioni di US$ e potrebbe partire entro 10 anni per arrivare a 70 AU nei pressi di Plutone.

Science, 17 Sep 99, Vol. 285, pg. 1864 - Antoine Lebeyrie - Dopo la scoperta dei primi pianeti extrasolari si pensa già di usare tecniche per ottenere una sufficiente risoluzione ad identificare in questi pianeti caratteristiche quali oceani, continenti e la presenza di vita fotosintetica. Si tratta di impiegare l’interferometria ottica ed infrarossa combinando la luce raccolta da specchi fra loro molto distanti. Il principio fu proposto per primo da Fizeau nel 1868 e realizzato brillantemente da Michelson nel 1920 all’osservatorio di Mount Wilson per misurare il diametro angolare della gigante rossa Betelgeuse il cui diametro è centinaia di volte quello del Sole. La radio interferometria è ormai una tecnica acquisita a terra e nello spazio usando basi lunghe migliaia di km ed ottenendo risoluzioni di milliarcsec, 60000 volte quella dell’occhio umano. L’interferometria ottica è molto più complessa e vi sono poi gli effetti della turbolenza dell’atmosfera e la necessità di compensare la rotazione terrestre. L’ottica adattiva negli ultimi due decenni ha risolto il problema della turbolenza e si è convinti di poter raggiungere risoluzioni angolari di micro o nano arcsec con basi di 100 e 100000 km rispettivamente scoprendo così la struttura fine di corpi celesti. Le lunghezze d’onda ottiche possono fornire informazioni su processi chimici e fotochimici come quelli della Terra. si potranno risolvere particolari di 1000 km come quelli della foresta Amazonica a distanze di 30 anni luce (10E14 km) con risoluzioni di 0,7 micro arcsec in luce gialla di 500 nm con una base di 150 km. Con lunghezza d’onda di 10 microm la base dovrebbe essere di 3000 km. Attualmente interferometri ottici sulla Terra hanno basi di 100 m e si potrà raggiungere il km nel prossimo decennio. La NASA ha in programma lo Space Interferometry Mission che utilizza molti piccoli specchi su supporti da 20 m; c’è poi il Terrestrial Planet Finder (TPF) per scoprire pianeti simili alla Terra a 10 microm con base da 100 m. L’ESA ha un progetto simile nell’infrarosso. Una futura possibile configurazione è quella di un hyper-telescopio formato da numerosi riflettori di qualche metro di diametro spaziati di chilometri a formare un riflettore gigante che converge la luce su un sistema ottico secondario.

Science, 10 Mar 99, Vol. 287, pg. 1722 - Andrew Lawler - La fine del Mars Climate Orbiter nel settembre ‘99 ed il silenzio del Mars Polar Lander tre mesi dopo hanno indotto l’Amministratore della NASA Daniel Goldin ad aprire un’inchiesta ed a rivedere il programma delle missioni su Marte. Sarà ritardata la missione di Lander del 2001 ed i costi avranno un aumento di 300-500 milioni di US$; è probabile invece che sia confermata la missione dell’orbiter del 2001. La nuova strategia di esplorazione prevede il lancio di un sistema di comunicazione e navigazione come supporto ai futuri orbiter e lander ed una serie di micromissioni che serviranno ad esplorare meglio il pianeta. La raccolta dei campioni ed il loro trasporto a Terra non avverrà prima del 2010. Un programma più diversificato e più lungo sarà a lungo temine un miglior investimento.

Science, 7 Apr 2000, Vol. 288, pg. 32 - Andrew Lawler - Per molti anni l’Amministratore della NASA, Dan Goldin, ha chiesto ai suoi scienziati ed ingegneri di dare sempre di più e sempre con meno sulla base dello slogan di “faster, cheaper, better”, ora qualcuno dice che questa strategia, benché buona in teoria, non è stata ben condotta. Dopo gli insuccessi delle due sonde del Mars Climate Orbiter e Polar Lander, Goldin ha ammesso di aver spinto troppo e l’inchiesta ha indicato gravi mancanze nel modo in cui è stata condotta la strategia. Con il Pathfinder ed il Mars Global Surveyor il team della JPL aveva raggiunto il massimo del suo successo. Il programma Mars ’98 era il passo successivo; si trattava di mettere in orbita intorno a Marte una sonda per raccogliere i dati climatici del pianeta ed inviare sulla tormentata superficie del polo sud un’altra sonda che doveva rilasciare due probe come palle di basket per conficcarsi nel suolo mentre il veicolo principale doveva trivellare alla ricerca dell’acqua. Il tutto allo stesso costo del Pathfinder, con un peso metà e con uno schedule ristretto per rientrare nella finestra di esplorazione del 1998. Queste richieste furono accettate senza proteste dal JPL che non voleva perdere il monopolio delle missioni spaziali di fronte alla concorrenza del Physics Laboratory in Laurel, Maryland, o del NASA's Ames Research Center in Mountain View, California. Goldin era bramoso di successo e tutti i manager del suo staff erano riluttanti a contraddirlo. Il JPL si trovò ad affrontare molti progetti insieme con scarsità di personale di esperienza. Donna Shirley, ex leader del progetto Pathfinder, che aveva lasciato la NASA nell’agosto del 1998, aveva segnalato l’eccessivo ottimismo, gli insufficienti fondi e la mancanza di margini. Dopo l’insuccesso dell’Orbiter e del Lander ci si rese conto che due errori di software ne erano stati probabilmente la causa ed ambedue avevano avuto origine presso la Lockheed Martin's di Denver. Causa del primo errore era stato un giovane ingegnere di scarsa esperienza che aveva mancato di usare le unità metriche nella codifica del software, e il JPL non aveva notato l’errore. Quando l’Orbiter fu vicino a Marte il navigatore del JPL notò un’irregolarità nella traiettoria, ma le sue e-mail alla Lockheed furono ignorate ed egli non ricorse ai suoi superiori. Ciò che ha provocato la caduta del Lander si suppone sia stato il prematuro spegnimento del motore durante la discesa, ma ci possono essere state altre cause; mancano i dati perché la telemetria non è stata inclusa nel progetto per ragioni di costo, anche i test sono stati incompleti. C’è stata una mancanza di comunicazione fra il JPL e la direzione della NASA e richieste incompatibili con i bilanci. Le critiche sono pesanti, ma Goldin insiste sul proseguire sulla vecchia strategia perché non si può tornare ai progetti da molti milioni di dollari degli anni ’70 e ’80 con durate di 10 anni; “faster, cheaper, better” è ancora la sola politica possibile, è necessario solo un controllo più attento del progetto e molti sono ancora della stessa opinione.

Science, 7 Apr 2000, Vol. 288, pg. 33 - Andrew Lawler - La scorsa settimana la NASA ha stabilito il nuovo corso delle sue missioni su Marte. Si è modificato il vecchio programma che prevedeva l’invio di orbiter e lander ogni 2 anni e finiva nel 2008 con l’invio a Terra di campioni del suolo di Marte in una missione congiunta con l’Agenzia spaziale francese. Il mese scorso il team guidato dal JPL ha proposto di lasciare il programma invariato spostandolo di due anni e di aggiungere dei satelliti di comunicazione. La NASA aveva già cancellato il lander per il 2003 mantenendo l’orbiter e la raccomandazione finale sarà fatta entro giugno. Un altro problema riguarda il programma dei campioni da riportare a terra. La NASA, dopo l’esperienza negativa con la Russia sulla stazione spaziale internazionale, non vede favorevolmente collaborazioni con partner esterni su programmi critici. In un compromesso si dovrebbe limitare il coinvolgimento ai Francesi. In ogni caso i programmi della NASA non modificheranno quello del Mars Express dell’ESA che prevede un orbiter ed un rover per il 2003, né il programma giapponese Nozomi che, lanciato nel 1998 raggiungerà Marte nel 2003 per studiarne l’alta atmosfera.

Science, 30 Jun 2000, Vol. 288, pg. 2295 - Richard A. Kerr - Le immagini ad alta risoluzione di una gola in apparenza fangosa vicina a dei crateri marziani che suggerisce la presenza di acqua allo stato liquido, ha eccitato i planetologi che da 30 anni scrutano il pianeta Marte e, rapidamente, la notizia ha avuto risonanza nella stampa. Su 200 delle 65000 immagini inviate a terra dalla telecamera ad alta risoluzione montata a bordo del Mars Global Surveyor che orbita da 2 anni intorno al pianeta rosso, si trovano luoghi dove sembra che l’acqua emerga dal fondo di un cratere o di una valle. Tutte queste aree si trovano sopra i 30° di latitudine, la maggior parte nell’emisfero meridionale e l’aspetto è quello prodotto da una sorgente di acqua; se le immagini fossero state prese sulla Terra non ci sarebbero dubbi sulla presenza di acqua, inoltre le superfici sembrano estremamente giovani senza craterizzazione o altri indizi, ma se di acqua si tratta essa deve sgorgare calda e vi deve essere quindi un fenomeno geotermico; i siti osservati si trovano in zone riparate più vicine ai poli e l’acqua gela formando delle barriere di ghiaccio, nelle zone equatoriali l’acqua evaporerebbe rapidamente senza lasciare traccia. I planetologi non sono però soddisfatti di questo scenario perché la temperatura media della superficie di Marte è di -70 °C fino a -100 °C ed i primi 2-3 km di crosta non risentono del calore interno. Un’alternativa all’acqua possono essere i clatrati, formati da un miscuglio di acqua e anidride carbonica, che si formano a bassa temperatura ed alta pressione e si decompongono quando vengono depressurizzati producendo dei flussi liquidi come emessi da vulcani. Comunque sia si riaccende il problema dell’acqua su Marte in tempi remoti e su come essa sia sparita e nascosta.

Science, 3 Nov 2000, Vol. 290, pg. 915 - Andrew Lawler - La scorsa settimana i dirigenti della NASA hanno rivelato il nuovo programma di 15 anni per l’esplorazione di Marte. La perdita nel 1999 di due sonde, il Mars Climate Orbiter ed il Polar Lander, e le prove della presenza di acqua nel pianeta sono i due fatti che hanno condizionato la nuova strategia della NASA. Il programma si è allungato, ma la sua flessibilità permetterà di esplorare meglio il clima, la geologia ed i possibili segni di vita estinta o esistente nel pianeta. Il vecchio programma prevedeva di inviare ogni due anni un orbiter ed un rover in un arco di 8 anni. Il nuovo programma prevede di alternare missioni con un orbiter ed un rover; nel 2001 verrà inviato un orbiter chiamato Odyssey e nel 2003 due piccoli rover che scenderanno separatamente. Due anni più tardi verrà inviato un sofisticato sistema di esplorazione capace di vedere oggetti grandi come un pallone da spiaggia. Nel 2007 sarà la volta di un satellite di comunicazioni italiano che aumenterà le capacità di trasferimento dati, un lander intelligente capace di perforare il terreno e indagare sulla presenza di umidità nel sottosuolo ed un altro lander di largo raggio. Nel 2009 un orbiter congiunto USA ed italiano equipaggiato con un radar SAR permetterà una mappatura più accurata della superficie. Solo nel 2011 o 2014 verrà lanciata una missione capace di raccogliere e riportare a Terra campioni del suolo con un ritardo di 6-9 anni sulla precedente pianificazione. I campioni torneranno 2-3 anni più tardi. Questo sforzo costerà 1-2 miliardi di US$ e sfrutterà anche la collaborazione dell’Agenzia spaziale francese. La spesa annuale nei prossimi 5 anni sarà di 400-450 milioni di US$. I dati raccolti dalle osservazioni saranno sufficienti per scegliere al meglio dove e cosa raccogliere come campioni.

Science, 17 Nov 2000, Vol. 290, pg. 1270 - Andrew Lawler - Una numerosa coalizione di scienziati, attivisti e politici sta premendo sulla NASA per evitare il congelamento, per motivi di budget, della missione con destinazione Plutone prevista per il 2004. Una voce del budget di 650 milioni di US$ prevedeva due missioni, una verso Plutone e l’altra verso Europa, ma il costo era lievitato a 1,4 miliardi per una revisione più conservativa dopo gli insuccessi del programma marziano. La NASA aveva proposto di congelare la missione di Plutone e la priorità veniva data alla ricerca di segni di vita nell’oceano sotto la crosta di ghiaccio che ricopre Europa, ma i sostenitori di Plutone affermano che un ritardo alla data del 2004 farebbe perdere l’unica finestra per sfruttare Giove nel viaggio di andata rimandando l’arrivo oltre il 2020; dopo questa data Plutone si troverebbe troppo lontano dal Sole e la sua atmosfera collasserebbe per il freddo. Plutone è ancora l’unico pianeta mai raggiunto dalle sonde. Un ritardo di 18 mesi sulla missione Europa non avrebbe invece inconvenienti catastrofici. Il rinvio della missione Europa richiede però l’approvazione della Casa Bianca ed anche la maggioranza della comunità scientifica forse non sarebbe d’accordo. Ora la NASA potrebbe chiedere ad altre organizzazioni di proporre alternative più economiche e più rapide e si è lanciata l’idea di una competizione aperta se il JPL non avanza un piano migliore entro la fine del mese.

Science, 8 Dec 2000, Vol. 290, pg. 1879 - Richard A. Kerr - Centinaia di immagini trasmesse da Marte mostrano strutture sedimentarie che possono avere più di una interpretazione. Quella preferita è che si tratti di sedimenti del fondo di laghi e di mari di epoche passate, forse 4 miliardi di anni fa quando la vita iniziava sulla Terra. I sedimenti non significano però necessariamente acqua. Il Mariner 9 arrivato nel 1971 scoprì sulla superficie arida e desolata di Marte delle valli che sembravano scavate da fiumi come quelle della Terra. Poi le più di 50000 immagini rimandate a Terra dalla coppia dei Viking del 1976 mostrarono la presenza di laghi ed oceani ed anche di crateri da impatto che sembravano aver contenuto acqua. Con l’arrivo del Mars Global Surveyor nel 1999 arrivò un torrente di immagini con definizione di pochi metri (quelle dei Viking avevano risoluzioni di 25-50 m). Alcune immagini indicavano che del fluido, presumibilmente acqua, era sgorgato dal suolo pochi milioni di anni fa. Le rocce stratificate si presentano in tre forme diverse: strati sovrapposti spessi ciascuno da pochi metri a decine di metri, strati massicci spessi da qualche centinaio di metri a qualche chilometro, e sottili strati scuri che coprono gli altipiani e mostrano segni di erosione; quando si trovano insieme questi tre tipi sono disposti nell’ordine dal basso verso l’alto, ma nulla fa pensare a come si sono formati pur essendo evidente che devono risalire al periodo Neoachiano, 3,5 miliardi di anni fa. Sulla Terra è l’acqua il mezzo di trasporto degli strati sedimentari ed anche per Marte lo scenario preferito è quello di un periodo caldo umido con piogge, acque superficiali e formazione di laghi e mari fra i crateri creati dal massiccio bombardamento di meteoriti. I depositi sedimentari si sono potuti formare nel tempo con processi diversi, prodotti dall’acqua, dall’erosione del vento e dall’eruzione di vulcani. La domanda fondamentale è quanta acqua era presente sulla superficie di Marte. Per comprendere inoltre la natura dei sedimenti è necessario scoprirne la composizione, e questo potrà essere fatto con gli orbiter a mezzo dell’analisi spettroscopica ad alta risoluzione, ma anche dare una datazione, il che richiede l’uso di rover sulla superficie muniti di strumenti che però non sono stati ancora progettati.

Science, 9 Mar 2001, Vol. 291, pg. 1875 - Robert A. Kerr - La scorsa settimana due articoli hanno rimesso in discussione il problema delle prove di vita su Marte portate dal famoso meteorite ALH84001. La discussione era cominciata nel 1986 perché alcune strutture microscopiche osservate nel meteorite facevano pensare ad un’origine biologica, ma tutte le interpretazioni furono respinte come non definitive tranne quella relativa ai granuli di magnetite di poche decine di nanometri, simili a quelli formati da alcuni batteri terrestri, ma altri ricercatori concludevano che la prova non era assoluta. Ora viene rimesso in evidenza che alcune di queste formazioni di magnetite sono disposte come in una catena di perle di dimensioni uniformi e separate in modo regolare come le catene di magnetite prodotte da batteri terrestri. Voci discordi si sono però levate ed il consenso non è unanime.

Science, 30 Mar 2001, Vol. 291, pg. 2587 - Roger J. Phillips - L’emisfero ovest di Marte è dominato dai rilievi del Tharsis che si sollevano fino a 10 km e si estendono per 30 milioni di kmq. Tharsis è un centro vulcanico di larga scala che ha creato nella litosfera un enorme deposito magmatico estrusivo ed intrusivo. La topografia gravimetrica operata dal Mars Global Surveyor (MGS) ha determinato gli effetti della massa del Tharsis su tutto il pianeta. Le anomalie si trovano intorno, con un effetto di gravità negativa per la depressione che lo circonda per almeno 270°, ed in posizione diametralmente opposta con la sopraelevazione della Terra Arabia. La maggioranza dei rilievi e depressioni (85%) si è formata nel periodo tardo Noachiano, fra 4,3 e 3,5 miliardi di anni fa. Da allora si sono verificati effetti di erosione sulla superficie che fanno pensare ad un ambiente più caldo ed umido. Certo la grande eruzione di magma del Tharsis è stata accompagnata da emissione di CO2 e acqua che ha creato un riscaldamento da effetto serra rendendo stabile l’acqua allo stato liquido sulla superficie. Alla fine del Noachiano andarono declinando il vulcanismo e gli impatti dallo spazio e progressivamente acqua e CO2 sono stati rimossi dall’atmosfera per effetto del vento solare, della fuga termica e della formazione di carbonato sulla crosta, tutto ciò in poche centinaia di milioni di anni; contemporaneamente veniva a cessare l’effetto dinamo ed il campo magnetico interno.

Science, 13 Jul 2001, Vol. 293, pg. 193 - Jeffrey Mervis - Lo scorso anno gli scienziati della missione Cassini-Huygens ebbero una cattiva notizia: i dati che la sonda Huygens avrebbe trasmesso durante la sua discesa sul satellite di Saturno, Titano, nel 2005 sarebbero andate perdute perché non decodificabili. Il problema stava in un errore nel calcolo dello shift doppler sulla trasmissione dalla sonda Huygens, errore imputabile al sistema più che ad una singola organizzazione. Ora nello scorso mese il gruppo di studio creato da NASA ed ESA ha trovato una soluzione ricalcolando la traiettoria del Cassini per ottenere un percorso orbitale che riduce lo spostamento doppler portando la frequenza di trasmissione della sonda dentro la banda utile.

Science, 26 Oct 2001, Vol. 294, pg. 758 - Andrew Lawler - Dopo quasi dieci anni di guida alla NASA, Dan Goldin lascia il suo ufficio certo con una struttura più moderna e flessibile, ma sfortunatamente gravata dagli alti costi della stazione spaziale e con un sistema di shuttle ormai vecchio. Il suo stile di management ha creato inoltre un vuoto di potere agli alti livelli. Goldin impose la sua filosofia di “faster, cheaper, better” in un’istituzione abituata a progetti di molti miliardi di dollari ciascuno dei quali richiedeva decenni per il completamento. In massima parte egli riuscì nella sua rivoluzione, ma fu un’azione difficile ed egli fu spesso brutale con chi lavorava per lui. Le dimissioni di Goldin sono venute dopo che la Casa Bianca ha rifiutato di dare un segnale favorevole al suo mantenimento ed egli ha reso pubblica la sua decisione il 17 ottobre e lascerà l’incarico a metà di novembre. Goldin fu nominato Amministratore della NASA nell’aprile del 1992 dopo una serie di problemi fra cui quello del difetto allo specchio nello Hubble Space Telescope; cominciò a dividere grandi progetti in progetti più piccoli; nel 1993 il fallimento del Mars Observer da un miliardo di dollari diede l’avvio all’applicazione della sua nuova strategia, il risultato fu il successo del Mars Pathfinder, ma la cosa fu rimessa in discussione nel 1999 dopo la perdita del Mars Polar Lander e del Mars Climate Orbiter attribuita agli eccessivi tagli di tempi e costi. Goldin cercò anche di cancellare il progetto Cassini da 3 miliardi di dollari senza riuscirci per l’opposizione del Congresso e degli ambienti scientifici. Un momento di grande popolarità delle missioni su Marte si ebbe con la scoperta in Antartide di un meteorite proveniente da Marte con tracce fossili di vita benché subito dopo oggetto di controversie. Egli non ha lasciato discepoli, ma la sua rivoluzione è ormai profondamente radicata e non potrà essere facilmente ribaltata.

Science, 23 Nov 2001, Vol. 294, pg. 1631 - Andrew Lawler - Il Presidente George W. Bush ha nominato il 14 novembre Sean O’Keefe, attuale vice direttore dell’Office of Management and Budget (OMB) a capo della NASA dopo le dimissioni di Dan Goldin. O’Keefe ha stretti legami con il Presidente Bush ed il Vice Presidente Dick Cheney ed il suo obiettivo sarà di far rispettare tempi e costi previsti. Dovrà anche risolvere i problemi con i partner della Stazione Spaziale Internazionale infuriati per la riduzione da sei a tre del personale di bordo. Un altro problema è la crisi dei bilanci ed il programma Pluto che non ha previsto nessun supporto per il 2003.

Science, 10 May 2002, Vol. 296, pg. 1006 - Richard A. Kerr - In una riunione tenuta nei pressi del Jet Propulsion Laboratory (JPL) si è discusso quali siti (due su sei) raccomandare per la discesa su Marte nel gennaio 2004 con strumenti e rover alla ricerca dell’acqua. Benché gli scienziati abbiano già ridotto i 185 possibili punti di discesa a 4 e due di riserva, si consiglia ancora di trovarne degli altri perché di quelli proposti solo uno si presenta abbastanza sicuro da rischiare i 300 milioni di US$ del sistema. Dopo tre intere giornate di discussioni i geologi non hanno avuto scelta: non hanno fatto nessuna raccomandazione finale ed hanno iniziato a cercare siti alternativi. Un sito ideale deve essere piano e senza irregolarità, d’altra parte i geologi amano le rocce che però si trovano nei pendii dei rilievi e vicino alle pareti rocciose. I due Mars Exploration Rover (MER), che dovranno essere lanciati a metà 2003, rappresentano il primo tentativo dopo due insuccessi e sono la parte centrale del programma di esplorazione dei prossimi 15 anni, non si vuole quindi scegliere un luogo vasto, piatto e senza prospettive. Il MER scenderà su Marte rimbalzando sugli air bag come quelli usati per il lander Pathfinder e non con il sistema Viking con retrorazzi e tre gambe come quello del fallito Mars Polar Lander. L’uso dell’air bag richiede però un’elevazione più bassa per sfruttare meglio l’azione frenante dei paracadute, il posto deve inoltre trovarsi entro i primi 20 gradi di latitudine per avere una buon insolazione e non rischiare una crisi di energia e bisogna evitare zone polverose dove le rocce ne sarebbero ricoperte e quindi difficili da osservare. Con tutte queste condizioni rimane il 10-15% della superficie del pianeta. I navigatori della missione inoltre non possono garantire la discesa in un punto preciso, ma forniscono una probabilità di scendere in un’area ellittica di circa 20 x 160 km (3 sigma 99%). Questo esclude ad esempio il lago Gale un cratere circondato da ripide pareti ed anche il sito di Athabasca, uno di quelli di riserva. Il sito Melas Chasma (il n.4), che è considerato il migliore dai geologi perché formatosi sotto un mare, viene considerato troppo ventoso per un sistema a air bag, perché con il sole a mezzogiorno il vento soffierebbe secondo le simulazioni a 50 km/ora. Il vento è diventato la preoccupazione maggiore e, se il sito Isidis (il n. 3), un cratere da impatto reso uniforme dalle alluvioni, risulta al limite per l’ellisse di discesa anche il sito di Terra Meridiani (il n. 1), detto Ematite Site perché sembra luogo di sorgenti calde con minerali di ematite, è diventato sospetto perché soggetto a forte riscaldamento nel pomeriggio. In realtà il problema meteorologico viene esaltato da un’altra preoccupazione. Quando il Mars Polar Lander è sparito senza lasciare traccia le comunicazioni erano impossibili perché non era visibile dalla Terra ed ora viene imposta la visibilità che richiede la discesa nelle ore pomeridiane, le più calde, ventose e pericolose. Il Pathfinder è disceso invece alle ore 3 del mattino, il momento più tranquillo anche se nessuno allora aveva fatto simulazioni sui venti marziani. Il project manager del MER insiste però nel richiedere il collegamento radio durante la discesa. Il secondo sito di riserva, Eos Chasma, presenta solo dune di scarso interesse ed alla fine della discussione il cratere Gusev, un profondo lago molto antico, si è classificato secondo, dopo il favorito Ematite Site perché molti si sono chiesti se il rover, con i suoi 600 m di raggio di azione, può scoprire qualcosa di interessante in una pianura priva di sedimenti. La decisione viene quindi ancora rimandata allargando la ricerca ad ulteriori siti, anche fuori dai limiti indicati di latitudine ed altitudine, e prevedendo l’uso di un sistema i razzi orizzontali per compensare durante la discesa la spinta del vento. Un’altra considerazione che è emersa è che dove c’è vento vi dovrebbe essere meno polvere, cosa gradita ai geologi.

Science, 14 Jun 2002, Vol. 296, pg. 1962 - Richard A. Kerr - Nelle ricerca dell’acqua nel pianeta Marte il Mars Odyssey ha misurato l’abbondanza di idrogeno nelle varie aree del pianeta contrassegnandole nella mappa con il colore blu. La presenza di idrogeno denota acqua sia sotto forma di ghiaccio alle alte latitudini sia sotto forma di acqua legata alle rocce o di rocce che hanno reagito con l’acqua. Lo spettrometro a neutroni di cui è fornita la sonda Odyssey misura l’energia dei neutroni prodotti dall’impatto dei raggi cosmici sulla superficie del pianeta e questa riflette quante volte i neutroni hanno colpito atomi di idrogeno prima di sfuggire; l’idrogeno che si può trovare sulla superficie di Marte è quello dell’acqua legata chimicamente o fisicamente ai minerali. I ricercatori si aspettavano di trovare acqua in poche aree, nel 1976 i due lander Viking trovarono tracce di acqua a latitudine intermedia, ora invece Odyssey trova un’enorme area circolare che si estende nell’emisfero nord per circa un quarto della circonferenza del pianeta e si prolunga fino ai tropici ed ai subtropici ed una seconda area più irregolare nell’emisfero sud, rocce alterate dall’acqua si trovano poi un po’ dovunque. Se il suolo esplorato dal Viking conteneva l’1% di acqua le indicazioni dell’Odyssey danno dal 3 al 4%. I due luoghi preferiti per la discesa dei prossimi rover sono uno in una regione ricca di ematite con tracce di sorgenti calde e l’altra nel cratere Gusev, letto di un antico lago. I lander degli USA e dell’Europa aiuteranno a scoprire la natura delle rocce alterate dall’acqua e lo spettrometro nel vicino infrarosso del 2005 Mars Reconnaissance Orbiter fornirà i dati definitivi per identificare i minerali e quindi la storia dell’acqua su Marte.

Science, 5 Jul 2002, Vol. 297, pg. 44 - Govert Schilling - Gli scienziati sono sul punto di lanciare un insieme di missioni senza precedenti per studiare le comete. Mentre la cometa Tempel 1 si avvicina, questa settimana è stato lanciato il Contour, una sonda che visiterà due o tre comete nel suo viaggio nel sistema solare; un’altra sonda sta catturando le polveri di un’altra cometa e le riporterà a Terra. Le comete sono aggregati di ghiaccio e rocce di pochi chilometri di diametro ed orbitano intorno al Sole a grandi distanze oltre i più lontani pianeti, ma si avvicinano al Sole in orbite molto ellittiche e possono essere quindi avvicinate. Esposte al calore del Sole i loro nuclei di ghiaccio evaporano ed emettono code di gas e polveri e dopo molti secoli si riducono ad un ammasso poroso come un asteroide. Gli scienziati vogliono sapere di cosa sono fatte le comete e portano sostanze organiche che possano essere stati i semi della vita sulla Terra. Gli astronomi hanno avuto la prima visione ravvicinata di una cometa nel 1986 con la sonda Giotto dell’ESA che ha fotografato da 500 km il nucleo della cometa di Halley. Il nucleo era un corpo oscuro ed irregolare che emetteva come un geyser. Lo scorso settembre il Deep Space 1 della NASA ha ottenuto un risultato simile sulla cometa Borrelly. Questi risultati hanno solo aumentato gli appetiti degli astronomi che vogliono scoprire di più sull’interno delle comete, su come si riscaldano avvicinandosi, come differiscono fra di loro e prenderne anche dei campioni. Nei prossimi anni con questi obiettivi saranno nello spazio 4 sonde: Stardust, Contour e Deep Impact per la NASA e, il più grande e costoso, Rosetta dell’ESA. La sonda Stardust, lanciata il 7 febbraio 1999 è all’inseguimento della cometa Wild 2 ed il 2 gennaio 2004 passerà attraverso la sua chioma e raccoglierà le sue polveri con un collettore formato da aerogel riportandole a Terra due anni più tardi. Il 3 luglio del 2002 è stata lanciata la sonda Contour, che significa Comet Nucleus Tour, destinata a visitare 3 comete in 5 anni. Il primo obiettivo è nel novembre 2003 l’incontro con la cometa Encke la cui orbita di 3,3 anni è stata osservata dal 1786. Due anni e mezzo, dopo alcuni flyby con la Terra per cambiare traiettoria, la Contour avvicinerà nel giugno 2006 la cometa Schwassmann-Wachmann il cui nucleo si è spezzato in tre parti nel 1995 ed è molto diversa dalla prima, il fatto che si sia fratturata permetterà di osservare l’interno del nucleo e della sua atmosfera. Se il combustibile disponibile lo permetterà la Contour potrà avvicinare un’altra cometa, la Wilson-Harrington ormai praticamente morta che assomiglia ad un asteroide. Il 2 gennaio 2004, nello stesso giorno che lo Stardust incontrerà la Wild 2, la NASA lancerà il Deep Impact che porterà un proiettile da 370 kg fatto in prevalenza di rame che sarà lanciato sul nucleo della cometa Tempel il 4 luglio 2005. La cometa diventerà 100 volte più luminosa all’impatto e potrà essere visibile con binocoli o ad occhio nudo. La cometa è molto grande e non sarà distrutta né deviata, ma si creerà un cratere come un campo di football e profondo come un edificio di sette piani e si potrà sapere di più sulla consistenza e la composizione interna della cometa. L’ESA negli anni ‘80 avrebbe voluto collaborare con la NASA per portare un campione del nucleo sulla Terra, ma la NASA lasciò cadere il progetto e come risultato nacque il progetto Rosetta da 700 milioni di US$, più del costo delle tre missioni NASA. Invece di portare campioni sulla Terra, Rosetta avrà un laboratorio per analizzare la cometa Wirtanen da vicino. Fra gli strumenti vi sarà una sensibile telecamera, uno spettrometro di massa con analizzatore di gas ed un atomic force microscope per studiare le particelle di polveri. Rosetta sarà lanciata con un Ariane 5 il 13 gennaio 2003 e, dopo una serie di flyby attorno alla Terra e Marte e l’incontro con gli asteroidi Otawara e Siwa, entrerà in orbita intorno alla cometa Wirtanen il 29 novembre 2011 e vi rimarrà per 18 mesi man mano che essa si avvicinerà al Sole. Durante questo periodo Rosetta invierà un lander per studiare la superficie da vicino. Rosetta sarà una chiave per decifrare le origini del sistema solare, rivelare se l’acqua della Terra provenga dalle comete e se esse contengano materiali prebiotici.

Science, 26 Jul 2002, Vol. 297, pg. 495 - Science Scope - L’American Astronomical Society (AAS), dopo aver approvato il nuovo piano di ricerca planetaria, propone che la NASA potrebbe rinviare il lancio della missione Pluto del 2006 se ciò creasse problemi ad altri programmi. Si era detto che un ritardo avrebbe impedito l’uso della gravità assistita per arrivare prima che l’atmosfera del pianeta si congelasse, ma ora i recenti studi indicano che l’atmosfera non congela mai.

Science, 15 Nov 2002, Vol. 298, pg. 1320 - Richard A. Kerr - Il precedente Amministratore della NASA, Daniel Goldin aspirava a risparmiare tempo e denaro nella sua visione di missioni che non avessero le dimensioni del Galileo su Giove, non i tempi (10 anni) della Magellano su Venere, non i costi (3 miliardi di US$) della Cassini-Huygens ora in viaggio verso Saturno e voleva anche pianificare meglio con il suo slogan “faster, cheaper, better”. La duplice perdita del Mars Climat Orbiter e del Mars Polar Lander nel 1999 portarono ad una rivalutazione critica dei programmi dimostratisi deboli nella realizzazione. Per le successiva pianificazioni si è instaurata la figura del Principal Investigator (PI) con un team che “vende” la sua missione alla NASA assumendosi la responsabilità del faster, cheaper, better. La NASA cominciò in piccolo negli anni ‘90 ad acquistare missioni spaziali da team guidati da un PI con il programma Explorer di satelliti intorno alla Terra. Ora la NASA affronta nuovi sforzi con le missioni del tipo Discovery verso Marte e New Frontiers nel sistema solare ambedue nel budget del Congresso. Ad oggi la NASA ha acquistato 9 missioni del tipo Discovery dal nuovo Sojourner rover di Marte alle missioni di ricerca di pianeti extrasolari. Il programma Explorer ha prodotto una dozzina di satelliti che orbitano intorno alla Terra e studiano ogni cosa dalla composizione chimica, alle nubi di gas interstellare ed al funzionamento della magnetosfera terrestre. Il programma Discovery ha lanciato 5 missioni tutte entro i tempi ed il budget: il Mars Pathfinder che ha portato un rover su Marte ad 1/10 del costo del Viking sceso sul pianeta negli anni ‘70; il Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) che ha orbitato per un anno vicino all’asteroide Eros ed ha toccato la sua superficie; il Lunar Prospector che ha mappato la superficie della Luna dal punto di vista chimico, mineralogico e geofisico trovando anche il ghiaccio intorno ai poli al costo di soli 63 milioni di US$ classificandosi come la missione più economica; lo Stardust che sta raccogliendo polveri nanometriche nello spazio in attesa di raccogliere quelle di una cometa nel 2004 e di riportarle a Terra entro il 2006; infine il Genesis posizionato al punto L1 di Lagrange verso il Sole che raccoglie particelle del vento solare da riportare sulla Terra nel 2004. Solo il Comet Nucleus Tour (CONTOUR) è stato perso lo scorso agosto presumibilmente per un guasto ai razzi mentre stava uscendo dall’orbita terrestre. Fra le missioni Explorer vi sono le Mars Odissey e Mars Global Explorer che orbitano ormai intorno al pianeta con un costo complessivo di 325 milioni di US$. La nuova linea di New Frontiers ha un tetto di costo di 650 milioni di US$ e 47 mesi per il lancio; la prima missione della serie sarà lanciata non più tardi del 2008 e includerà il viaggio su Plutone. La frequenza delle missioni contribuisce a tenere basso il costo e le dimensioni e vi è collaborazione fra ingegneri e scienziati perché la scienza condiziona tutte le principali decisioni. Il PI ha il controllo della missione, ma ha anche un team che sa come condurla; la NASA non gestisce solo il denaro, ma sottopone le proposte a rigorose verifiche tecniche e vuole essere convinta che il team sia capace, che non ci siano punti critici e che i rischi siano bassi. Naturalmente alcune missioni hanno avuto inconvenienti; il CONTOUR è andato perduto ed il rapporto lo attribuisce ad un guasto sfortunato su un motore a razzo a lungo provato; altri guasti meno catastrofici si sono avuti in altre missioni come NEAR che per un errore di calcolo nello spegnimento del motore si è limitato a seguire l’orbita di Eros invece di entrare in orbita intorno ad esso. Diversi strumenti del NEAR hanno subito guasti: lo spettrometro ad infrarossi si è rotto, lo spettrometro a raggi gamma si è dimostrato meno sensibile del previsto. Ragioni di costo hanno limitato i risultati: l’antenna ad alto guadagno del NEAR non era orientabile e si doveva orientare tutta la sonda degradando le prestazioni degli altri strumenti, lo spettrometro a raggi gamma mancava del braccio che lo disaccoppiasse dall’influenza del corpo della sonda. L’altimetro laser del MESSENGER no ha potuto tracciare la topografia dell’emisfero sud di Mercurio a causa della sua orbita ellittica dovuta alle limitazioni del suo piccolo razzo. I limiti di costo si sono sentiti a causa dell’inflazione e dei costi di lancio.

Science, 10 Jan 2003, Vol. 299, pg. 180 - Ding Yimin and Dennis Normile - La Cina si prepara a diventare la terza nazione che lancerà un uomo nello spazio dopo il ritorno dell’ultima sonda con strumenti. La capsula Shenzhou 4 è stata recuperata il 5 gennaio scorso nel nord della Cina dopo un volo di 7 giorni ed alla fine dell’anno uno o due membri del corpo dei 12 “taikonauti” addestrati partirà nel prossimo lancio. L’ultima capsula ha portato nello spazio più di 50 esperimenti di microgravità. La China National Space Administration (CNSA) con sede a Beijing ha comunicato che il prossimo volo spaziale umano sarà focalizzato alla sicurezza degli astronauti e non agli esperimenti scientifici. Nel futuro un orbiter che dovrà rimanere nello spazio per parecchi mesi sarà munito di sensori per rilevare molti dati sugli oceani e di rivelatori delle particelle ad alta energia che colpiscono il veicolo. I responsabili della CNSA sperano che i prossimi programmi svilupperanno nuove tecnologie e materiali e aumenteranno il prestigio della Cina.

Science, 17 Jan 2003, Vol. 299, pg. 326 - Richard A. Kerr - I ricercatori hanno scelto, dopo più di due anni di studio, fra i 185 siti potenziali di discesa per i due Mars Eploration Rovers della NASA che saranno inviati su Marte il prossimo anno. Si tratta di luoghi possibili, ragionevoli e scientificamente interessanti. In una riunione tenuta la scorsa settimana nel campus del Jet Propulsion Laboratory della NASA sono stati selezionati due luoghi: la Terra Meridiani, ora detta Meridiani Planum, ed il Gusev Crater che soddisfano il desiderio della NASA di privilegiare posti dove una volta può essere stata presente l’acqua e quindi la vita. Nuove prove confermano che i depositi di ematite individuati dallo spazio nel Meridiani Planum abbiano origine dalla presenza di acqua proveniente forse da antiche sorgenti e le nuove immagini della sonda Odyssey hanno ridotto le preoccupazioni che i depositi sul fondo del cratere Gusev, antico fondo di un lago miliardi di anni fa, possano essere coperti da uno spesso strato di ceneri vulcaniche; infatti dei piccoli crateri di impatto che un rover può ispezionare hanno aperto questi depositi anche se il cratere stesso si presenta un po’ irregolare per un facile atterraggio. La decisione finale sarà presa da Ed Weiler, responsabile scientifico della NASA, che darà l’annunzio agli inizi di aprile.

Science, 7 Mar 2003, Vol. 299, pg. 1529 - Larry Esposito - Il 30 dicembre 2000 la sonda Cassini ha fatto il suo flyby con il pianeta Giove nella sua strada per Saturno. Per 6 mesi le telecamere del Cassini hanno seguito Giove, le sue lune ed anelli e la sua magnetosfera raccogliendo dati. Cassini è una missione congiunta NASA, ESA ed ASI (Agenzia Spaziale Italiana), la più ambiziosa missione spaziale mai lanciata. La sonda è lunga 7 m, porta 12 esperimenti nell’orbiter e ed altri 6 nel probe europeo Huygens che scenderà sulla luna di Saturno, Titano. Dopo il lancio del 15 ottobre 1997, il Cassini è passato due volte per il pianeta Venere, ha eseguito un passaggio vicino alla Terra e quindi si è diretto verso Giove nel suo percorso per Saturno dove entrerà in orbita il primo luglio 2004. Il probe Huygens scenderà nell’atmosfera di Titano campionando la sua composizione prima di atterrarvi il 14 gennaio 2005. Si spera che il probe sopravviva sulla fredda superficie di Titano per più di 30 minuti inviando analisi e foto attraverso l’orbiter. Fra dicembre 2000 e gennaio 2001 ambedue le sonde, Cassini e Galileo, hanno orbitato intorno a Giove inviando a Terra informazioni congiunte ad alta definizione sfruttando l’antenna ad alto guadagno del Cassini essendo in avaria quella di Galileo. Contemporaneamente altre osservazioni sono state fatte dallo Hubble Space Telescope e dal Chandra X-ray Observatory dall’orbita terrestre. Durante il flyby con Giove il Cassini ha raccolto 26000 immagini fra il primo ottobre 2000 ed il 22 marzo 2001. Alla distanza più vicina, 9,72 milioni di km, le immagini hanno una risoluzione di 58 km, inferiore a quelle del Voyager del 1979 e del Galileo, ma sono 6 mesi di continua osservazione dell’atmosfera di Giove. Queste immagini aiuteranno a capire l’evoluzione delle bande orizzontali del pianeta e della Grande Macchia Rossa,, il grande uragano che dura da 100 anni. Le osservazioni delle regioni polari hanno mostrato nuovi fenomeni; vicino ai poli le bande si attenuano e si vede la formazione di centinaia di vortici che crescono e spariscono nel tempo di settimane. Vi sono interazioni con la magnetosfera ed aurore polari. Cassini ha pianificato ora di eseguire la stesse osservazioni sulle regioni polari di Saturno. Il flyby di Giove del Cassini è stato un grande successo e prepara alla missione orbitale di 4 anni su Saturno, questo è stato visitato in passato dal Pioneer (1979) e dai due Voyager (190, 1981).

Science, 28 Mar 2003, Vol. 299, pg. 1969 - Andrew Lawler - La NASA ha chiamato con il nome di Prometheus un piano ambizioso per sviluppare un sistema di propulsione nucleare per l’esplorazione dello spazio. Il sistema fornirà anche un’abbondante sorgente di potenza per la strumentazione anche nei luoghi più estremi del sistema solare. La NASA deve però superare l’ostilità del pubblico contro le sorgenti nucleari nelle sonde spaziali e convincere il Congresso a stanziare 8-9 miliardi di US$ fino al 2012 per il programma che include una missione con la nuova tecnologia per lo studio delle lune di Giove. Solo 18 mesi fa la NASA era in crisi e la Casa Bianca aveva cancellato le missioni Europa e Pluto poi rilanciate nel luglio 2002. Fu chiesto anche uno sforzo nelle tecnologie come lo sviluppo del sistema di propulsione nucleare. Queste nuove proposte ebbero il sostegno del capo della NASA Sean O’Keefe, ma Prometheus è ancora più una visione che una realtà, si pensa ad una propulsione nucleare-elettrica per una spinta di lunga durata; un sistema funzionante potrebbe essere pronto nel 2012 con la missione Jupiter Icy Moons Orbiter il cui costo raggiunge i 4 miliardi di US$. Siamo ormai lontani dalla filosofia dello smaller and cheaper del precedente Amministratore Daniel Goldin. Gli scienziati sono anche eccitati dalla prospettiva di usare strumentazione di maggiore potenza. La missione Cassini ha oggi a disposizione solo 290 W per gli strumenti. Con 1000 W il rate di trasmissione dei dati aumenterebbe di 1000 volte. Il programma Prometheus svilupperà anche i generatori a radioisotopi per tutte le esigenze delle sonde nei luoghi dove l’energia solare è insufficiente. I Mars landers potranno operare in ogni luogo ed in ogni tempo. Prometheus renderebbe disponibile la nuova tecnologia per tutti i futuri programmi, ma alcuni sono preoccupati perché mettere insieme sviluppo e missione moltiplica il rischio ed un problema su uno dei due può bloccare l’intero progetto. Prometheus non è il solo della lista delle proposte NASA; ci sono le missioni delle New Frontiers, ciascuna con un costo fino a 650 milioni di US$, e quelle decennali come il Lunar sample return, lo Jupiter polar orbiter, la missione su Venere ed una Comet rendez-vous. I vincitori si sapranno nell’autunno del 2004. Per il momento la NASA deve fare approvare la missione Pluto perché possa partire entro il 2006 per sfruttare il percorso Jupiter gravity assist e gli ambientalisti fanno opposizione per la sorgente nucleare che trasporta, ci sono poi il Gravity Probe B effort e lo James Webb Space Telescope. Inoltre il Congresso ha oggi problemi di bilancio con la guerra in Iraq, la riduzione delle tasse ed il deficit che supera i 300 miliardi di US$.

Science, 2 May 2003, Vol. 300, pg. 724 - Andrew Lawler - Circa tre decadi dopo la fine delle esplorazioni lunari, il nostro satellite diviene di nuovo oggetto di nuovi programmi spaziali. La prima missione sarà con una sonda europea che partirà questa estate. Poi la prima di due missioni giapponesi sarà lanciata nell’estate del 2004. Verso la fine del decennio India e Cina sperano di inviare le prime sonde fuori dall’orbita terrestre intorno alla Luna Anche dagli USA sarà inviata una sonda in autunno da parte di un’impresa privata ed anche la NASA per i prossimi anni pensa ad una missione sample&return. In questi programmi non c’è invece traccia di cooperazione internazionale come per le missioni su Marte. Non ci sono novità scientifiche e c’è solo competizione. Dopo la popolarità degli inizi dell’era spaziale l’interesse si è spostato sui laboratori orbitali e sui pianeti lontani. Solo la missione Clementine del 1994 della NASA-Department of Defence è stata di interesse scientifico e nel 1998 ha portato alla missione Lunar Prospector che ha scoperto il ghiaccio vicino ai due poli. Si comprese in questa occasione che la Luna era un luogo più complesso di quanto supposto e aprì l’interesse di nuove nazioni come l’India e la Cina.

La prima prossima missione dell’ESA è SMART-1 (Small Mission for Advanced Research in Technology) da 100 milioni di US$ da lanciare fra luglio ed agosto del 2003. Sviluppata e costruita in 3 anni, farà la mappa geologica e mineralogica della Luna con un dettaglio mai raggiunto ed esaminerà il ghiaccio nei crateri permanentemente in ombra del polo sud. La missione proverà nuove tecnologie per le prossime missioni verso il Sole e Mercurio. Invece di usare carburanti convenzionali userà un motore a ioni di xeno ed energia elettrica alimentata da energia solare. Un’accelerazione continua porterà gradualmente la sonda su un’orbita ellittica sempre più allungata fino a che raggiungerà il punto in cui entrerà nel campo di gravità della Luna e fino allora avrà percorso 100 milioni di km in confronto ai 400000 km percorsi dall’Apollo in 3 giorni.

Delle due missioni lunari giapponesi la prima è la Lunar-A da 100 milioni di US$ per l’agosto 2004 e la sonda lancerà due probe a forma di torpedine che penetreranno circa 2 m sotto la superficie in due punti opposti della Luna; porteranno dei sismografi e dei sensori per monitorare terremoti e flusso di calore e indagare così sulla struttura interna del pianeta. La seconda missione è la Selene da 300 milioni di US$ nel 2005 ed orbiterà la Luna ad un’altezza di soli 100 km. Provvista di spettrografo, altimetro laser, sonda radar e magnetometri, la sonda raccoglierà informazioni più dettagliate su topografia, composizione della superficie, magnetismo e gravità. La sonda rilascerà anche due satelliti, uno che trasmetterà i dati sulla Terra e l’altro sia a Terra che all’altro satellite e, paragonando i tempi di arrivo si potranno determinare le oscillazioni della Luna nella sua orbita e raccogliere dati sulla densità del suo interno. Altri strumenti studieranno il plasma nello spazio e l’anello di particelle cariche che circonda la Terra; infine dopo un anno di orbite sarà rilasciato un probe per studiare nuove tecnologie di atterraggio da usare in futuro.

La missione indiana sarà la prima in orbita terrestre. La sonda sarà di 250 kg per 100 milioni di US$ e si posizionerà su un’orbita a 100 km dalla Luna. Verrà lanciata fra il 2007 ed il 2008, esaminerà la composizione della Luna e creerà una mappa digitale altimetrica della superficie con una risoluzione di 5 m.

Anche la Cina non vuole perdere la competizione. La China’s National Space Administration (CNSA) sta lavorando ad un programma in tre parti. La prima parte è simile a quella dell’India e riguarderà una sonda orbitante per la mappatura tridimensionale e la composizione del suolo lunare e sarà completata entro il 2010. le altre due parti riguardano dei robot rover ed una missione sample&return. La CNSA intende raggiungere degli obiettivi scientifici creativi fra cui una ricerca di risorse come la possibile presenza di elio-3 da usare nei prossimi reattori nucleari a fusione.

Negli USA alcune compagnie private preparano missioni per aprire un possibile mercato. Una compagnia di La Jolla in California intende lanciare una sonda da 110 kg e 20 milioni di US$ che porterà due fotocamere da 1 m di risoluzione ed una videocamera. Le immagini potranno essere usate nelle pubblicità, nei film, nell’educazione e nei videogame. Altro impiego può essere il trasporto di ceneri di defunti o di altri oggetti ricordo. Un’altra compagnia in Virginia pianificava un satellite per mappatura e per telecomunicazioni da 200 kg e dal costo di 20-30 milioni di US$ che doveva essere assiemato nella stazione spaziale internazionale, ma il disastro del Columbia lo ha bloccato.

Completamente assente sembra essere la NASA, ma in primavera ha lanciato una competizione di 650 milioni di US$ per l’esplorazione del sistema solare ed almeno due team proporranno una missione lunare sample&return.

Science, 8 Aug 2003, Vol. 301, pg. 771 - Wesley T. Huntress Jr. - La recente perdita dello shuttle Columbia ha riaperto il dibattito sul futuro del volo umano nello spazio, su quali saranno gli obiettivi dei voli spaziali nelle prossime decadi e sul perché non usare i robot nell’esplorazione dello spazio lontano. In passato l’uso estensivo dei robot nell’esplorazione della Luna negli anni ‘60 ha preparato la strada all’esplorazione umana. Anche se costo e rischi dell’esplorazione umana sono molto più alti rispetto all’uso dei robot, la domanda corretta è se l’obiettivo della missione richiede l’esploratore umano. Si pensa che la tecnologia può produrre macchine con sufficiente intelligenza e destrezza da rendere l’uomo non necessario. In realtà 40 anni di esperienza di esplorazione nello spazio dimostrano che uomini e robot sono complementari. Gli uomini sono ideali per versatilità e decisione in situazioni complesse come dimostrato nelle missioni di servizio allo Hubble Space Telescope, le loro limitazioni sono dovute a ragioni di sicurezza e per le dimensioni e costo dei sistemi di supporto. I robot richiedono l’interazione umana a distanza, spesso complicata e ritardata, e non hanno ancora capacità comparabili a quelle umane. D’altra parte la decisione di procedere con l’esplorazione umana non è solo un fatto scientifico, ma ci sono anche motivi sociali. L’opzione dei robot verrà usata fino a che essi forniranno sufficienti informazioni a definire degli obiettivi importanti che possono essere eseguiti in sito dagli uomini. La maggiore opposizione all’uso dell’uomo nello spazio viene per le applicazioni di marketing degli shuttle ed per l’uso della Stazione Spaziale Internazionale come laboratorio scientifico, molta scienza fatta dall’uomo in orbita può essere eseguita in modo automatico su sonde controllate da terra. Se gli esploratori umani devono rischiare la loro vita lo devono fare per ragioni straordinarie come l’esplorazione della Luna, di Marte o degli asteroidi e per la costruzione e la manutenzione di grandi telescopi spaziali. Gli shuttle e la stazione spaziale sono giustificabili come mezzi per mantenere la presenza dell’uomo nello spazio finché non si decida di intraprendere missioni oltre l’orbita terrestre. La società considera l’esplorazione con i robot solo un’estensione dell’esperienza umana che prelude all’esplorazione umana che sola da il senso del nostro destino nello spazio.

Science, 15 Aug 2003, Vol. 301, pg. 906 - Richard Stone - Negli anni ‘60 il Pentagono fotografò dall’alto un test range dell’URSS nel nord-est del Kazakhstan dove sembrava che i sovietici stessero costruendo un impianto sotterraneo e si suppose che fosse destinato ad un cannone a fascio di particelle per distruggere i missili USA. Dopo la fine della Guerra Fredda gli USA appresero che l’impianto era destinato alla costruzione di un motore nucleare per portare i cosmonauti sovietici su Marte. Dopo l’Apollo 11 Marte era diventato per i Sovietici il solo obiettivo per proseguire la competizione spaziale. La missione prevedeva di assemblare la sonda in orbita presso la Mir con un peso di 600 tonnellate pari a 6 volte il carico di un razzo Energia. La spinta per la sonda sarebbe stata fornita da un nuovo motore rivoluzionario, detto Baikal-1 a combustibile nucleare, carbide di plutonio o uranio, capace di generare temperature estremamente alte. Un prototipo del motore, detto IRGIT, cominciò le prove nel 1978, ma nel 1992 il progetto finì per mancanza di fondi. Recentemente, in giugno, scienziati russi hanno svelato i piani preliminari per il trasporto di uomini su Marte, il sistema di propulsione e le misure per proteggere gli astronauti dalle radiazioni e dalla mancanza di gravità durante il lungo tragitto. Ora il momento non è favorevole dopo la perdita dello shuttle Columbia, l’aumento dei costi della Stazione Spaziale ed i cronici problemi economici della Russia. Tuttavia i Russi hanno rivelato anche una data orientativa per la missione su Marte: 8 maggio 2018. Il costo sarebbe compreso fra 14 e 20 miliardi di US$. Gli esperti occidentali ritengono la cifra inadeguata e pongono un limite di 100 miliardi. Non ci sono problemi tecnici insormontabili, ma la maggiore difficoltà sarà nel convincere l’opinione pubblica ed i politici che un viaggio umano su Marte vale il costo ed il rischio. Per il momento l’esplorazione con robot ha un costo molto più accessibile ed il volo umano potrebbe essere rinviato fra 50-100 anni quando ci saranno tecnologie più mature. Tuttavia sia la Russia che l’Europa pianificano ed analizzano la grande avventura umana di un’esplorazione di Marte. L’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha fissato per la missione una data non anteriore al 2025. Per la NASA la missione sarà possibile dopo aver sviluppato i sistemi necessari ed acquisito la comprensione degli effetti fisiologici sull’uomo di un volo di lunga durata nello spazio. Dopo la fine della Guerra Fredda la NASA ed il DOD iniziarono un programma di 500 milioni di US$ in 10 anni per sviluppare un reattore da multimegawatt, ma fu interrotto nel 1993. Lo sviluppo di un motore atomico è ripreso con il SAFE (Safe Affordable Fission Engine) da 400 KW ad uranio e con il programma Prometeo per l’esplorazione del sistema solare, ma si tratta sempre di primi passi. Per portare gli astronauti su Marte un reattore dovrebbe generare almeno 10 MW e potrebbe essere commissionato per il 2020. I Russi pensano ad una versione maggiorata di IRGIT per il 2018; un’altra opzione dei Russi è l’uso di un array di celle fotovoltaiche che potrebbero fornire una potenza di 15 MW per un motore ionico. Il maggiore problema della missione è però la sicurezza: protezione contro i raggi cosmici, danni ai muscoli, ossa e sistema cardiocircolatorio degli astronauti. Le radiazioni cosmiche sono prevedibili e si tratta di assicurare un adeguato schermaggio, ma anche di scegliere il periodo di minima attività solare e per questo i Russi hanno scelto il 2018. La successiva finestra che tiene conto anche della posizione favorevole di Marte è nel 2032. I medici si preoccupano anche di altri effetti dei raggi cosmici: i lampi di luce nella retina prodotti da particelle cariche. Si temono effetti cumulativi nelle missioni di lunga durata che potrebbero degradare la vista e danneggiare il sistema nervoso centrale. Anche la microgravità pone seri problemi; dopo 12 giorni a bordo della Soyuz-18 i cosmonauti tornati a terra non erano in grado di fare nulla. Ora dopo 500 persone nello spazio in quattro decadi si conoscono sufficienti misure per mantenere il tono muscolare. Invece gli esperti non sanno come prevenire l’indebolimento del sistema cardiocircolatorio e delle ossa ed ancora non si sa perché il corpo non può sintetizzare nello spazio i tessuti ossei. Chi arriva su Marte deve trovarsi in buone condizioni fisiche ed i Russi hanno proposto di applicare metodi di shock e creare gravità artificiale con centrifughe fino a 8 g. Altri problemi sono di ordine psicologico per l’isolamento. Per questo l’ESA vuole tenere sotto osservazione le 16 persone che trascorrono il lungo inverno nella stazione europea Concordia nell’Antartico. Qui per 9 mesi non c’è possibilità di interventi di emergenza dall’esterno e si possono provare i sistemi di riciclo dell’acqua. Anche in Russia si vogliono confinare a terra 6 cosmonauti per 500 giorni in 3 moduli da stazione spaziale. L’ESA pensa di tornare sulla Luna con equipaggi umani fra il 2020 ed il 2025 come importante passo intermedio unendosi ad altri partner ed intanto di inviare missioni automatiche di “sample and return” per portare indietro alcune rocce e come prova generale. Meno chiare sono in questo momento le intenzioni della NASA. La International Space Station (ISS) sembra avere la priorità certo come base essenziale di una missione su Marte.

Science, 22 Aug 2003, Vol. 301, pg. 1037 - Robert A. Kerr - Le tre missioni, due americane ed una europea, che raggiungeranno Marte alla fine dell’anno saranno alla ricerca dell’acqua, indicatore di vita. Tutti i siti di atterraggio sono luoghi dove l’acqua è potuta stazionare forse in un’era calda ed umida del passato, ma i dati spettrali raccolti negli ultimi anni danno un’immagine di Marte come solo leggermente toccato dall’alterazione chimica dell’acqua che ha trasformato la Terra in miliardi di anni. Il clima di Marte sembra sia stato sempre freddo con l’acqua allo stato di ghiaccio per la maggior parte del tempo. La superficie non è stata mai particolarmente ospitale alla vita e segni di vita potrebbero essere cercati sotto la superficie o in rari luoghi esposti. L’ultimo rapporto dei ricercatori indica un pianeta freddo e secco per lungo tempo e la presenza sulla superficie di minerali che sarebbero stati rapidamente distrutti dall’acqua liquida mentre i composti prodotti di un clima caldo e umido si trovano in quantità troppo ridotta. I sensori hanno indicato la presenza di basalti ricchi di olivina ed andesite, la roccia vulcanica più ricca di silice, non alterati. L’olivina è molto antica e sembra sia rimasta vicino alla superficie per centinaia di milioni di anni. Le analisi spettroscopiche non hanno trovato presenza di argilla che si forma dalla decomposizione del basalto in ambiente umido, anche la presenza di carbonati è limitata al 2-3%. Sulla Terra acqua ed anidride carbonica si combinano a formare acido carbonico che dissolvono i carbonati nell’acqua e, precipitando creano i depositi di carbonato solido come le scogliere di Dover. I geochimici stimano che un clima umido avrebbe prodotto un 20% di carbonati nella polvere marziana e non solo il 2%. Le zone oscure di Marte dal punto di vista spettrale sembrano strati di materiali privi di argilla come la palagonite che si forma con l’azione moderata dell’acqua sui basalti. La scarsità di prodotti dell’azione dell’acqua è spiegabile solo con la permanenza di un clima glaciale che ha bloccato l’acqua sotto forma di ghiaccio eccetto nei periodi di maggiore riscaldamento solare durante le oscillazioni dell’asse del pianeta.

Science, 5 Sep 2003, Vol. 301, pg. 1300 - Andrew Lawler - A seguito del disastro dello shuttle Columbia, la scorsa settimana la commissione di 13 membri nominata per l’inchiesta, il Columbia Accident Investigation Board (CAIB), ha emesso il suo rapporto (www.caib.us/news/report) in cui chiede alla NASA di sostituire la flotta degli shuttle ormai invecchiata e rimprovera la Casa Bianca ed il Congresso per non aver dato una giusta prospettiva ed il denaro sufficiente per un efficace sforzo nell’esplorazione umana dello spazio. L’inchiesta è durata 7 mesi coinvolgendo migliaia di tecnici e scienziati, 30000 pagine di documenti e 10 audizioni pubbliche. Presieduta dall’Ammiraglio in ritiro Harold Gehman, la commissione ha emesso dozzine di raccomandazioni allo scopo di evitare un altro disastro. I membri inoltre sono andati oltre l’analisi dell’incidente tecnico chiedendo una completa revisione del programma spaziale USA con specifiche raccomandazioni e chiedendo un pubblico dibattito. Un punto di partenza importante è quello di sostituire la flottiglia dei tre shuttle rimasti, progettati e costruiti negli anni ‘70 e ‘80. Il costo sarà enorme e potrebbe richiedere di sacrificare altri obiettivi. L’Amministratore della NASA Sean O’Keefe ha un piano che include il rimodernamento degli shuttle, un’alternativa con un veicolo detto Orbital Space Plane e l’investimento di miliardi di dollari per un lanciatore di nuova generazione e tecnologie per il volo spaziale sia umano che con robot. Per questo programma la NASA richiede 18 miliardi di US$ nei prossimi 5 anni dei quali più di 12 sono richiesti per lo Space Plane. Si farà un gruppo di lavoro per esaminare le diverse opzioni ed i finanziamenti saranno inseriti nelle richieste di budget del 2005. Le preferenze di O’Keefe vanno per un Orbital Space Plane progettato per trasferire gli astronauti alla Stazione Spaziale usando un lanciatore a perdere, ma nel Congresso alcuni preferiscono aggiornare gli shuttle invece di un nuovo veicolo che non sarebbe necessariamente più sicuro. Per le missioni al di là dell’orbita terrestre si darà la preferenza a sistemi robotici ed allo sviluppo di tecnologie, ma queste non sono efficienti se non vengono progettate in vista di specifiche missioni. Il costo di tutte le opzioni sarà alto e questo non è un momento favorevole con un deficit di bilancio USA che sfiora mezzo trilione di dollari, con l’economia depressa, i costi dell’occupazione dell’Iraq e molti altri problemi interni. Per il momento la Casa Bianca promuove una serie di discussioni sul futuro degli shuttle, la stazione ed i programmi NASA, ma si chiede che ci sia una chiara direttiva del Presidente. George W. Bush, reagendo al rapporto di Gehman ha detto solamente che l’impresa nello spazio deve andare avanti ed O’Keefe ha dichiarato ai giornalisti che la scienza guiderà le future missioni spaziali. I leader politici sanno che non si potranno abbandonare i voli umani nello spazio per i grandi interessi che coinvolgono gli stati della Florida, Texas e California dove è concentrato il lavoro della NASA e per quelli di Russia, Europa, Giappone e Canada che hanno investito fortemente nella stazione spaziale. Il percorso di minore resistenza sarà quello di fare modifiche marginali sugli shuttle, sostenere la stazione spaziale e fare altri investimenti nelle nuove tecnologie, ma sarà una debole risposta a quello che la commissione Gehman ha dichiarato necessario per portare su una strada sicura l’anemico sforzo spaziale dell’America.

Science, 5 Sep 2003, Vol. 301, pg. 1301 - Charles Seife - L’Ammiraglio Harold Gehman, nel suo rapporto sul disastro del Columbia, ha dichiarato che lo space shuttle non è inerentemente insicuro, ma alcuni interventi devono essere fatti immediatamente prima che la NASA lanci qualcuno dei restanti tre shuttle. La causa del disastro è stata attribuita ad un pezzo di materiale spugnoso staccatosi dalla struttura che connette lo shuttle ai serbatoi del razzo principale. Il frammento, colpendo l’ala sinistra dello Shuttle, ha provocato un foro sullo schermo termico. Questo ha fatto penetrare durante il rientro l’aria surriscaldata nella struttura di alluminio dell’ala causando la distruzione dell’orbiter in pochi minuti. Con la perdita del Columbia, il programma dei voli umani per la stazione spaziale internazionale (ISS) è rimasto appeso ad un filo. Il trasporto degli astronauti potrà essere fatto con i razzi russi, ma per gli scienziati le conseguenze sono più serie: sarà impossibile eseguire la manutenzione prevista per lo Hubble Space Telescope. Oltre al problema del distacco del materiale spugnoso la NASA deve intervenire per impedire che i bulloni esplosivi usati durante la separazione dei booster possano colpire lo shuttle. Dovrà essere assicurato anche il controllo visivo dello shuttle durante il lancio ed il volo con fotografie dai sistemi ottici di terra, dai telescopi militari terrestri e dai satelliti. Una delle raccomandazioni più difficili da implementare è la possibilità di riparare nello spazio lo schermo termico. Si possono riparare le mattonelle ceramiche delle ali, ma è molto difficile riparare i pannelli compositi di carbonio sul bordo dell’ala che sono quelli che hanno provocato la distruzione del Columbia. Ispezioni e riparazioni sono anche più difficili nelle missioni non destinate alla stazione spaziale. I problemi sono tanti e la data di marzo 2004 per il prossimo lancio dello shuttle sembra troppo ottimistica, ma è certo che un lancio ci sarà.

Science, 12 Sep 2003, Vol. 301, pg. 1451 - Andrew Lawler - Dopo il rapporto Gehman sul disastro del Columbia, il Senato USA ha respinto la richiesta del Presidente George W. Bush di un incremento del budget NASA per il 2004 ritenendolo molto difficile da sostenersi. I politici esprimono dubbi sull’opportunità di impegnare fondi per i voli umani nello spazio e la commissione del Senato concorda per il prossimo anno su un budget invariato per la NASA a 15,3 miliardi di US$, 130 milioni al di sotto la richiesta del Presidente e con un taglio di 200 milioni sulle richieste per la stazione spaziale. Il Senato non è incoraggiato dalle implicazioni di lungo termine del rapporto Gehman che, pur considerando la sostituzione degli shuttle una priorità, lamenta l’uso inefficiente dei fondi da parte della NASA. La NASA ha rilasciato un piano per aggiornare il programma degli shuttle e riprendere i voli dall’11 marzo prossimo ed ha dato una risposta alle 29 raccomandazioni del rapporto Gehman. Il Congresso però teme che la NASA stia affrettando in modo irrealistico la data del lancio e vuole garanzie sulla sicurezza.

Science, 26 Sep 2003, Vol. 301, pg. 1832 - Richard A. Kerr - Per tre volte nel passato è stata raggiunta la superficie di Marte, due volte nel 1976 con i Viking ed una volta nel 1997 con il Path Finder e si è imparato molto sulla polvere e sul suolo, ma poco sulle rocce e su come il pianeta si è evoluto in 4,5 miliardi di anni. Questo cambierà con l’arrivo dei nuovi lander. I rover USA, Opportunity e Spirit previsti nel prossimo gennaio portano strumenti capaci di confermare o rigettare le teorie sulla storia geologica del pianeta nate dagli ultimi dati presi dall’orbita. Il lander dell’ESA, Beagle 2, che arriverà alla vigilia di Natale condurrà ricerche sulla vita più approfondite di quelle dei Viking. Anche se tutto va secondo i piani sarà però difficile comprendere la geologia da pochi siti nessuno dei quali è semplice e vi sono anche significative limitazioni tecnologiche nei lander. Opportunity scenderà sul Meridiani Planum, una pianura sull’equatore marziano e ne studierà i colori. Infatti i dati raccolti dai satelliti in orbita hanno prodotto uno spettro di ipotesi sulle origini dei minerali del sito e la domanda principale è se l’acqua vi è stata coinvolta. Il pianeta rosso ha in realtà un colore giallo-marrone e la spettroscopia lo ha interpretato come segno della presenza di ossido di ferro o ematite. Nel 1999 poi, il Thermal Emission Spectrometer (TES) del Mars Global Surveyor (MGS), ha riconosciuto dagli spettri ad alta risoluzione regioni con ematite grigia dai cristalli grandi e il Meridiani Planum è una di queste regioni. L’ematite grigia sulla Terra è quasi sempre associata all’acqua e questo suggerisce su Marte un ambiente favorevole alla vita, ma si osserva che l’ematite grigia si forma anche dalle lave senza l’intervento di acqua, inoltre le polveri potrebbero essere state portate dal vento e quindi provenire da ambienti diversi. Anche l’acqua potrebbe essere stata quella di un mare o lago o un’acqua sotterranea ed i sedimenti potrebbero essere stati messi in luce dall’erosione. I rover portano strumenti da geologi: uno strumento come un martello per mettere a nudo le rocce, una telecamera panoramica ed un raccoglitore di immagini per i dettagli fini e si potrà decidere se l’ematite forma degli strati e si sia formata da acque sotterranee. Opportunity e Spirit portano anche strumenti da laboratorio mineralogico, uno spettrometro a raggi alfa e raggi X per analizzare quantitativamente gli elementi e la loro composizione, ad esempio scoprire la presenza di carbonati, olivina e silicati di ferro. Il luogo di discesa di Spirit è il Gusev Crater la cui immagine dall’orbita ci racconta una storia di acqua che affluisce nel bacino e poi scorre via. Il canale lungo 900 km della Ma’adim Vallis taglia il bordo del Gusev che ha l’aspetto di un paleo-lago dove ci potrebbero essere segni di vita e questo è il motivo della sua scelta. Altri crateri nella regione non hanno canali e sono pieni di sedimenti. Il Gusev è rimasto immutato negli ultimi 4 miliardi di anni ed ha raccolto tutto ciò che passava: ceneri dal vicino vulcano Apollinaris Patera, materiali eiettati dagli impatti, e polveri portate dal vento. Si farà uso della telecamera panoramica e delle immagini ravvicinate. Il Beagle 2 da 33 kg ha come scopo primario di scoprire come è nata la vita su Marte ed ha anche tutti gli strumenti di Opportunity e Spirit tranne il Thermal Emission Spectrometer. Il bacino dove scenderà è un pianoro di lava, forse antico letto marino e con acque di origine vulcanica. Il Beagle 2 cercherà tracce di materia organica; una trivella forerà il suolo e raccoglierà campioni e verrà analizzato ogni residuo di carbone organico o inorganico nella sua composizione isotopica per cercare segni della vita.

Science, 3 Oct 2003, Vol. 302, pg. 35 - Daniel Clery - Il 27 settembre l’ESA ha lanciato una sonda spaziale destinata a risolvere un problema vecchio di 4 miliardi di anni, cioè come si è formata la Luna, ed allo stesso tempo provare un nuovo tipo di propulsione. L’ambizione dell’ESA è di esplorare il sistema solare, da Mercurio alla cintura egli asteroidi e, per preparare queste missioni, vuole possedere le giuste tecnologie. Per questo motivo la sonda SMART-1 da 125 milioni di US$, lanciata con un razzo Ariane 5 dalla Guiana francese, nei suoi 367 kg ha un propulsore ionico che userà 82 kg di gas xenon ionizzato ed accelerato mediante l’energia fornita da 14 m di pannelli solari. La spinta è di 70 millinewton, circa il peso di una cartolina su una mano, ma questa forza sarà applicata in modo continuo. L’ESA ha scelto questo tipo di propulsione perché produce un impulso per kg di propellente 10 volte maggiore di quello dei propellenti chimici. La NASA ha usato questo sistema solo nel Deep Space 1 lanciato nel 1998 e prima è stato usato solo per stabilizzare i satelliti. Lo SMART-1 orbiterà intorno alla Terra su un’orbita sempre più allungata fino a portarsi a 200000 km ed a questo punto sarà catturata dalla Luna nel marzo del 2005 con un viaggio di 18 mesi, in confronto l’Apollo 11 impiegò solo 3 giorni. Intorno alla Luna inizierà la sua missione scientifica utilizzando una telecamera a CCD, uno spettrometro a infrarossi ed uno spettrometro a raggi X. Lo SMART-1 creerà una mappatura infrarossa più dettagliata di quella del Clementine della NASA con un canale che usa 250 lunghezze d’onda. Lo spettrometro cercherà l’acqua nei crateri in ombra del polo sud. Lo spettrometro a raggi X analizzerà la composizione della superficie della Luna creando un inventario globale per verificare se la composizione della Luna è simile a quella del mantello terrestre secondo la teoria prevalente della sua nascita per aggregazione dai detriti prodotti in una gigantesca collisione fra la Terra ed un corpo delle dimensioni di Marte. I campioni di roccia portati dalla missione Apollo confermano questa ipotesi, ma sono troppo pochi. Anche per lo SMART-1 c’è qualche riserva perché la strumentazione è ancora sperimentale e potrebbe non garantire i risultati, ma la scienza della Luna ne trarrà nuovi vantaggi.

Science, 7 Nov 2003, Vol. 302, pg. 962 - Adrian Cho - Il Voyager 1, lanciato dalla NASA nel 1977, dopo aver percorso 13 miliardi di chilometri, cioè 83 AU, ha attraversato il confine del sistema solare. Nell’estate del 2002 il Voyager1 aveva passato il confine dell’onda d’urto dove il torrente di particelle del vento solare passava da velocità supersonica a subsonica. Un rivelatore della sonda ha registrato ora un aumento di 100 volte delle particelle a bassa energia e rivela un uguale numero di particelle provenienti dal Sole e dalla direzione opposta, indicazione di aver raggiunto lo spazio interstellare. Una conferma di questo confine si potrà avere nel 2008 quando lo raggiungerà anche il Voyager2.

Science, 12 Dec 2003, Vol. 302, pg. 1873 - Andrew Lawler - Nel 1961 il Presidente John F. Kennedy annunziò la conquista della Luna entro una decade e la promessa fu realizzata, nel 1984 il Presidente Ronald Regan propose la costruzione della Stazione Spaziale e l’impresa ha richiesto più tempo, denaro e sforzi politici di quanto previsto, invece il piano del Presidente George H. W. Bush annunziato nel 1989 per tornare sulla Luna e sbarcare su Marte non è mai partito. Ora Bush figlio sta pensando se proporre una svolta decisiva alla NASA dopo il disastro di febbraio del Columbia e si dice che un team ristretto di esperti sta studiando una serie di opzioni per il Presidente, ma a Washington, focalizzati alla lotta al terrorismo, con il deficit federale crescente e la vicina campagna delle elezioni del 2004 ogni proposta spaziale è vista con scetticismo. L’Amministratore della NASA Sean O’Keefe si era battuto per un consistente aumento del budget NASA per iniziare un progetto di una missione umana su Marte, ma il costo di 5 miliardi di US$ annuali per i prossimi 4 anni ha fatto bocciare il progetto come irrealistico. Fra le opzioni meno costose c’è un ritorno sulla Luna e una base fra la Terra e la Luna che possa servire per assiemare un veicolo interplanetario o un grande telescopio. Il momento per un annunzio è oggetto di speculazioni. Si è pensato al 17 dicembre, data del 100mo anniversario del primo volo dei fratelli Wright o il prossimo gennaio in occasione dell’arrivo delle sonde su Marte o il 20 gennaio in occasione del discorso annuale sullo Stato dell’Unione. La Casa Bianca tuttavia cerca di smorzare le aspettative. Gli osservatori del Congresso ed altri avvertono che ogni nuova proposta dovrà essere compatibile con il budget già in difficoltà per le riparazione dello Shuttle, il completamento della Stazione Spaziale e lo sviluppo di nuove tecnologie senza menzionare le alternative allo Shuttle. Ci si troverà in un buco nei prossimi 30 anni e ci vorrà tanto denaro e risorse politiche prima di uscirne e di affrontare qualcosa di nuovo.

Science, 9 Jan 2004, Vol. 303, pg. 150 - Robert A. Kerr - Tutto è finito bene con il lander Spirit della NASA che esattamente come previsto è sceso nel cratere Gusev rimbalzando e rotolando dentro i suoi air bag fino a fermarsi in posizione corretta. Anche il Mars Pathfinder nel 1996 era sceso senza problemi rallentando da 19000 km/h fino a zero a pochi metri sopra la superficie in solo 6 minuti, scendendo come una meteora attraverso l’atmosfera, aprendo un paracadute a 1500 km/h ed accendendo i retrorazzi solo all’ultimo secondo. Infine il lander avvolto negli air bag ha rimbalzato per alcuni minuti fino a fermarsi, ma il Pathfinder totalizzava 360 kg mentre Spirit pesava complessivamente 533 kg inoltre c’erano i problemi del vento che soffia nel cratere durante le ore pomeridiane stabilite per l’atterraggio. Così quando alla fine dei 6 minuti della discesa arrivarono i segnali intermittenti che indicavano il rimbalzo degli air bag sulla superficie, esplose l’entusiasmo nella sala di controllo del JPL di Pasadena. Infine 10 minuti dopo un forte segnale confermò che Spirit si era formato ed era capace di comunicare. Il Pathfinder era costato 250 milioni di US$, Spirit ed il fratello Opportunity, che deve scendere questo 25 gennaio sono costati 700 milioni di US$ e si sono aggiunti alla fine altri 120 milioni. Si è fatto quanto umanamente possibile per ridurre i rischi. La sonda europea Mars Express, arrivata poco prima ha perso invece i contatti con il lander Beagle 2 e forse non si saprà mai il perché; come il Mars Polar Lander mancava di un sistema di comunicazione, troppo pesante e costoso, per mantenere il contatto durante la discesa. Il Beagle 2 è costato solo 42 milioni di US$, poco rispetto ai due lander USA, la sua ricerca però continuerà nelle prossime settimane. La sonda Mars Express però è entrata in orbita regolarmente ed ora prepara gli strumenti incluso un radar capace di scoprire l’acqua sotto la superficie, il primo inviato in un altro pianeta.

Science, 9 Jan 2004, Vol. 303, pg. 151 - Richard A. Kerr - La scorsa settimana la sonda Stardust si è comportata meravigliosamente nel suo attraversamento iperveloce nella nube di polveri e gas della cometa Wild 2. La raccolta di queste polveri costituirà il primo campione di materia dello spazio profondo del sistema solare a tornare sulla Terra; infatti Stardust conta di fare cadere sulla Terra il campione nel 2006. Si tratta di polveri di dimensioni nanometriche che risalgono alla formazione del sistema solare. Ognuna delle circa 500 particelle di polvere da 0,1 micrometro ha una storia da raccontarci e non sarà facile interpretarle. Le immagini della cometa inviate da Stardust sono molto diverse da quelle della cometa Borrelly o Halley; il nucleo di 5 km della Wild 2 ha speso poche decine di anni dei suoi miliardi di anni di vita nelle zone vicine al Sole ed ha preservato la sua superficie originale craterizzata. Borrelly ed Halley hanno passato la maggior parte della loro vita entro l’orbita di Marte e la forte luce solare ha vaporizzato il ghiaccio di superficie e portato fuori i composti organici. I processi di sublimazione ripetuti hanno lasciato il nucleo oblungo e come una palla di neve dopo una pioggia calda. Wild 2 non ha raggiunto questo stato; formatasi nella cintura di Kuiper, oltre l’orbita di Nettuno, ha orbitato fino alle vicinanze di Giove finché questo non lo ha spinto verso l’orbita di Marte. Probabilmente la cometa è costituita da gas e polveri della primitiva nebulosa, quelle originate da stelle giganti rosse e supernove. Stardust ha anche raccolto polveri dello spazio interstellare e queste polveri possono aver subito processi complessi, vaporizzazioni e parziali fusioni e azioni dalle radiazioni cosmiche, ed i ricercatori sperano di scoprire tracce di questi eventi sulle particelle che arriveranno a Terra.

Science, 16 Jan 2004, Vol. 303, pg. 293 - Andrew Lawler - Dopo mesi di dibattiti a porte chiuse il Presidente Bush, alla fine della scorsa settimana, ha comunicato ai media la sua intenzione per un nuovo programma spaziale con l’obiettivo di portare nella prossima decade l’uomo nella Luna e poi su Marte. Ci si aspetta anche che Bush proponga ora di cancellare lo space shuttle e di rimpiazzarlo con un veicolo più adatto alle nuove missioni inoltre chiederà al Congresso di accrescere per i prossimi 5 anni il budget della NASA del 5%. L’Amministratore della NASA O’Keefe è convinto che il Presidente combatterà per ottenere questi finanziamenti e l’Ammiraglio Harold Gehman, che ha diretto la Commissione per l’incidente del Columbia, vede un superamento di quella mancanza di una visione politica popolare nell’attività spaziale di cui soffriva la NASA dagli anni ’70. La NASA ha proposto di costruire un Orbital Space Vehicle (OSV) per sostituire lo shuttle alla fine di questo decennio, ora una nuova proposta è orientata al Crew Exploration Vehicle (CEV) per il nuovo programma spaziale. Tuttavia ogni decisione per il futuro delle missioni umane nello spazio dipenderà dalle realtà del budget. Ci sono anche delle reazioni negative da parte di candidati democratici alla Presidenza come Howard Dean che dice che il programma porta a rischio di fallimento lo stato e di altri che prospettano altre priorità.

Science, 23 Jan 2004, Vol. 303, pg. 444 - Andrew Lawler - Il nuovo programma spaziale presentato il 14 gennaio scorso dal Presidente Bush include alcuni effetti collaterali spiacevoli. Si vuole abbandonare lo Hubble Space Telescope, ritirare il vecchio shuttle, ridefinire gli scopi della stazione spaziale, oggi a metà della sua costruzione, e dedicarsi invece al progetto ed alla costruzione di un veicolo spaziale capace di portare gli uomini sua Luna e su Marte. Alcuni scienziati temono anche che una parte dei finanziamenti per la nuova avventura verranno dalla cancellazione di programmi di ricerca esistenti. L’annunzio di Bush è la conclusione di un lungo dibattito su come superare il disastro del Columbia. Secondo Bush la NASA comincerà le prove di un nuovo lanciatore, chiamato Crew Exploration Vehicle (CEV), nel 2008 mentre una serie di missioni con robot comincerà a toccare la Luna. Nel 2010, dopo aver completato l’ultimo pezzo della stazione spaziale, lo shuttle cesserà le sue operazioni, ma ci vorranno altri quattro anni prima che il nuovo lanciatore sia pronto per il trasporto umano. Il lavoro sulla base lunare inizierà al più presto nel 2015 e la stazione spaziale sarà abbandonata l’anno dopo. Il viaggio su Marte è previsto più tardi. Per il finanziamento Bush chiederà al Congresso di aggiungere 800 milioni di US$ ai 15,4 miliardi del budget NASA per il 2004 ed il budget aumenterà del 5% in ognuno dei successivi 3 anni. La maggior parte del denaro per la nuova iniziativa verrà però dalla revisione e dal taglio di programmi NASA esistenti. La scelta di quali aree saranno sacrificate avverrà non prima della presentazione del budget 2005, il 2 febbraio prossimo. Mentre i planetologi, dopo i successi del rover Spirit, sono entusiasti del programma di missioni sulla Luna e del nuovo sforzo su Marte, lo sono meno gli astronomi e gli scienziati della Terra. Gli astronomi sono costernati nell’apprendere che verranno bloccate le missioni di servizio sullo Hubble Space Telescope. Ci si aspettava una missione di servizio fra il 2006 ed il 2008 ed un’altra ancora fino a quando nel 2011 sarebbe entrato in funzione il James Webb Space Telescope. Alla NASA dicono che non c’è alternativa perché Hubble si trova su un’orbita diversa da quella della Stazione Spaziale e l’impegno per finire questa entro il 2010 non lascia tempo agli shuttle per altre missioni. Hubble potrà continuare ad operare fino al 2007 con possibilità di estenderne la vita con provvedimenti opportuni. Il destino delle scienze della Terra, in cui la NASA spende 1,6 miliardi di US$ all’anno, è meno sicuro. Alcuni dicono che gran parte di queste attività saranno spostate alla National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Circa gli scopi della Stazione Spaziale, progettata per esperimenti sui materiali, di fisica sperimentale e biologia molecolare, da ora verrà impegnata a raccogliere dati sugli effetti di lunghe permanenze nello spazio degli organismi umani. Ora Bush e l’amministratore della NASA O’Keefe devono vendere la loro proposta al Congresso e ci saranno problemi in vista delle elezioni di novembre, per il momento si raccolgono anche le prime reazioni delle altre nazioni. La Russia ancora non reagisce e non avanza proposte per la disponibilità dei suoi lanciatori. L’ESA si dimostra interessata e l’Agenzia spaziale canadese spera che il programma americano induca il governo di Ottawa a maggiori finanziamenti. La Cina al contrario si dimostra fredda e prosegue nel suo piano nazionale. L’Indian Space Research Organization (ISRO) pianifica un probe sulla Luna nel 2007 e forse vi includerà strumentazione USA.

Science, 30 Jan 2004, Vol. 303, pg. 602 - Richard A. Kerr - Con la discesa su Marte dei rover Spirit ed Opportunity la NASA ha raccolto il terzo successo della tecnologia degli air bag iniziata con il Pathfinder disceso in Ares Vallis nel 1997. Il Mars Polar Lander, che invece doveva scendere sulle sue gambe e potenti retrorazzi, come già i due Viking nel 1976, è sparito senza lasciare traccia e ciò ha fatto cancellare il lander del 2001 ed ha messo in moto la missione Mars Exploration Rover (MER) con Opportunity e Spirit e con l’uso degli air bag. Il primo a scendere è stato Spirit ed il sistema ha funzionato correttamente, ma gli ingegneri del JPL erano preparati al peggio anche con Opportunity. La discesa su Marte è rischiosa ed ogni volta è un esperimento, ma Opportunity ha dimostrato che Spirit non è stato un caso. Ora il Mars Surveyor Lander del 2001 viene fatto rinascere con il nome di Phoenix e sarà un laboratorio con più ampio campo di azione ed uno “smart lander” capace di scegliere dove atterrare. Per il momento i due siti dove sono scesi i rover impegneranno gli scienziati con le numerose novità geologiche. Opportunity si trova in un piccolo cratere di impatto nel Meridiani Planum. Il terreno sembra coperto da granuli ricchi di minerali di ferro e rocce chiare a circa 10 m di distanza. Vi sono rocce anche nel sito di Spirit nel Gusev Crater la cui superficie ha subito impatti ed erosioni per un miliardo di anni. Non si sa da dove provengano le rocce, ma la maggior parte sembrano basalti e non rocce sedimentarie di un antico lago come speravano gli scienziati. Le prime analisi chimiche suggeriscono che il suolo del Gusev è coperto dallo stesso materiale trascinato dal vento come quello dei luoghi di atterraggio del Viking e del Pathfinder, ma nel sito di Meridiani Planum le rocce si sono formate sul posto ed Opportunity cercherà di leggere la storia della loro formazione. Intanto gli scienziati europei stano ricevendo interessanti immagini a colori e spettri 3D dall’orbiter Mars Express.

Science, 30 Jan 2004, Vol. 303, pg. 612 - Andrew Lawler - La Luna è stata lasciata in ombra nelle ultime tre decadi dai ricercatori USA per studiare Venere, Marte e gli altri pianeti. Con la nuova visione della Casa Bianca del 14 gennaio sulle missioni spaziali, la NASA promette ora di dare alla Luna un’altra occasione. Nel frattempo Europei, Giapponesi, Indiani e Cinesi stanno preparando le loro sonde spaziali per esplorare la Luna. La NASA darà il via a due proposte per una missione sample and return nello Aitken Basin, nel polo sud lunare, una zona con un diametro di 2500 km vecchia di 4 miliardi di anni che i geologi pensano sia la più antica del sistema solare. Il luogo sarà probabilmente il sito della base lunare che Bush vuole costruire dopo il 2015. Negli anni ’90 due orbiter hanno acceso un dibattito ancora non risolto sull’esistenza di acqua nei poli lunari e la presenza di acqua sarebbe di grande aiuto per pionieri della Luna. La possibilità di esplorare la Luna con robot o astronauti eccita i ricercatori. I volo con robot per preparare la base lunare verranno pagati dall’ufficio delle tecnologie della NASA e non dal budget delle scienze spaziali e nell’ultima decade la NASA ha rifiutato tutte le proposte di ricerca sulla Luna.

Science, 30 Jan 2004, Vol. 303, pg. 617 - Charles Seife - Dopo l’annunzio del Presidente Bush che la NASA spera di stabilire una base permanente sulla Luna, ingegneri e scienziati cercano di stabilire come arrivarci. Sono circa 40 anni da quando l’astronauta Eugene Cernan ha lasciato per ultimo le sue impronte sul suolo lunare nel 1972 e la NASA non ha più un’astronave capace di portare astronauti come aveva fatto l’Apollo. Poiché poi il Presidente vuole ritirare la flotta degli shuttle, l’attuale sistema di trasporto degli astronauti sulle basse orbite terrestri, l’esplorazione umana dello spazio cesserebbe se la NASA non rimpiazzasse gli shuttle con un nuovo veicolo sicuro ed efficace capace di portare anche carichi utili oltre l’orbita terrestre. La nuova visione della NASA è di costruire quello che il Presidente ha chiamato Crew Exploration Vehicle (CEV) pronto per la stazione spaziale entro il 2014, ma per il momento nessuno ha definito la sua configurazione ed il modo con cui lascerà e ritornerà sulla Terra. La complessità di un veicolo che vada oltre l’orbita terrestre cresce immensamente. Dall’ultimo atterraggio sulla Luna gli ingegneri della NASA si sono concentrati su missioni sulle basse orbite terrestri come con lo Skylab, Apollo-Soyuz, lo space shuttle, il Mir e la stazione spaziale internazionale. Fino alla recente iniziativa del Presidente tutte le grandi società aerospaziali come la Loockeed Martin e la Boeing studiavano un Orbital Space Plane (OSP) per missioni di questo genere, ma i requisiti di un veicolo da esplorazione che deve raggiungere la Luna è molto differente da un veicolo il cui scopo è solo di assicurare il ritorno a Terra o il trasferimento su una stazione spaziale. La prima differenza sta nella forma. Un veicolo che deve evacuare gli astronauti dalla stazione spaziale, specie in un’emergenza, deve manovrare nel rientro in modo da scendere in un luogo definito, in una base e non nel mezzo della Siberia. Al contrario una capsula, come quella usata per gli astronauti del Mercury, Apollo o Soyuz, ha un rientro programmato per scendere vicino ad un sito particolare. Le ali che servono per un rientro planato come quelle dello shuttle non servono per una missione fuori dall’orbita terrestre e non funzionano nel vuoto o in un’atmosfera rarefatta come sulla Luna o su Marte. L’attuale progetto di un OSP include ambedue le varianti con le ali ed a forma di capsula per la doppia missione del CEV, per servire la stazione spaziale e per missioni oltre l’orbita terrestre, ma la maggiore differenza fra OSP e CEV sta nella quantità di propellente necessario per raggiungere l’obiettivo. Un veicolo lunare deve avere un motore aggiuntivo e propellente per lasciare l’orbita terrestre, arrivare sulla Luna e ritornare. L’Apollo aveva risolto il problema con un razzo estremamente potente, il Saturno V, che poteva portare 120000 tonnellate in un’orbita terrestre, abbastanza per un complesso come l’Apollo che comprendeva un altro motore, propellente, sistema di supporto ed il lander lunare. Trenta anni di progressi tecnologici hanno ridotto un payload come l’Apollo. I lanciatori per l’OSP come l’Atlas V ed il Delta IV possono portare 20 ton in orbita nella loro attuale configurazione e quindi modulo per l’equipaggio, motore addizionale e lander lunare devono essere lanciati separatamente e poi assiemati in orbita o si deve usare un lanciatore più potente come quello russo o europeo. L’amministratore della NASA O’Keefe ha stabilito che non ci sono piani per costruire un nuovo lanciatore. L’attuale progetto dell’OSP prevede che sia sistemato in cima al lanciatore in modo che con un piccolo razzo possa essere eiettato nel caso che il lanciatore esploda sulla rampa. La differenza maggiore di una missione lunare sta nel lander. Esso sarà simile al Lunar Excursion Module (LEM) usato nell’Apollo. Anche il CEV deve essere leggero e relativamente semplice, capace di collegarsi ad un lander ed a un motore e trasportare in tutte le condizioni gli astronauti da e per la stazione spaziale. Tutte queste funzioni rischiano di creare troppi compromessi e ci sono molte esperienze negative in proposito. Molti ritengono che anche lo shuttle è stato un fallimento e non ha raggiunto l’obiettivo di un facile accesso allo spazio con i suoi 400 milioni di US$ per lancio. I molti tentativi per un sostituto o di un veicolo di emergenza per l’equipaggio, come in particolare lo X-33, sono falliti ed hanno ingoiato un miliardo di US$ prima di essere cancellati.

Science, 6 Feb 2004, Vol. 303, pg. 747 - Andrew Lawler - La NASA sta rivedendo la sua decisione di cancellare la missione di servizio per Hubble Space Telescope dopo le critiche del senatore Barbara Mikulsky a Sean O’Keefe. L’Ammiraglio in pensione Harold Gehman, che ha diretto l’inchiesta sul disastro del Columbia, condurrà una sua indagine per rivedere il destino del telescopio Hubble. O’Keefe aveva concluso che la missione di servizio avrebbe messo in pericolo gli astronauti perché il telescopio si trova su un’orbita diversa da quella della Stazione Internazionale che non potrebbe quindi diventare un rifugio in caso di problemi. Per la sicurezza si dovrebbe avere pronto un altro shuttle con un altro equipaggio addestrato al salvataggio e questo sarebbe troppo costoso e sposterebbe risorse dall’obiettivo del Presidente di completare il laboratorio spaziale entro il 2010; la missione Hubble era prevista per il 2006, ma il senatore Mikulsky asserisce che Hubble è stato la missione di maggiore successo dal tempo dell’Apollo e non può essere abbandonato così rapidamente. O’Keefe ha proposto un’indagine da parte di Gehman e questi ha accettato; il rapporto dovrebbe essere completato entro due mesi.

Science, 13 Feb 2004, Vol. 303, pg. 939 - David Malakoff - Si è intensificata la campagna per salvare il telescopio Hubble dopo la decisione del capo della NASA, Sean O’Keefe, di cancellare l’ultima missione di servizio fra il 2006 ed il 2008 a seguito del disastro del Columbia. O’Keefe motivava la decisione con il rischio per gli astronauti che non possono usare la Stazione Spaziale Internazionale come rifugio in caso di guasti trovandosi in un’orbita diversa. Ora due memorie mettono in discussione questi timori perché sono conseguenza del piano della NASA di non introdurre negli shuttle la prevista capacità di eseguire riparazioni in orbita; in questo caso il rischio per una missione Hubble è identico a quello di una missione che non sia riuscita a raggiungere la Stazione. Nella seconda memoria si suggerisce di lanciare la missione Hubble poche settimane prima di una seconda missione verso la Stazione Spaziale in modo da avere pronto uno shuttle di soccorso. I sostenitori della missione sperano che il prossimo rapporto di Harold Gehman possa convincere il Congresso a cambiare la decisione. Se ciò non accadrà il telescopio Hubble finirà con il disintegrarsi nell’atmosfera entro il 2013.

Science, 5 Mar 2004, Vol. 303, pg. 1450 - Richard A. Kerr - Le rocce affioranti di Marte analizzate dal rover Opportunity hanno dato la prova che in tempi remoti l’acqua fluiva sulla superficie del pianeta per centinaia di chilometri. Ciò non significa che l’acqua abbia sostenuto la vita o che Marte sia stato caldo ed umido come la Terra, significa soltanto che l’acqua inzuppava le rocce con un oceano superficiale o con falde sotterranee, condizione necessaria per favorire la vita. Il luogo di discesa di Opportunity, osservato dalle sonde in orbita, indicava che era ricco di ematite ed Opportunity è sceso per verificare se questo composto si era formato in un ambiente caldo ed umido. Nella conferenza stampa del 2 marzo presso la NASA il principal investigator del progetto, Steven Squyres, ha elencato i quattro motivi che provano un ambiente umido su Marte dopo aver elaborato le osservazioni di Opportunity delle due ultime settimane. I primi due motivi riguardano la struttura delle rocce affioranti. Le piccole sfere osservate da 2-3 mm di diametro sono concrezioni formatesi sul posto e non sferule di roccia fusa cadute sul fondo del lago. Le concrezioni si formano per precipitazione chimica di minerali ed implicano che vi fosse intorno acqua in abbondanza. La seconda prova strutturale è data dalle strane fessure delle rocce che sono probabilmente i vuoti lasciati dai cristalli di gesso portati via dall’acqua. Il terzo motivo è di carattere mineralogico. Lo spettrometro del rover ha trovato un’alta concentrazione di jarosite, un minerale ricco di ferro che richiede molta acqua per formarsi. La quarta prova è chimica per la presenza di un’enorme quantità di zolfo nelle rocce rivelata dallo spettrometro a particelle alfa e raggi X. Ciò significa la presenza abbondante di solfati e quindi di acqua. Sembra ci sia fino al 40% di sali nelle rocce, in maggioranza forse solfato di magnesio. Lo spettrometro ha trovato inoltre una diversa composizione fra strati superficiali e in profondità cosa che indica un processo di precipitazione per evaporazione. Questo ambiente di acqua salata si è avuto alcuni miliardi di anni fa e poteva essere o sotterraneo in rocce porose impregnate di acqua o sul fondo di un lago o di un oceano, in questi ultimi due casi l’acqua scioglieva i sali dalle rocce e, fluendo poi in una depressione ed evaporando, depositava i sali. Lo scenario oceano/lago è ora quello privilegiato.

Science, 12 Mar 2004, Vol. 303, pg. 1596 - Robert Irion - Mentre continuano le controversie sul suo futuro, Hubble Space Telescope ha catturato il 9 marzo scorso la sua immagine più dettagliata del lontano universo, Ultra Deep Field (UDF), contenente circa 10000 oggetti molti dei quali esistevano quando il cosmo aveva fra 800 milioni ed un miliardo di anni. Il telescopio ha focalizzato una piccola porzione del cielo nell’emisfero australe per circa 300 ore e l’immagine è particolarmente nitida con una qualità mai ottenuta prima. Il telescopio usa ora la Advanced Camera for Survey (ACS) installata in orbita dagli astronauti durante l’ultima missione di manutenzione nel marzo del 2002. La Camera è sensibile al vicino infrarosso e può vedere le più lontane galassie la cui luce si è spostata verso l’infrarosso a causa dell’espansione dell’universo. L’area osservata è di 1/67 delle dimensioni della Luna piena e vi sono centinaia di questi oggetti oltre il rosso che sono o stanno diventando galassie, spesso dalle forme strane, ma oggetti anche più lontani, fino a 500 milioni di anni dopo il big bang, si potranno osservare con l’uso del NIMOS, uno spettrografo con raffreddamento criogenico che arriva più profondamente nell’infrarosso.

Science, 19 Mar 2004, Vol. 303, pg. 1745 - Andrew Lawler - La battaglia sul destino del Telescopio Spaziale Hubble si è intensificata la scorsa settimana quando il Congresso ha ordinato due studi indipendenti per esaminare se la NASA debba lanciare la missione di manutenzione per Hubble. Anche l’Amministratore delle NASA Sean O’Keefe, pur confermando che una missione con gli astronauti sarebbe oggi rischiosa, apre la possibilità di una missione con robot per prolungare la vita del telescopio. Il problema si è posto quando in gennaio O’Keefe ha annunziato di aver cancellato il piano per l’ultima miglioria sul telescopio spaziale dopo l’incidente del Columbia. Il 5 marzo una lettera dell’Ammiraglio Harold Gehman, che aveva guidato il Columbia investigation board, chiedeva uno studio più accurato del problema. L’11 marzo la senatrice Barbara Mikulski lo prese in parola e chiese una revisione da parte del General Accounting Office e della National Academy of Science sui rischi, costi e benefici della missione con due studi separati. In una conferenza stampa O’Keefe ha ora suggerito una missione robotica per estendere la vita del telescopio oltre il 2007-2008 portando allo Hubble delle nuove batterie. Il robot proverebbe inoltre importanti tecnologie utili alle future iniziative spaziali.

Science, 26 Mar 2004, Vol. 303, pg. 1953 - Richard A. Kerr - L’orbiter Mars Express arrivato da poco tempo su Marte ha segnalato la presenza di metano nell’atmosfera del pianeta. Se vero, il metano o proviene dal rilascio delle rocce in cui è stato intrappolato dalla loro formazione attraverso eruzioni vulcaniche non rivelate o sorgenti calde oppure c’è vita su Marte. Il metano è stato rivelato mediante lo strumento Planetary Fourier Spectrometer (PFS) a bordo del Mars Express controllato dal team di Vittorio Formisano dell’Istituto di Fisica e dello Spazio Interplanetario di Roma. In una conferenza stampa tenuta a Parigi all’inizio del mese Formisano ha mostrato l’emissione spettrale del metano intorno alla lunghezza d’onda di 3,3 micrometri. Il risultato è chiaro, anche la piccola concentrazione di 10,5 parti per miliardo è interessante dal punto di vista scientifico perché significa che c’è una sorgente continua di metano altrimenti il metano atmosferico verrebbe distrutto dalla radiazione solare in poche centinaia di anni. Dai sensori in orbita non ci sono segni di attività vulcanica, l’altra possibilità è l’azione di batteri sotto l’apparente superficie sterile del pianeta. Alcuni attendono ulteriori conferme perché gli spettri sono appena al di sopra del rumore e si vogliono confrontare con diversi spettri di metano su Marte ripresi da telescopi da terra. Una volta sicuri della presenza di metano potrà inizierà la discussione sulla sua provenienza.

Science, 26 Mar 2004, Vol. 303, pg. 1957 - Richard A. Kerr - Il rover Opportunity che ha esaminato i sedimenti di sali sul Meridiani Planum ha portato alla conclusione che il mare copriva una volta una larga regione sull’equatore dell’antico Marte. Gli scienziati avevano creduto per lungo tempo che l’acqua si era depositata sulla superficie marziana miliardi di anni fa come neve disciolta, ma non sapevano se aveva formato laghi ed oceani o si era infiltrata nel sottosuolo rimanendovi. Le rocce affioranti analizzate da Opportunity sono ricche di sali di solfati con tenori diversi di sali di bromo, una situazione che si verifica quando si depositano i sali durante l’evaporazione delle acqua di un mare o di un lago. L’immagine della roccia mostra una sottile stratificazione, il mare si è trovato qui per molto tempo o almeno in modo intermittente e gli strati sono spessi 300 m.

Science, 9 Apr 2004, Vol. 304, pg. 196 - Richard A. Kerr - Alla Lunar and Planetary Science Conference di Huston, in Texas, l’argomento principale è stato Marte.

La presenza di acqua su Marte è stata confermata dal 1970 quando le sonde riportarono immagini di grandi canaloni formatisi nel pianeta alcuni miliardi di anni fa ed immagini di più recenti reticoli di valli. Dopo diversi decenni però i ricercatori stanno ancora cercando di comprendere come l’acqua abbia potuto creare queste forme in un pianeta dove l’acqua è solo sotto forma di ghiaccio. C’è anche una zona che sembra formatasi a seguito di piogge torrenziali in un recente periodo di freddo e ghiaccio. L’immagine proviene dal Mars Global Surveyor ed è quella di un cratere da impatto di 55 km di diametro presso l’equatore di Marte dove sembra che piogge torrenziali abbiano prodotto erosioni ricorrenti. Il cratere è chiamato Mojave perché simile a quanto si osserva sulla Terra nel Mojave Desert, ma il Mojave crater si è formato quando il pianeta era già entrato nella sua fase fredda e secca ed invece ci sono segni di recenti flussi di acqua. Sulla Terra sono stati necessari centinaia di episodi di piogge torrenziali con frequenza millenaria per costruire questi depositi alluvionali nel Mojave Desert. In Marte il meccanismo proposto per la formazione delle gole è quello dello scioglimento del ghiaccio o dell’acqua che scorre dai fianchi del cratere. L’acqua può essere venuta dall’atmosfera come pioggia o neve e non dalla terra. Si è suggerito che nel momento dell’impatto che ha creato il cratere Mojave il ghiaccio si è trasformato in vapore e questo è poi condensato e ricaduto come pioggia, ma i depositi sembrano frutto non di una singola catastrofe, ma di ripetuti episodi durante fasi periodiche di clima caldo e umido che però non hanno potuto produrre flussi d’acqua così intensi.

Due delle rocce del Gusev Crater analizzate dal rover Spirit sono ricoperte da uno strato di materiale alterato. La scoperta non implica la presenza di acqua nella storia del cratere, almeno nelle quantità che ci si aspettava di scoprire. Si può trattare di piccole quantità di acqua come da umidità atmosferica, ma l’alterazione chimica indotta ha modificato molto l’apparenza della superficie di Marte. La prima indicazione di questo strato alterato è venuta da una roccia chiamata Humphrey dove il rock-abrasion tool (RAT) di Spirit ha messo a nudo una sezione di superficie di 0,3 mm e la composizione determinata dallo alpha-particle X-ray spectrometer (APXS) ha mostrato che non si tratta della polvere onnipresente su Marte, ma di una forma di alterazione dovuta all’acqua sulla roccia vulcanica sottostante. In un’altra roccia, chiamata Mazatzal, il RAT ha scoperto segni di tre diversi periodi di alterazione, ma l’alterazione non è mai stata completa perché altrimenti non sarebbe rimasta dell’olivina. Confrontando con le analisi del Sojourner del Mars Pathfinder, questi ha trovato grandi quantità di silice tipica delle rocce vulcaniche andesitiche più che basaltiche e non ci si aspettava di trovare andesite su Marte. Invece i dati degli spettri infrarossi del Mars Global Surveyor indicano che tutte le terre basse dell’emisfero nord, un quarto del pianeta, è ricoperto da materiale andesitico presumibilmente lavico. L’alterazione meteorica non significa che Marte sia stato umido e caldo per lungo tempo. La dicotomia fra un primitivo Marte caldo ed umido con molte piogge, fiumi e laghi ed il recente Marte freddo, secco e ghiacciato va cambiando ora con un pianeta freddo ed umido, data l’abbondanza di basalti non alterati, e la possibilità di avere anche sorgenti d’acqua in un pianeta freddo e gelato.

Dall’orbita il cratere Gusev può essere sembrato invaso dall’acqua in tempi antichi ma, dopo 90 giorni di indagini del rover Spirit, non è stata trovata una sola prova che l’acqua vi sia entrata. Opportunity ha trovato i resti di un mare salato, ma Gusev è stato deludente. Gusev non è stato un obiettivo primario, alcuni dei 185 siti proposti erano geologicamente più interessanti, ma la lista si restrinse per timore di venti pericolosi all’atterraggio o per le dimensioni limitate dei crateri. Gusev sembrava piuttosto banale almeno ad alcuni geologi, il canale di 900 km dalla Ma’adim Vallis sembrava aver riversato acqua nel cratere molto tempo fa, ma i critici non vedevano segni di scorrimento dell’acqua e forse i sedimenti del lago potevano essere stati coperti dalle ceneri del vicino vulcano Apollinaris Patera. Alla fine Gusev fu scelto perché dai piccoli crateri di impatto al suo interno potevano essere stati scagliati intorno rocce del fondo lacustre prima ricoperte, ma Spirit ha trovato solo blocchi di lava scura che anche i pessimisti non si aspettavano; nulla suggerisce un flusso di acqua anche se è difficile immaginare che mai sia potuta venire acqua dalla Ma’adim Vallis. Queste scoperte non si possono fare dall’orbita da dove si può solo stimare l’abbondanza di rocce, l’uniformità del terreno e gli effetti del vento, il resto dipende da interpretazione e immaginazione. Ci sono ancora possibilità, Spirit sta ora dirigendosi dalle Columbia Hills, alte 100 m, verso est al cratere di Bonneville che sembra molto diverso. Ci sono indicazioni di stratificazioni, ma non si sa ancora di cosa si tratti.

Science, 23 Apr 2004, Vol. 304, pg. 497 - Andrew Lawler - La NASA pianifica l’invio di due missioni per la ricerca di pianeti delle dimensioni della Terra. La NASA probabilmente si assocerà per almeno una delle missioni all’ESA che ha pianificato una strumentazione per la ricerca di pianeti terrestri. Fino ad ora gli scienziati hanno scoperto più di 120 pianeti extrasolari, ma trovare pianeti della dimensione della Terra richiede un maggior salto tecnologico. ESA e NASA insieme sperano di lanciare le loro rispettive missioni chiamate Darwin e Terrestrial Planet Finder (TPF) prima del 2020. Il discorso di gennaio del Presidente Bush ha dato una maggiore spinta a questi programmi. L’ESA ha focalizzato la tecnica di ricerca sul sistema interferometrico libero nello spazio con diversi telescopi in formazione libera per formare un’unica immagine infrarossa. La distanza fra gli specchi dei telescopi consente di cancellare la luce della stella centrale e catturare quella di un piccolo angolo dove si trova il pianeta. La NASA segue invece diverse opzioni che includono l’alternativa dell’interferometro in volo libero, ma c’è anche quella di un coronagraph ottico nel quale uno specchio centrale intercetta la luce della stella sopprimendola di un fattore 10 miliardi e permette di ricevere i fotoni provenienti dalla zona dove si trovano i pianeti. In aprile i progettisti del TPF hanno rivelato che l’Agenzia vuole costruire un piccolo coronagraph da lanciare entro il 2014 seguito, 6 anni più tardi dal’interferometro libero. La combinazione del prelievo di radiazioni ottiche ed infrarosse potrà portare ad una più sicura determinazione dell’abitabilità e della presenza di vita di un pianeta e, seguendo ambedue le tecnologie, si potranno sviluppare strumenti capaci di misurare linee spettrali specifiche come quelle dell’ossigeno e del metano che sono indicative della vita. La NASA è interessata a supportare missioni di prova dell’ESA nel 2010-2011 per provare alcune tecnologie di interferometria libera. Rimane da vedere se l’ESA prenderà parte alla missione del coronagraph della NASA. Il coronagraph costerà meno dello James Webb Space Telescope da 2 miliardi di US$ mentre l’interferometro costerà fra 3 e 4 miliardi di US$. Il coronagraph potrà raccogliere dati anche dalle supernove e l’interferometro potrà indagare sulle prime fasi del sistema solare e rivelare piccoli corpi in giovani sistemi estendendo il campo di ricerca anche alla cosmologia.

Science, 14 May 2004, Vol. 304, pg. 940 - Andrew Lawler - La NASA sta studiando la possibilità di lanciare una missione robotica per allungare la vita dello Hubble Space Telescope (HST) rimpiazzando le batterie ed i giroscopi ed installando forse una nuova telecamera a largo campo. Non si potrà però sostituire il Cosmic Origins Spectrograph (COS) da 1 ton di peso perché al di là delle possibilità di un sistema robotico. Un’alternativa sarebbe di lanciare il COS a bordo di un veicolo spaziale insieme ad un riflettore con tecnologia avanzata come l’ottica adattiva e questo potrebbe abbassare costo e pesi del nuovo telescopio spaziale. Una data prevedibile potrebbe essere il 2009. Si prevede un riflettore da 2 m con capacità come quelle attuali, ma con un peso di soli 200 kg, una frazione del peso del riflettore Hubble. Il veicolo spaziale avrebbe un peso di 2,5 tonnellate, 1/5 del peso di Hubble. Il costo sarebbe fra 200 e 300 milioni di US$ più 100 milioni per il lancio con un razzo Delta 2. La cosa è potenzialmente possibile, ma richiede tempo e denaro e la NASA propone di aggiudicare un contratto all’industria entro settembre.

Science, 18 Jun 2004, Vol. 304, pg. 1727 - Richard A. Kerr - Quando la sonda Cassini è passata a 20900 km dal piccolo Phoebe lo scorso venerdì prima del rendezvous con Saturno del primo luglio, ha fornito per la prima volta delle preziose immagini. I numerosi crateri da impatto sulle chiazze brillanti di ghiaccio d’acqua scoprono sulle pareti scoscese materiali più scuri e Phoebe si presenta come un miscuglio di ghiaccio, rocce e materiali organici simile alle comete che provengono da oltre l’orbita di Plutone formatesi 4,5 miliardi di anni fa. Catturato da Saturno agli inizi della formazione, a differenza delle comete, non è stato vaporizzato dal Sole ed è sopravvissuto nella sua composizione originale. Gli strumenti del Cassini hanno analizzato la sua composizione, ma i dati non sono stati ancora elaborati. Per il momento è stata confermata l’ipotesi di un intenso bombardamento subito da Phoebe dopo la sua cattura.

Science, 18 Jun 2004, Vol. 304, pg. 1760 - Harold A. Weaver - La sonda Stardust ha incontrato la cometa Wild 2 (pronunzia: “vilt 2”) il 2 gennaio 2004 inviando stupefacenti immagini del nucleo. La cosa è stata messa poco in risalto per l’attesa della discesa su Marte del rover Spirit il giorno dopo e quella del suo gemello Opportunity tre settimane dopo. La NASA ha rilasciato alla stampa alcune immagini preliminari subito dopo averle ricevute a terra. L’immagine del nucleo era strana e spigolosa con una depressione sulla superficie che poteva essere un cratere da impatto o una bocca di sublimazione, altre depressioni erano certamente da impatto alcune con fondo piatto e sono indice di un materiale poco coesivo formato da silicati porosi in un ambiente a bassa gravità, contrariamente all’idea dominante che le comete siano ammassi di pietrisco tenuti insieme dalla gravità. La teoria dell’ammasso di pietrisco spiega la frantumazione della cometa Shoemaker-Levy 9 per effetto marea nell’avvicinamento a Giove del 1993 e l’apparente spontaneo spezzarsi di molti altri nuclei cometari. Ora dall’incontro fra la sonda Stardust e la Wild 2 si comprende come i nuclei delle comete possano avere strutture fisiche diverse, alcuni come ammassi di pietrisco ed altri no. Queste differenze si possono comprendere confrontando le immagini della Wild 2 con quelle del nucleo della Halley scattate della sonda Giotto il 14 marzo 1986 e quelle della cometa Borrelly riprese il 23 settembre 2001 dal Deep Space 1 della NASA. In tutti e tre i casi i nuclei hanno una riflettività ottica inferiore al 5%, rendendo le comete fra gli oggetti più scuri del sistema solare. Le superfici appaiono ricoperte di materiali non volatili e la loro attività sembra confinata in zone localizzate, ma mentre la Halley e la Borrelly hanno una forma ellissoidica, il nucleo della Wild 2 ha una forma rotonda schiacciata come un piatto volante e vi sono delle irregolarità e dei picchi alti fino a 100 m. Le diversità sono spiegabili anche dalla loro origine ed evoluzione. Halley ha avuto origine dalla nube di Oort, la grande riserva di comete ai confini del sistema solare, ma ha avuto anche centinaia se non migliaia di passaggi intorno al Sole che hanno modificato la sua superficie con i processi di sublimazione. Borrelly e Wild 2 appartengono alla popolazione delle comete eclittiche di periodo relativamente breve (6,9 anni e 6,4 anni rispettivamente), ma Wild 2 è stata catturata nella presente orbita solo 30 anni fa ed ha subito pochi episodi di intenso riscaldamento e la sua superficie mantiene ancora il ricordo della sua storia di collisioni nella fascia di Kuiper. Ci vorranno ancora altre immagini di comete con maggiori risoluzioni per meglio comprendere le diversità. Si cercherà ora di correlare gli sciami di particelle contati da Stardust con i 20 getti di polveri emanati dal nucleo, 9 di questi getti provengono da due regioni depresse dalla superficie. Lo strumento portato dalla sonda per analizzare la chimica delle particelle di polvere della chioma, il CIDA (Cometary and Interstellar Dust Analyzer), ha ottenuto 29 spettri di particelle con una massa di circa 5*10E-13 g e si trattava di materiale composto da sostanze organiche ricche di azoto molto diverse da quelle raccolte durante la fase di volo. Dagli spettri non c’è traccia di ghiaccio d’acqua o di amminoacidi, ma le maggiori sorprese dello Stardust devono ancora venire. L’obiettivo primario della missione è di raccogliere campioni delle polveri cometarie e riportarle a Terra per essere analizzate. Un raccoglitore costituito da aerogel, una sostanza vetrosa di bassissima densità, è usato per imprigionare le particelle ed è stato dispiegato durante il flyby. Protetto da una capsula scenderà poi con un paracadute nel deserto dell’Utah nel gennaio 2006 e si pensa di estrarre circa 3000 particelle con un diametro maggiore di 15 micron per essere analizzate con i metodi più sofisticati.

Science, 23 Jul 2004, Vol. 305, pg. 463 - Andrew Lawler - La scorsa settimana i sostenitori di Hubble hanno avuto una vittoria quando il National Research Council (NRC) ha raccomandato che la NASA faccia un aggiornamento e non solo una missione di servizio sul telescopio spaziale. La NASA dovrebbe studiare per un anno se gli aggiornamenti possano essere apportati mediante un robot o con una missione shuttle ed ambedue le opzioni hanno grandi problemi. L’Amministratore della NASA Sean O’Keefe, a seguito di una violenta opposizione aveva ritirato la sua decisione di cancellare ogni futura missione Hubble ed i politici hanno continuato a sostenere l’intervento. Lo scorso mese la NASA ha chiesto all’industria una proposta per un aggiornamento robotico senza necessariamente allungare la vita di Hubble. L’intervento robotico può avere due livelli. Il primo è di sostituire i componenti in fase di decadimento, come batterie e giroscopi, il secondo di rimpiazzare anche due strumenti. O’Keefe avverte che una missione robotica è molto ardua, ma non tanto quanto l’invio di astronauti senza la certezza di un rifugio nella Stazione Spaziale. L’intervento robotico richiede d’altra parte di maneggiare carichi pesanti ed azionare movimenti delicati con ritardi di 2 secondi. Il gruppo di studio NRC ha proposto alla NASA di consultare la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) che vuole lanciare entro il 2006 una missione di prova per arrivare ad una manutenzione automatica nello spazio. Il progetto da 100 milioni di US$ è guidato dalla Boeing Corp. di Chicago che è anche il principale contrattore della Stazione Spaziale. Per Hubble serve una collaborazione con i miliari per avere accesso alle tecnologie più sofisticate. NRC sottometterà un rapporto finale alla fine dell’estate.

Science, 17 Sep 2004, Vol. 305, pg. 1689 - Richard A. Kerr - La capsula della sonda Genesis che trasportava i preziosi campioni del vento solare raccolti nello spazio è precipitata nel deserto dell’Utah senza che si aprisse il sistema di paracaduti. Le telecamere della NASA hanno visto la capsula di 205 kg a forma di disco da 1,5 m di diametro cadere nel deserto a 360 km/ora, ma forse non tutto è stato perso nel disastro; c’è ancora speranza di recuperare almeno parte del prezioso carico. La capsula ha sopportato l’impatto anche se si è conficcata a metà nel terreno e si è rotta. Il maggiore problema è la contaminazione. Durante i suoi 3 anni nello spazio Genesis ha esposto al vento solare di particelle atomiche vari tipi di supporti collettori; ritornati a Terra i ricercatori dovevano estrarre le particelle e determinare gli elementi e la loro composizione isotopica che dovrebbe riflettere la presente composizione del Sole e quindi quella originale del sistema solare. Le particelle si devono trovare solo 50 nanometri sotto la superficie dei collettori e gli specialisti della NASA devono trovare il modo di ripulire la superficie dei collettori senza rimuovere i campioni. Il disastro aggrava il bilancio del programma Discovery di missioni a basso costo nel sistema solare. La sonda Discovery CONTOUR si è disintegrata nel 2002 mentre era in viaggio verso una cometa e parecchie missioni in lavorazione o da poco lanciate hanno avuto problemi di sovracosti o di sviluppo. I provvedimenti da prendere ora dipendono dalla natura del guasto sulla sonda Genesis. Al recupero si è stabilito che nessuno dei bulloni esplosivi che dovevano liberare i paracadute ha funzionato indicando che il computer della capsula non aveva mandato il comando di accensione. Si è messa sotto accusa la batteria di bordo, ma l’indagine prenderà i prossimi mesi per determinare la causa probabile. Il disastro del Genesis desta preoccupazioni anche per l’altra missione Discovery Stardust lanciata nel 1999. Anche la capsula dello Stardust, che deve riportare a terra le polveri della cometa, è stata costruita dalla stessa industria della capsula Genesis e non si tratta che sperare perché ormai non c’è più nulla che si possa fare.

Science, 8 Oct 2004, Vol. 306, pg. 222 - Pallava Bagla - Cinque scienziati di ogni parte del mondo spingono per inserire i loro esperimenti a bordo del veicolo spaziale indiano Chandrayaan-1 che è previsto di andare intorno alla Luna nel settembre 2007. Questa missione offre un’occasione economica di raccogliere dati critici ed unici sulla Luna e di creare nuove relazioni di cooperazione. La sonda indiana è parte di una seconda gara verso la Luna non più limitata alle superpotenze e la Indian Space Research Organization (ISRO) ha riservato un payload da 10 kg per un team straniero a bordo del Chandrayaan-1 (nome hindi per Viaggio per la Luna) che orbiterà 100 km sopra la superficie del nostro satellite per un minimo di 2 anni. Quattro strumenti indiani mapperanno la topografia lunare e faranno studi di spettroscopia a raggi X e gamma. Circa 30 scienziati da 11 paesi hanno risposto all’offerta indiana fatta all’inizio dell’anno di unirsi alla missione e lo scorso mese la lista è stata ridotta a 5. Il Chandrayaan-1 pesa 525 kg ed è più grande dello Smart-1 dell’ESA di 367 kg, lanciato lo scorso anno, ma meno ambizioso dell’orbiter giapponese da 1600 kg con 13 strumenti previsto per il 2006. Anche la Cina pianifica la sua missione nel 2007. Il lunar orbiter della NASA, parte dell’iniziativa USA del ritorno umano sulla Luna, è previsto invece per il 2008, ma sono in discussione i finanziamenti. Intanto l’offerta indiana si è concretizzata, la competizione cerca di ottenere il massimo di acquisizioni scientifiche sulla Luna ed i 5 finalisti hanno presentato le loro proposte. Paul Spudis della John Hopkins University offre una strumentazione con tecnologia radio per misurare le caratteristiche di scattering della superficie lunare per confermate anche la presenza di acqua nelle zone polari fino a profondità di pochi metri. Tsvetan Dachev dell’Accademia delle Scienze della Bulgaria vuole misurare il flusso delle particelle di vento solare e mappare le radiazioni intorno alla Luna. Stas Barabash dell’Istituto Svedese di Fisica Spaziale collabora con un centro indiano per rilevare un’immagine della composizione superficiale lunare e delle sue anomalie magnetiche. Urs Mall del Max Planck Institute della Germania vuole costruire uno spettrometro nel vicino infrarosso per studiare gli aspetti geologici e mineralogici della superficie lunare e per studiare le misteriose asimmetrie della crosta lunare, più sottile sulla faccia rivolta alla Terra e più spessa sulla faccia opposta. Manuel Grande del Rutherford Appleton Laboratory, UK, ha proposto di rilevare una mappa spettroscopica a raggi X di alta qualità per chiarire importanti problemi sull’origine e l’evoluzione della Luna. Il vincitore dovrà portare il finanziamento per costruire e consegnare l’hardware alla ISRO all’inizio del 2007. L’intera missione dovrà costare sotto i 100 milioni di US$. Nessuno dubita sulla capacità dell’ISRO di portare avanti la missione anche se è la prima volta che l’India va oltre l’orbita terrestre.

Science, 5 Nov 2004, Vol. 306, pg. 952 - Richard A. Kerr - Dalla teoria e dalle osservazioni si deduceva che Titano, la grande luna di Saturno, avesse un solido suolo di ghiaccio, nuvole di metano liquido, nebbia di idrocarburi e che fosse ricoperto da diffuse sostanze organiche. Per il primo passaggio ravvicinato del Cassini gli scienziati si aspettavano di vedere paesaggi familiari con continenti, mari, nuvole e pioggia, ma dopo aver osservato le immagini trasmesse non hanno trovato ciò che era stato a lungo anticipato: mari o laghi di idrocarburi liquidi. Si è visto che Titano ha una superficie giovane, rinnovata da recenti processi geologici simili a quelli di altre lune dei pianeti esterni. Dai due flyby dei Voyager nel 1981 e dalle osservazioni da Terra Titano sembrava possedere una densa atmosfera, fabbrica di chimica organica, dove la radiazione solare interagiva con il metano e con una temperatura superficiale di 94 gradi sopra lo zero assoluto. Titano non sembrava avere sorgenti interne di calore che potessero rinnovare la superficie con lave ghiacciate come in altri corpi di ghiaccio. Al primo esame delle immagini i membri del team hanno visto qualcosa di diverso, cosa che succede quando si aumenta la risoluzione di un fattore 10. Si sono viste nuvole in movimento sulla regione del polo sud, ma il Visible Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) non ha trovato metano in esse; con sorpresa non si sono visti crateri da impatto, qualcosa sembra averli ricoperti. L’altimetro radar ha trovato rilievi di solo 100 m in centinaia di chilometri e, operando in modo radiometrico, il radar ha scoperto emissioni di calore che indicavano la presenza di strati di sostanze organiche e non di semplice ghiaccio. La presenza di uno strato di centinaia di metri di materia densa può spiegare la mancanza di rilievi ed alcune aree scure nell’immagine radar danno l’impressione di laghi liquidi. La telecamera del Cassini non ha ancora visto il riflesso della luce del sole sulla superficie dove questa è coperta da liquidi. L’interpretazione richiederà un paziente lavoro di integrazione delle osservazioni di tutti gli strumenti del Cassini che saranno raccolti nei 44 flyby di Titano pianificati per i prossimi 4 anni. E ci saranno anche i dati raccolti dalla sonda Huygens quando scenderà sulla superficie di Titano il prossimo 14 gennaio.

Science, 3 Dec 2004, Vol. 306, pg. 1676 - Richard A. Kerr - Quando il mese scorso la sonda Cassini è passata vicino a Titano gli scienziati si aspettavano di vedere la luce del Sole riflessa dalla sua superficie liquida, ma nessuna delle telecamere ha acquisito questo riflesso. Si pensava che le zone oscure viste dai telescopi attraverso la coltre di nuvole fossero mari di idrocarburi; invece esse sembrano come i mari della Luna ed i liquidi sembrano confinati in sparsi laghi o forse sotto la superficie. Il modo con cui la luce viene riflessa da una superficie liquida come uno specchio fornisce un gran numero di informazioni; una superficie non liquida produce invece variazioni di intensità della luce riflessa e quella misurata in due zone scure circolari, come crateri da impatto, non ha indicato accumulo di liquidi. La ricerca di liquidi non è però finita perché si è vista solo una parte di Titano, ma ora ci si aspetta che quando il probe Huygens sarà paracadutato su Titano il 15 gennaio, al suo arrivo, si avrà un urto e non uno splash.

Science, 3 Dec 2004, Vol. 306, pg. 1689 - Jeffrey S. Kargel - Il 25 gennaio di quest’anno il rover Opportunity della NASA è sceso sulla superficie di Marte nel Meridiani Planum, una pianura piatta e regolare, ed ha analizzato le rocce composte principalmente da ossidi di ferro, idrati di magnesio e calcio e solfati di ferro; ha trovato depositi alterati da acque salate ed acide, forse per la presenza di un mare. Insieme alle osservazioni orbitali questi rapporti documentano per la prima volta geologia e geochimica di un evento idrogeologico su Marte ed i risultati indicano la sedimentazione acquosa o l’alterazione in presenza di acqua consistente con un passato di Marte caldo ed umido. Opportunity è stato l’ultimo arrivato di una schiera di sonde spaziali che hanno raggiunto Marte. Poche settimane prima di arrivare, un suo gemello, il rover Spirit, era sceso nel cratere Gusev, nel punto opposto del pianeta, ma sia Spirit che le precedenti sonde atterrate avevano trovato solo pietre di rocce vulcaniche e suoli inorganici. Opportunity è stato il primo ad analizzare depositi e sedimenti che appaiono accumulati strato per strato, intervallati anche da periodi di aridità in cicli successivi di deposizione. Spessi sedimenti possono essersi formati in 250000 anni. Gli strati contengono magnesio, calcio e solfati di ferro, tracce di cloro, bromo e fosforo con ossidi di ferro ed impurità di silicati di alluminio. Il minerale di jarosite trovato nel Meridiani Planum richiede condizioni di acque molto acide e 9 rocce di sali analizzate richiedono acque con soluzioni di solfati acidi a temperature maggiori di 265 K. I periodi ricchi di acqua sono stati seguiti da lunghi periodi freddi e secchi che hanno lasciato impatti meteorici ed effetti del vento. Meridiani Planum e un luogo speciale e per questo è stato scelto. Mentre Opportunity continuava il suo percorso, la sonda Mars Express dell’ESA, messasi in orbita, ha misurato il metano nell’atmosfera di Marte al livello di 30 parti per miliardo e, benché la sua abbondanza sia inferiore allo 0,01% di quella dell’atmosfera terrestre, è di estrema importanza. La sua distribuzione non uniforme richiede che ci siano riserve di metano in zone diverse che lo rilasciano, forse nel permafrost marziano. Ci si chiede se questo metano provenga da attività di esseri viventi. Le condizioni di salinità ed acidità estreme che si trovano nel Meridiani Planum sono ancora compatibili con la vita anche se non ci sono luoghi nella Terra che siano strettamente somiglianti. Nonostante le apparenze Marte non è stato mai molto simile alla Terra e la tracce di vita potrebbero essere molto povere, ma nel corso della sua esplorazione bisogna assumere che la vita esista e prendere tutte le precauzioni per evitare una contaminazione. Prima di procedere a missioni di sample return o umane bisognerà rivedere le misure di protezione biologica. La possibilità di scoprire qui la vita completerebbe la rivoluzione galileiana che ha tolto la Terra dal centro dell’universo altrimenti rimarrebbe l’unico corpo con esseri viventi entro un raggio di almeno parecchi anni luce e metano e minerali saranno le materie prime per costruire una nuova civiltà su Marte.

Science, 17 Dec 2004, Vol. 306, pg. 2018 - Andrew Lawler - La scorsa settimana una commissione di 21 membri della National Academy of Sciences ha comunicato in modo esplicito all’Amministratore della NASA Sean O’Keefe che la vita del telescopio Hubble dovrà essere prolungata e che l’intervento è da farsi nel più breve tempo possibile utilizzando gli astronauti a bordo dello Shuttle invece di un sistema robot, opzione che la NASA sta attualmente considerando. O’Keefe aveva già dichiarato la sua opposizione ad una missione umana per Hubble che considera troppo rischiosa ed aveva cancellato la quinta missione shuttle di manutenzione, ma il 13 dicembre, all’inizio di questa settimana, O’Keefe ha rassegnato le sue dimissioni dopo 3 anni di attività e sarà quindi il suo successore a risolvere il problema. In una lettera al Presidente, O’Keefe ha dichiarato che continuerà nelle sue funzioni fino a quando non sarà nominato il successore e spera che il Senato confermerà questa persona entro il prossimo febbraio.

Science, 7 Jan 2005, Vol. 307, pg. 28 - Daniel Clery - Dallo scorso gennaio il Presidente americano George W. Bush ha annunziato il nuovo programma di esplorazione della Luna e di Marte che deve ancora iniziare, ma nel frattempo l’Europa inizia il sostegno economico alla sua strategia di esplorazione planetaria che era iniziata 3 anni fa. Lo scorso mese l’ESA ha annunziato che i suoi membri hanno quasi triplicato il budget del programma Aurora che prevede una serie di missioni culminanti con una spedizione umana su Marte nel 2033. La proposta iniziale di Aurora nel 2001 aveva ottenuto solo 19 milioni di US$ dei 27 richiesti per la defezione dell’Italia dopo il cambiamento di governo. Nel luglio 2003 l’ESA ha richiesto nuovi contributi agli stati membri e l’Italia ha aggiunto 17 milioni ai precedenti 3,4, anche l’UK, prima contrario, ha contribuito con 6,7 milioni di US$. L’ESA lavora su tre possibili scenari per l’esplorazione lunare che verranno presentati il prossimo mese. La prima missione Aurora del 2011, ExoMars, un orbiter ed un lander, è già ben definita. ESA e NASA inoltre pianificano ambedue missioni di sample return e discutono su come collaborare. Per la fine dell’anno l’ESA presenterà il programma completo dell’Aurora ai ministri degli stati membri e si stima che avrà bisogno di 1,3 miliardi di US$ nei primi 5 anni per costruire il veicolo spaziale, ma anche questa proiezione potrebbe essere insufficiente.

Science, 25 Feb 2005, Vol. 307, pg. 1214 - Sean C. Solomon - Le osservazioni dalle sonde spaziali e l’analisi dei meteoriti indicano che i primi miliardi di anni dalla formazione del sistema solare sono stati per Marte un periodo di intensa attività superficiale ed interna. Marte suscita uno speciale interesse come potenziale habitat di una vita passata o presente dal primo periodo della sua esistenza quando si erano stabilite condizioni favorevoli alla vita. La storia di Marte è stata divisa in tre maggiori epoche. L’epoca Noachiana dei terreni più antichi di 3,7 miliardi di anni che coincide con il periodo di intenso bombardamento da impatti ed il 40% della superficie di Marte è di questo periodo. Più giovani sono le epoche Esperiana (da 3,7 a 3 miliardi di anni) e l’Amazzonica (da 3 miliardi di anni ad oggi). Più di 30 meteoriti marziane, identificate in base alla loro età di cristallizzazione, chimica delle rocce e composizione molecolare ed isotopica dei gas intrappolati, che risultano simili a quelli dell’atmosfera del pianeta, sono dell’epoca Noachiana; altri meteoriti hanno età di 1,3 miliardi di anni o minori e sono della media o recente Amazzonica. Le simulazioni dinamiche dell’accrescimento dei pianeti terrestri indicano che Marte si sarebbe formato in diversi milioni di anni da embrioni delle dimensioni di Mercurio e Marte. Nell’orbita di Marte si sarebbe dovuto formare un pianeta più grande e questo significa che, o la densità iniziale del materiale era inferiore, o Marte è rimasto a livello di embrione sfuggendo ad un ulteriore accrescimento o ad un’azione di espulsione. Un aspetto importante è l’inventario dell’acqua iniziale su Marte. I pianeti terrestri sono troppo caldi per accumulare acqua nei planetesimi e quindi l’acqua deve essere venuta da embrioni formatisi più lontano e poi spinti verso l’interno. Marte ha un denso nucleo metallico, e c’è la prova di un campo magnetico prodotto da un effetto dinamo, ed una crosta di silicati il cui spessore, come risulta dalle misure del campo gravitazionale, è maggiore nell’emisfero sud che in quello nord con spessori medi vanno da 30 a 80 km. I bassopiani del nord sono in maggioranza Esperiani e Amazzonici; l’analisi dei bacini di impatto indica poi che la crosta dei bassopiani del nord e gli altopiani del sud si sono formati nel primo Noachiano. Oggi Marte non ha più un forte campo magnetico interno da effetto dinamo, ma sono rimaste delle zone della crosta fortemente magnetizzate e le maggiori anomalie sono concentrate nell’emisfero sud. L’effetto dinamo è stato attivo nell’antico Naochiano ed è cessato nel tardo Noachiano o nel primo Esperiano e ci devono essere stati dei processi che hanno indebolito poi la magnetizzazione dell’emisfero nord. Alla fine del Noachiano medio, intorno a 3,8 miliardi di anni fa, un intenso magmatismo ha deformato la crosta e la litosfera di Marte nella provincia del Tharsis che occupa il 25% della superficie e questa regione è rimasta per la maggior parte della storia di Marte un luogo di ricorrente vulcanismo. Qui si trova anche la Vallis Marineris un canyon con dislivelli di 8 km formati da magma solidificato. L’acqua di Marte si trova oggi in superficie e sotto ed in ambedue le calotte polari, identificata dalla spettrometria a raggi gamma e neutronica, ed anche in gole e crateri prodotta da infiltrazioni. Nell’atmosfera il rapporto D/H è 5 volte quello della Terra ciò significa che Marte ha perso nello spazio una significativa frazione della sua acqua con un meccanismo dipendente dalla massa che ha lasciato il più pesante deuterio. Durante il Noachiano c’è stata una estesa interazione di acqua allo stato liquido con la superficie e si sono formati minerali alterati per effetto idrotermico, ma questo non è stato generalizzato perché vi sono ancora aree con minerali non alterati. Sempre nel Noachiano nelle pianure del nord si sono formati con grande frequenza sedimenti e depositi vulcanici trascinati da grandi volumi di acqua e quindi dovevano esistere, anche se per limitati periodi per episodiche inondazioni, superfici di acqua allo stato liquido. Le prove della presenza di acqua liquida indicano un clima più caldo nel Noachiano quando ancora c’era un’atmosfera, oppure i periodi caldi possono essere stati brevi e non frequenti. Grandi impatti possono aver sciolto ed evaporato il ghiaccio sotto la superficie, inviato acqua nell’atmosfera da dove è precipitata sotto forma di pioggia per periodi di anni. Anche i fenomeni vulcanici possono aver iniettato acqua ed altri volatili nell’atmosfera provocando periodi caldi umidi. Molti processi su scala globale avvenuti su Marte sono interconnessi e tutti collegati all’acqua. La formazione del Tharsis nel periodo delle eruzioni ha dovuto produrre sufficienti quantità di acqua e volatili da modificare l’atmosfera ed il clima. Si calcola che la formazione del Tharsis ha potuto produrre un’atmosfera di CO2 di 1,5 bar con un effetto serra che ha mantenuto l’acqua allo stato liquido. L’alterazione idrotermale può aver ridotto la magnetizzazione delle rocce della crosta cambiando anche la direzione coerente della magnetizzazione. In questa fase possono essersi prodotti composti organici e processi metabolici fissando il carbonio capaci di sostenere delle forme di vita.

Science, 18 Mar 2005, Vol. 307, pg. 1709 - Andrew Lawler - Il Presidente George W. Bush l’11 marzo ha annunziato la sua scelta per il nuovo capo della NASA nella persona di Michael Griffin, un ingegnere aerospaziale, che ha avuto subito il plauso di Democratici e Repubblicani e promette una rapida conferma da parte del Senato. Griffin dovrà affrontare immediatamente urgenti decisioni sul budget e sul programma. Mentre il suo predecessore Sean O’Keefe aveva la sua forza nell’abilità politica, Griffin ha esperienza tecnica e reputazione di persona metodica. O’Keefe aveva legami ad alto livello ed era un protetto del Vice Presidente Dick Cheney, Griffin, che ha guidato il dipartimento spaziale dell’Applied Physics Laboratory (APL) della John Hopkins, conosce molti componenti della NASA ed ha sempre espresso il suo supporto alle missioni scientifiche della NASA. Griffin approva la visione del Presidente Bush espressa nel gennaio del 2004 ed è stato sempre scettico sulla Stazione Spaziale e sullo Shuttle, due programmi che la Casa Bianca vuole chiudere entro la prossima decade per procedere alle missioni lunare e di Marte inoltre è un sostenitore della scienza robotica nello spazio. Da giovane ingegnere è stato coinvolto nel progetto di Hubble Space Telescope e ne è stato un suo ammiratore.. Ora sarà messo alla prova sulla decisione di O’Keefe di non inviare la missione shuttle per la manutenzione del telescopio. Lo stesso giorno della sua nomina la National Academics ha emesso il suo rapporto finale su Hubble chiedendo di inviare lo shuttle per l’aggiornamento. Griffin sarà inoltre forzato a prendere posizioni su problemi più di routine come il taglio del 15% del personale NASA nei prossimi anni, cosa che ha messo in crisi molti politici che hanno nei loro distretti grandi società della NASA; questo e la gestione del budget da 16 miliardi dell’Agenzia richiederà tutto il suo acume politico.

Science, 1 Apr 2005, Vol. 308, pg. 33 - Dennis Normile - L’Agenzia spaziale giapponese ha preparato una nuova strategia che include l’esplorazione umana dello spazio ed una base scientifica sulla Luna, ma un altro rapporto di un comitato di esperti osserva che si sta cercando di fare più di quanto il budget permette. La prossima settimana la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) emetterà un programma ventennale che deve inserire il Giappone nell’élite delle nazioni che manderanno uomini sulla Luna ed oltre. Il programma è però più una lista di desideri che un pianificazione e richiederebbe una spesa più sostenuta. Lo scopo è quello di riguadagnare il supporto pubblico alla attività spaziali dopo le cattive prove offerte dalla scarsa affidabilità delle sonde giapponesi dovuta a difetti di fabbricazione. La JAXA è stata creata nel 2003 unendo la ISAS con due altre agenzie. Nel febbraio 2003 un razzo della ISAS fallì nel mettere in orbita il satellite Astro-E per lo studio delle sorgenti a raggi X di alta energia e nel dicembre 2003 la sonda Nozomi per Marte ha mancato l’obiettivo per problemi ai propulsori. Altri componenti avevano sofferto simili inconvenienti; nell’ultimo decennio 3 su 13 lanci di razzi erano falliti e due satelliti per l’osservazione della Terra hanno avuto una perdita di potenza per problemi ai pannelli solari. I finanziamenti del governo sono scesi del 20% dopo il picco del 1999 alla fine degli impegni sulla stazione spaziale. Per questi motivi la JAXA ha riunito una Advisory Commission for Mission Success di 7 membri per vedere se c’erano alla base problemi strutturali o sistemistici nell’organizzazione. La commissione era guidata da Daniel Goldin, l’antico capo della NASA, ed dai precedenti dirigenti delle agenzie spaziali di Francia e Germania. Il rapporto della commissione emesso la scorsa settimana ha elencato 21 passi che, se eseguiti in modo appropriato consentirebbero alla JAXA di migliorare in modo significativo le sue prestazioni. Una cooperazione più stretta fra le diverse branche della JAXA potrebbe portare ad un maggiore scambio di tecnologie provate. La commissione si è chiesta inoltre se le attività spaziali giapponesi non siano troppo estese per il suo budget di 1,7 miliardi di US$ che è minuscolo se paragonato ai 5,4 miliardi dell’Europa ed ai 16 miliardi della NASA. Nonostante questa disparità invece il portafoglio delle attività è paragonabile includendo scienze di base, missioni di osservazione, comunicazioni e satelliti meteorologici, sviluppo di nuovi razzi e componenti per la stazione spaziale. Una tale dispersione può aver contribuito ai fallimenti.

Science, 22 Apr 2005, Vol. 308, pg. 484 - Andrew Lawler - Una silenziosa crisi nei programmi scientifici della NASA pone una pesante sfida al nuovo Amministratore Michael Griffin. L’Agenzia sta ora impegnando 400 milioni di US$ del budget 2005 per la scienza e per coprire gli obiettivi dati dal Congresso ed il ritorno in volo dello shuttle. Ciò significa tagliare gli accessori, abbandonare satelliti e ritardare numerose missioni pianificate. E la situazione diventerà più difficile il prossimo anno perché i costi dello shuttle continuano a salire e la NASA deve iniziare il programma per mandare uomini sulla Luna ed infine su Marte. Griffin nell’audizione al Senato del 12 aprile aveva garantito un vigoroso programma di esplorazione spaziale sia robotico che umano inclusa la parte aeronautica e, prendendo ad esempio quanto fatto negli anni ’60 con l’Apollo e gli altri programmi planetari e scientifici aveva affermato di poter ripetere un simile sforzo, ma Griffin ha detto pure che la massima priorità stava nel riportare di nuovo lo shuttle in orbita e progettare un nuovo veicolo per rimpiazzarlo ed è poco probabile che, come i suoi predecessori degli anni ’60, avrà budget sufficienti per tutti questi impegni in competizione. In effetti il programma scientifico della NASA non è stato mai ben finanziato. Un terzo del budget dell’Agenzia, 5,5 miliardi di US$, sono dedicati alla scienza. Gli impegni attuali sono la costruzione di robot sofisticati per Marte, un osservatorio spaziale per sostituire Hubble Space Telescope (HST), la sonda per Plutone che deve essere presto lanciata ed una flottiglia di satelliti per l’osservazione della Terra, ma la NASA annunzierà presto un taglio di 160 milioni di US$ sul budget del 2005 dopo quello del dicembre scorso, altri 86 milioni serviranno per la missione robotica dello HST su un totale di 407milioni. A causa della riduzione dei fondi le missioni per le scienze della Terra devono essere annullate ed una mezza dozzina di sonde che orbitano nel sistema solare, incluso i famosi Voyager, devono essere abbandonati. Il pericolo maggiore viene dall’aumento dei costi con il ritorno dello shuttle in orbita ed i lavori sulla stazione spaziale. Dopo l’incidente del Columbia nel febbraio 2003, mentre la NASA iniziava il lungo e costoso lavoro di revisione dello shuttle, la Casa Bianca sviluppò la sua strategia a lungo termine per l’Agenzia, con il terminare la stazione spaziale, chiudere lo shuttle e l’invio di uomini sulla Luna e su Marte con un nuovo lanciatore da allestire per il 2014. I fondi sarebbero venuti dalla chiusura dello shuttle nel 2010 e dall’abbandono della stazione spaziale con un anticipo di alcuni anni. Nonostante l’approvazione del Congresso sul finanziamento richiesto dalla Casa Bianca, i costi della NASA per lo shuttle sono saliti a 700 milioni nel solo 2005. Per la costosa guerra in Iraq ed il deficit del bilancio USA la Casa Bianca ha chiesto meno fondi nel 2006 e molte compagnie aerospaziali ritengono che non si possa chiudere lo shuttle nel 2010 se il nuovo lanciatore sarà pronto nel 2014. Griffin ha promesso di accelerarne la costruzione che costerà certamente decine di miliardi di US$. Una nuova generazione di programmi planetari, astrofisici e di osservazione della Terra offerte alla NASA richiedono un miliardo di US$ in più nel 2006. La NASA rifiuta di dire come distribuirà il taglio di 160 milioni, ma si fanno sentire già le conseguenze negli istituti e nelle università. Al Diaz, capo dei programmi scientifici della NASA afferma che non c’è più flessibilità, le missioni sono cresciute e non così i fondi. Due terzi delle riduzioni andranno alle missioni ed un terzo alla ricerca ed alle analisi. La NASA ha annunziato che cancellerà le richieste di offerta per 5 anni. Sarà cancellato anche un programma annuale per gli archivi dei dati delle vecchie missioni ed altri programmi che alimentano gli scienziati spaziali, l’innovazione e la creatività. Diaz pensa di spegnere 13 missioni solari operative, compresi i Voyager, per recuperare 21 milioni. Per le scienze della Terra andrà avanti solo una della mezza dozzina di missioni pianificate decimando i programmi.

All’audizione del Senato del 12 aprile Griffin aveva espresso le sue idee sui principali problemi:

Stazione Spaziale; la stazione spaziale verrà portata ad un livello di completezza consistente con gli attuali impegni USA con i partner internazionali.

Bilanciamento fra programmi umani e robotici; con i finanziamenti previsti nel budget del Presidente potremo eseguire il programma proposto.

Hubble Space Telescope; la scelta sarà fra il programmare una missione di servizio dello shuttle o una semplice missione robotica di deorbiting; quando lo shuttle tornerà a volare ci sarà una nuova analisi dei rischi ed a quel punto si potrà decidere.

Nuovo lanciatore pilotato; due nazioni (Russia e Cina) hanno inviato uomini nello spazio come gli Stati Uniti; nel programma della NASA un nuovo veicolo pilotato sarà operativo nel 2014, il Presidente Bush ha detto non più tardi del 2014, non ha detto che non possiamo farlo prima e questo sarà il mio obiettivo.

Nella visione di Bush, secondo Griffin non ci si deve limitare alla Luna ed a Marte. Griffin deve decidere come bilanciare le esigenze contrastanti fra i programmi spaziali tradizionali, la visione del Presidente ed i programmi scientifici che vanno oltre. L’Agenzia potrebbe essere costretta a forzare un terzo del suo personale fuori dalle attività del sistema solare e della fisica dello spazio. Gli astrofisici, i biologi, gli astronomi e gli scienziati della Terra esprimono questa preoccupazione e lo stesso fanno i giovani ricercatori incerti per il loro futuro.

Science, 29 Apr 2005, Vol. 308, pg. 610 - Andrew Lawler - La NASA sta ponendo gli ultimi ritocchi ad un nuovo piano per definire qualità e quantità dei tagli alla stazione spaziale internazionale. Si propone di ritardare e cancellare un certo numero di esperimenti, ridurre l’equipaggio e tagliare i fondi alle attività scientifiche della stazione. Gli scienziati si lamentano per il fatto di essere stati in gran parte esclusi da questa revisione. La revisione del piano è una conseguenza della richiesta del Presidente Bush di iniziare il lavoro per l’esplorazione della Luna e di Marte. Questo nuovo indirizzo vorrebbe dedicare la stazione spaziale a raccogliere dati sulle scienze della vita per gli astronauti che dovrebbero vivere e lavorare per lunghi periodi oltre l’orbita terrestre. Nel frattempo i costi per il ritorno dello shuttle in orbita insieme alla fretta per finire la stazione entro il 2010 e la costruzione del nuovo lanciatore forzano l’Agenzia a comprimere le priorità delle ricerche in biologia. Il cambiamento maggiore riguarda la cancellazione delle ricerche sugli animali e di quelle sulla biologia di base e ci si concentrerà nelle ricerche che hanno gli astronauti come soggetti. Queste decisioni hanno suscitato molte osservazioni negli USA e fra i partner internazionali. L’Agenzia Spaziale Europea (ESA) si è dichiarata a favore di un programma di ricerca ampio, i Giapponesi si aspettano di discutere il programma nella riunione del prossimo autunno, ma la NASA non sembra voler tornare alla vecchia visione perché già negli anni ’90 aveva cominciato a tagliare i fondi della stazione per frenare l’esplosione dei costi ed il disastro del Columbia del 2003 aveva ridotto i piani di ricerca a breve termine. Fra i programmi in pericolo c’è l’Alpha Magnetic Spectrometer del fisico Sam Ting, Nobel del MIT, per la ricerca dell’antimateria nel 2008. La NASA ha pagato solo il 5% del totale di 1,2 miliardi e, se il progetto cade, la NASA non può più chiedere collaborazione internazionale. La brutale realtà è che la stazione non sarà più il sistema di classe mondiale concepito all’inizio.

Science, 20 May 2005, Vol. 308, pg. 1100 - Andrew Lawler - Il nuovo capo della NASA Michael Griffin nella sua revisione al programma spaziale e scientifico intende ridurre le attività di ricerca della stazione spaziale, differire le future missioni robotiche su Marte, mettere più denaro nelle scienze della Terra, assicurare un sicuro deorbiting del telescopio Hubble, e mandare una missione sul satellite di Giove, Europa, usando un sistema convenzionale invece che nucleare. Griffin ha pubblicato il budget di 16,2 miliardi di US$ per quest’anno e lo ha inviato al Congresso. La crisi finanziaria della NASA ha un eccesso di costi di 500 milioni dal Mars Reconnaissance Orbiter e dalla missione Pluto. Si potrà risparmiare ritardando le attività sulle tecnologie dell’esplorazione umana, riducendo il numero dei contrattori per il nuovo human exploration vehicle e riducendo il sistema nucleare Prometheus lanciato dal suo predecessore Sean O’Keefe, ma la missione Europa rimane ad alta priorità con propulsione chimica standard. Rimane largamente invariata la spesa per le scienze dello spazio e della terra, ma vi sono dei cambiamenti. Per esempio si intende ritardare dal 2009 al 2011 il Mars Science Laboratory e ridurre i fondi per lo Space Interferometry Mission ed il Terrestrial Planet Finder per la ricerca dei pianeti extrasolari ed il denaro risparmiato verrà destinato alle scienze della terra e per la possibile manutenzione di Hubble o per il suo deorbiting. Una decisione finale su Hubble verrà presa dopo la seconda missione shuttle prevista a settembre. Griffin ha suggerito poi una configurazione alternativa per la stazione spaziale che consentirebbe un numero minore di missioni shuttle delle 28 ora previste. Nel piano sono stati tagliati 106 milioni per le ricerche biologiche e fisiche che non hanno legami con l’esplorazione umana dello spazio e sembra che i legislatori approvino questo modo di procedere.

Science, 22 Jul 2005, Vol. 309, pg. 540 - Andrew Lawler - Questa settimana tutti gli occhi sono puntati sulle coste della Florida per il lancio dello shuttle Discovery dopo due anni e mezzo di fermo, ma dietro le quinte la sfida della NASA è un’altra; sul tavolo c’è il piano per ridurre a meno di una dozzina i voli dello shuttle, fare meno scienza sulla stazione spaziale internazionale e riprogettare il sistema shuttle per portare gli uomini ed un cargo sulla Luna entro la fine della prossima decade. Il capo della NASA Michael Griffin scommette che il piano corrisponderà agli obiettivi fissati dal Presidente Bush nel 2004, ma è preoccupato dell’aumento dei costi per il ritorno in orbita dello shuttle e sa che Europei e Giapponesi sono contrari ad ogni tentativo di ridurre la capacità della stazione spaziale. Griffin ha chiesto per la fine del mese un rapporto per riprogettare un razzo a combustibile solido per portare l’orbiter nello spazio e, aggiungendo uno stadio ed una capsula, portare un cargo alla stazione spaziale. Un secondo studio, per la fine del mese prossimo, dovrà esaminare come completare la stazione spaziale usando il minor numero possibile di missioni shuttle. Il ritiro dello shuttle non più tardi del 2010 sposterà l’attenzione su un lanciatore pesante per portare 100 tonnellate. Il veicolo senza pilota dovrebbe essere usato per portare sulla Luna le parti di una postazione. Un veicolo derivato dallo shuttle manterrà occupate le industrie del Texas, California, Alabama e Florida, fino ad ora impegnate nello shuttle tacitando i politici. Il costo stimato per questi nuovi veicoli è da 10 a 15 miliardi di US$ fino al 2015 ed il costo operativo di 3 miliardi l’anno, un miliardo meno del costo dello shuttle prima del disastro del Columbia, ma il costo del ritorno in orbita pare che salga a 7 miliardi in 5 anni, 2 miliardi in più di quanto stimato, e la NASA sta pensando a tagli più radicali sul numero di voli necessari a finire la stazione spaziale, ora pianificati a 28. Ufficialmente si vuole portarli a 18-24, ma Griffin e la Casa Bianca spingono per non superare la dozzina. Per rispettare gli obblighi con i partner della stazione spaziale si cercano alternative come rinviare prove scientifiche alla stazione lunare. C’è chi sostiene la realizzazione di una centrifuga sulla stazione per raccogliere dati sugli effetti a lungo termine con la gravità della Luna o di Marte, ma Griffin è dell’opinione di abbandonare l’idea per i limiti di budget. I cambiamenti saranno certamente traumatici per tutti.

Science, 5 Aug 2005, Vol. 309, pg. 888 - Amos Benin - Da quando le due sonde Viking hanno toccato il suolo di Marte nel marzo del 1976 si è cercato di capire la natura del suolo di Marte e come si sia formato. Il colore rosso del suolo, la presenza di acqua allo stato liquido, i processi di idratazione delle rocce e la possibile storia biologica del pianeta sono stati sotto indagine. Le tempeste di polvere hanno un ruolo importante nei cicli climatici di Marte ed il suolo può essere una risorsa per procurare l’acqua e per far crescere delle piante. Ci si chiede se sulla Terra esista un suolo simile. I recenti risultati dell’esplorazione dei rover Spirit ed Opportunity hanno aggiunto nuove conoscenze e suscitato nuove domande. I dati dei Viking, quelli degli orbiter e del rover Pathfinder mostrano che Marte è coperto da una coltre di polvere sottile la cui composizione è simile a quella della povere atmosferica. Il suolo contiene silicio, ferro, alluminio, magnesio, calcio, titanio, zolfo e cloro in proporzioni sempre uguali ed è relativamente ricco di zolfo e cloro rispetto alla maggior parte dei suoli terrestri. Mancano materiali organici e dimostra elevate proprietà ossidanti capaci di decomporre rapidamente le sostanze organiche. C’è abbondanza di silicati idrati amorfi e di granuli di ossidi di ferro, ma mancano i granuli di silicati di seconda generazione come l’argilla. Mancano i carbonati e c’è un’alta concentrazione di sali minerali di zolfo e cloro (evaporiti) e di minerali magneticamente attivi. Spirit e Opportunity hanno scoperto la presenza locale di formazioni rocciose modificate dall’acqua contenenti il minerale che si forma in ambiente ricco di acqua ed in soluzioni di solfati acidi. Nella Terra la jarosite si trova vicino a emissioni sulfuree. Con i loro strumenti spettroscopici i rover hanno stabilito la diffusa presenza di particelle di ossido di ferro di dimensioni nanometriche e con spazzole ed attrezzi abrasivi hanno acquisito il profilo di composizione delle rocce locali. Ci si chiede dove sono finite le materie organiche portate dai meteoriti o prodotte altrimenti, se il suolo è realmente molto ossidante e se si trovano carbonati ed argilla che si formano con l’idratazione idrotermale. Sono state proposte molte ipotesi per spiegare la formazione di questo suolo. Lo scenario di nebbia acida suggerisce che la maggior parte del suolo si è formata per idratazione all’interfaccia rocce-atmosfera in centinaia di milioni di anni, un processo guidato dalla presenza di nebbia umida e aerosoli acidi vulcanici, ma senza presenza di acqua liquida, impedendo quindi la formazione di grandi cristalli e di minerali secondari come l’argilla. In un’altra ipotesi l’acqua liquida in bacini poco profondi, oppure emissioni di acqua acida, hanno creato precipitazioni che hanno prodotto la jarosite. Si parla di “suolo sporco” di Marte invece di usare il termine di regolite che è definito come strato di materiali eterogenei che copre le rocce planetarie. Il suolo terrestre può essere definito invece come lo strato della litosfera esposto e modificato dagli effetti dell’atmosfera, dell’acqua e degli organismi viventi e consiste in una matrice di minerali porosi che contiene un insieme di granuli di roccia idratati o no, di materiale organico e di resti di organismi morti. Nel caso del suolo marziano mancano gli effetti biologici. Non si può escludere che nella prima fase dell’evoluzione di Marte si sia avuta un’evoluzione biologica, ma le prove attuali indicano che l’idratazione delle rocce e la formazione del suolo su Marte è stato un processo lento che continua attualmente. Ad esempio il colore rosso di Marte è prodotto dall’ossidazione del ferro contenuto nelle rocce per effetto fotochimico con i gas dell’atmosfera; si sono aggiunti i sali di zolfo e di cloro formatisi nella nebbia acida di gas vulcanici. L’interazione chimica con l’atmosfera ha profondamente alterato la mineralogia e la reattività dello strato superiore della litosfera di Marte e la regolite di Marte è composta di particelle di roccia frantumate fisicamente o meccanicamente degli impatti dei micrometeoriti e non modificati chimicamente. Una similitudine con terreni terrestri si può fare con regioni secche, come il deserto di Atacama in Cile dove anche le culture di batteri hanno un livello estremamente basso, tuttavia le analisi suggeriscono che il suolo del deserto di Atacama contiene una concentrazione di carbonio organico superiore a quello misurato negli esperimenti di pirolisi del Viking. Il suolo marziano può essere completamente privo di materiale organico oppure il protocollo usato dal Viking ha limitato la sua capacità di rivelazione. Le future missioni devono rianalizzare con massima priorità la concentrazione totale di carbonio organico, ed altre componenti biologiche importanti come l’azoto, ed i sistemi devono evitare contaminazioni del sito con procedure di sterilizzazione e quarantena.

Science, 23 Sep 2005, Vol. 309, pg. 1984 - Govert Schilling - L’anno scorso lo spettrometro a bordo del Mars Express ha rivelato la presenza di metano nelle aree di Marte che sembravano avere ghiaccio sotterraneo. Molti ricercatori videro in questa scoperta una possibile prova della presenza di batteri che producevano metano nel ghiaccio. Dopo tutto molte spiegazioni alternative per l’esistenza del metano non funzionano bene. L’attività vulcanica produce anche anidride solforosa che non è stata rivelata e gli impatti cometari che possono avere portato metano lo avrebbero concentrato in posizioni specifiche, ma Sushil Atreya dell’università del Michigan, nel corso della 37° riunione dell’American Astronomical Society del 4-9 settembre a Cambridge, UK, ha ricordato che esiste un processo geochimico, noto come serpentinizzazione a bassa temperatura che produce metano. In questo processo che avviene a 40-90 °C, osservato nel fondo degli oceani della Terra, l’acqua alterando chimicamente il basalto produce metano in quantità notevoli fino a 200000 tonnellate all’anno, abbastanza per spiegare la concentrazione di 10 parti per miliardo nell’atmosfera marziana. La formazione di serpentino dai basalti produce idrogeno e l’idrogeno reagisce con l’anidride carbonica per produrre metano. Il metano verrebbe poi distrutto con l’ossidazione, dai raggi ultravioletti e dalle attività elettriche della polvere atmosferica che produce campi elettrici dell’ordine di 25 kV per metro. Quest’ultimo meccanismo però potrebbe essere così intenso da richiedere una produzione di metano molto più alta. In realtà i telescopi da Terra hanno osservato in certe parti concentrazioni di 250 parti per miliardo, ma queste avrebbero saturato la sensibilità del Mars Express e ciò non è successo. L’opzione biologica rimane aperta, ma per una prova definitiva bisognerà aspettare il Mars Science Laboratory della NASA, previsto per il 2009.

Science, 25 Nov 2005, Vol. 310, pg. 1272 - Daniel Clery - Il prossimo mese, quando i ministri dei 15 stati membri della European Space Agency (ESA) si incontreranno a Berlino dal 5 al 6 dicembre per discutere sul finanziamento dei prossimi 5 anni, avranno di fronte un’importante decisione: se l’Europa debba stabilire un suo programma nell’esplorazione dei pianeti. I governi europei hanno fatto un primo tentativo in questa direzione nel 2000, diversi anni prima che il Presidente Bush si impegnasse ad andare sulla Luna e su Marte. Il programma europeo nel 2001 ha avuto il nome di Aurora ed alcuni finanziamenti. Ora è tempo di stabilire un assegno più consistente. Aurora può essere considerato modesto per gli standard NASA. Nella prima decade prevede una semplice missione robotica, detta ExoMars, ed uno sviluppo tecnologico per una missione sample-return e per l’esplorazione umana. L’ESA richiederà il prossimo mese un budget fra 800 e 950 milioni di US$ per i prossimi 5 anni. Benché il programma inizi in modo modesto, l’Europa desidera affermare la sua indipendenza nello spazio ed ha acquistato una grande confidenza e capacità nell’esplorazione planetaria, vuole inoltre collaborare con la Russia per costruire un minishuttle, detto Clipper capace di portare 6 astronauti nello spazio. Mentre la NASA deve presentarsi ogni anno al Congresso per fare approvare il suo budget, l’ESA deve persuadere i 15 governi ad accordarsi su un finanziamento ogni 5 anni. Ogni stato membro contribuisce in proporzione al suo Prodotto Interno Lordo (PIL) e, poiché si decide su una somma totale, il budget degli sviluppi è rimasto statico per circa una decade. Ogni stato poi riceve contratti in proporzione al suo contributo. Sulle orme del successo dell’orbiter Mars Express, ExoMars sarà costituito da due parti: un rover capace di trivellare le rocce e scavare sotto la superficie, per prelevare campioni da analizzare a bordo alla ricerca di segni di vita, ed una stazione base con strumentazione per analisi ambientali e geofisiche. ExoMars sarà inoltre un sistema di prova per tecnologie essenziali che includono l’hardware per la discesa e l’atterraggio, i sistemi di potenza e quelli di comunicazione. Dovrà inoltre determinare quali rischi dovranno affrontare i futuri visitatori umani. Se verrà stanziato più di 700 milioni di US$, l’ESA potrebbe aggiungere un orbiter che funzioni da relay per le comunicazioni e studi la superficie del pianeta dallo spazio. Nei prossimi negoziati gli stati membri sono divisi sull’obiettivo a lungo termine di inviare uomini per esplorare il sistema solare. L’ESA ha già un corpo di astronauti, ma non ha i veicoli per trasportarli. Essi sono stati come ospiti a bordo dello Shuttle e del Soyuz. L’UK non ha mai partecipato a programmi che coinvolgono l’invio di uomini nello spazio ed anche la Germania è riluttante ad accettare nel programma Aurora l’esplorazione umana. All’inizio dell’anno la UK Royal Astronomical Society ha riunito una commissione di preminenti scienziati per discutere sull’esplorazione umana del sistema solare. La commissione è stata scettica all’inizio, visti i miliardi spesi nella Stazione Spaziale Internazionale e gli scarsi risultati ottenuti, ma dopo 9 mesi di indagini, si sono convinti che nel futuro i robot non sono adatti a fornire le risposte alle più importanti domande sulla storia del sistema solare e sulla vita su Marte. Nonostante ciò il problema degli uomini nello spazio rimarrà ancora aperto. Un’altra area di incertezza è l’eventuale collaborazione con altre agenzie spaziali. ExoMars rimane una missione ESA, ma la missione sample-return potrà avere partner esterni e riguardo alle missioni umane l’ESA non manderà mai astronauti da sola. Si sa che la NASA non vuole aiuti esterni per lo sviluppo del Crew Exploration Vehicle, successore dello Shuttle. All’inizio dell’anno l’Agenzia Spaziale Russa ha contattato l’ESA per unirsi allo sviluppo del Clipper perché dal 2000 sta lavorando ad una sostituzione della venerabile capsula Soyuz ed in giugno si è raggiunto un accordo per uno studio congiunto di 2 anni da gennaio 2006, con un costo previsto di 60 milioni di US$. Il Clipper sarà lanciato nello spazio con lanciatori esistenti come l’Angara russo o lo Zenit dell’Ucraina ed atterrerà planando su una pista. Un primo volo non pilotato è previsto nel 2011 ed i primi passeggeri saranno nel 2012 o 2013. All’inizio sarà portato dal Soyuz avanti ed indietro dalla Stazione Spaziale, ma non è destinato a funzionare da taxi. Sarà un veicolo da esplorazione e potrà andare sulla Luna con un propulsore adeguato. Il costo totale è incerto, fra 2 e 3,5 miliardi di US$. Si è chiesta la collaborazione del Giappone e si attende una risposta entro dicembre. Si vedrà nella prossima riunione se i politici europei avranno lo stesso entusiasmo degli scienziati dell’ESA.

Science, 2 Dec 2005, Vol. 310, pg. 1409 - Dennis Normile - Gli scienziati giapponesi confidano che la sonda spaziale Hayabusa abbia raccolto i piccoli frammenti di roccia esplosi dalla superficie dell’asteroide Itokawa durante il breve contatto del 26 novembre scorso. Sfortunatamente la sonda potrebbe non riportare mai il suo carico. I controllori di terra hanno avuto problemi di comunicazione con la sonda e temono che i suoi razzi siano a corto di carburante. Se la missione riesce, i frammenti saranno i primi riportati da un corpo planetario da quando gli astronauti dell’Apollo sono tornati con il loro ultimo carico dalla Luna, circa 35 anni fa. L’impresa di Hayabusa è stata sbalorditiva ed ispirerà altre missioni di sample-retrieval da asteroidi, comete e, forse, perfino da Marte ed inoltre è stata compiuta ad un costo ragionevole. Hayabusa ha avuto anche diversi problemi. Mentre era in rotta per Itokawa, la sonda ha perso due delle tre ruote giroscopiche per il controllo di assetto. In sostituzione il team a terra ha fatto accendere i piccoli razzi destinati alle correzioni di rotta. Per la difficoltà di usare questi razzi, il team fallì la discesa su Itokawa, ma successivamente riuscì a scendervi il 20 novembre e, 6 giorni più tardi raccolse i campioni. Per l’uso continuo dei razzi, Hayabusa ha ora ridotte possibilità di correggere la rotta durante i 300 milioni di km del viaggio di ritorno con il suo motore ionico. Nel frattempo gli scienziati planetari sono occupati ad analizzare più di 1500 immagini trasmessi a Terra da Hayabusa con i dati dell’infrarosso, dello spettrometro a raggi X e dell’altimetro laser. Itokawa è molto diverso dall’asteroide EROS che la sonda della NASA, NEAR Shoemaker, ha visitato nel 2001. Per cominciare EROS era coperto da una polvere di regolite prodotta dalla pioggia di collisioni di meteoriti, mentre il più piccolo Itokawa e di nuda roccia perché la troppo debole gravità rende difficile accumulare qualcosa sulla sua superficie. Si deduce quindi che gli effetti della pioggia spaziale sono fortemente diversi negli asteroidi al variare delle loro dimensioni.

Science, 9 Dec 2005, Vol. 310, pg. 1594 - Andrew Lawler - Mentre il pubblico è focalizzato sul tentativo di preparare lo shuttle, ancora a terra, per il lancio di metà 2006, il programma scientifico dell’Agenzia è pure in difficoltà. Nelle ultime settimane i manager della NASA hanno deciso di rinviare di 2 anni il lancio del nuovo telescopio spaziale e fermato il lavoro per la missione sugli asteroidi che si trovava quasi sulla rampa di lancio. Stanno ora riconsiderando i piani per rivitalizzare la missione verso la luna di Giove, Europa, e cancellare i tagli agli esperimenti scientifici della Stazione Spaziale Internazionale. In autunno è iniziata una revisione tecnica e scientifica dello James Webb Space Telescope, per ridurre significativamente i maggiori costi di 1 miliardi di US$ sul totale di 3,5, e questo ha portato a ritardarne il lancio dal 2014 al 2016. Il destino della missione su Europa, già cancellata per i suoi costi elevati, è di nuovo in discussione per la priorità assegnatale dalla commissione della National Academics ma, per le difficoltà di bilancio, è difficile che la missione possa partire prima del 2008. Recentemente è stato fermato il lavoro di Down, una sonda da 373 milioni di US$ destinata ad esaminare due corpi della fascia degli asteroidi, anche se si tratta di una missione del programma Discovery di allestimento breve ed economico. Il 6 dicembre la NASA ha chiuso il supporto all’Atmospheric Research Satellite, lanciato nel 1991 per misurare ozono, vento e temperatura, ed in ottobre ha abbandonato anche il satellite Earth Radiation Budget, in orbita da più di due decadi. Tuttavia il programma per la Luna riceverà più fondi nei prossimi anni. Il team di Horowitz lancerà un orbiter lunare nel 2008 per riconoscere i possibili siti di atterraggio, ma questo lascerà meno risorse alle altre aree della scienza. Mary Cleave, nuovo capo per le scienze della NASA, ha già cancellato la metà dei finanziamenti e dei contratti per le scienze umane, mentre la National Academics ammonisce che abbandonare la ricerca biologica e fisica fondamentale limiterà le nostre acquisizioni sull’impatto dell’ambiente spaziale sugli astronauti. La Commissione ritiene che la NASA ha bisogno di un piano dettagliato per l’uso della Stazione Spaziale, per gli studi sugli effetti delle radiazioni sui sistemi biologici, cioè la riduzione ossea e delle masse muscolari durante i viaggi spaziali ed anche la sicurezza contro gli incendi e la distribuzione del calore. Il piano della NASA di fermare i voli dello shuttle entro il 2010 renderà difficile portare avanti queste ricerche sulla stazione Spaziale. La NASA ha bisogno di altri 1,4 miliardi di US$, per riprogettare alcune parti della stazione e comprare parti di ricambio, e questo e una parte di una stima di 6 miliardi di US$ di fondi addizionali non ancora inclusi nei budget futuri della NASA. Con l’attuale crisi fiscale l’Agenzia si aspetta di ricevere dal Congresso meno della metà dei 760 milioni di US$ per i danni sofferti dall’uragano Katrina ed il Congresso potrebbe imporre un ulteriore taglio al budget per coprire i costi dell’uragano.

Science, 9 Dec 2005, Vol. 310, pg. 1598 - Govert Schilling - Meno di una settimana prima di persuadere i governi europei ad approvare il budget dei prossimi anni, l’ESA ha presentato i successi del 2005. Questi includono i primi risultati della sonda Huyghens sul satellite Titano di Saturno ed un’interessante occhiata dell’acqua sotterranea di Marte con il radar subsurface del Mars Express, la prima in assoluto su un mondo alieno. Nonostante i problemi incontrati, il 2005 è stato un grande anno per la scienza spaziale europea. Il 14 gennaio, dopo 7 anni di viaggio sulla sonda Cassini della NASA, Huyghens è disceso attraverso la torbida atmosfera di Titano ed è atterrato in un mondo alieno, ma stranamente familiare dove le rocce sono fatte di ghiaccio e nella stagione dei monsoni piove metano liquido da un cielo arancione. Molti dei risultati di Huyghens sono stati già pubblicati ed il primo rapporto più completo è uscito la scorsa settimana sulla rivista Nature. Huyghens ha provato la presenza su Titano di criovulcani che emettono ammoniaca, ha misurato il vento nella sua atmosfera, analizzato le particelle di polvere ricche di sostanze organiche ed anche la materia sulla superficie rossiccia. Il 30 novembre, durante una conferenza stampa, è stata presentata una selezione di immagini durante la discesa di Huyghens ed in confronto le mappe radar del Cassini durante il flyby dell’orbiter, il 28 ottobre. Si è così individuato il punto di discesa di Huyghens a meno di pochi chilometri. Un altro successo ESA è stato quello di un altro strumento: il Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding (MARSIS) di fornitura italiana, montato a bordo del Mars Express, che ha dato agli scienziati la prima visione sotto la superficie di Marte (www.sciencemag/org/cgi/content/abstract/1122165). Il MARSIS è stato messo in funzione solo 2 anni dopo l’arrivo del Mars Express perché si temeva che lo spiegamento delle lunghe aste dell’antenna potessero danneggiare la sonda. La NASA è stata entusiasta delle prestazioni ottenute. Il MARSIS è stato capace di rivelare le riflessioni radar da sotto la superficie negli strati di ghiaccio vicino al polo nord indicando che il deposito, spesso 1,8 km, contiene meno del 2% di polvere e che la crosta al di sotto deve essere molto dura. Un materiale ricco di ghiaccio riempie inoltre anche un cratere della Chryse Planitia ampio 250 km, nella media latitudine nord. Noi non sappiamo da dove viene l’acqua presente nella prima storia di Marte ed è interessante scoprire che i crateri sono pieni di ghiaccio, ma la ricerca di questa distribuzione dovrà aspettare la prossima primavera quando Mars Express si troverà in un’orbita migliore per questa osservazione. Lo strumento francese OMEGA, che mappa i minerali marziani dall’orbita, ha confermato che il pianeta rosso deve essere stato ricco di acqua nel suo lontano passato geologico. Lo strumento ha trovato minerali simili all’argilla, noti come fillosilicati, in luoghi dove l’erosione ha esposto antichi terreni che datano di 3,8 miliardi di anni fa, quando l’acqua liquida era abbondante. Questi luoghi sono quelli più favoriti per una possibile presenza di vita e si spera che il futuro lander europeo per la ricerca astrobiologica, ExoMars, venga fatto scendere qui. Un esperto dell’università di Berlino che segue il team della telecamera del Mars Express, ritiene che il pianeta sia diventato in massima parte secco circa 3,5 miliardi di anni fa, ma localmente e regionalmente ci sono state attività glaciali e fluviali per altre centinaia di milioni di anni e forse fino ai tempi presenti. Le nuove immagini della Stereo Camera ad alta risoluzione mostrano chiaramente giovani ghiacciai nel Deuteronilus Mensae e recenti flussi di lava sui fianchi dell’Olympus Mons, quindi Marte non è morto. Recentemente l’ESA ha esteso la missione di Mars Express fino al novembre 2007, ma probabilmente le batterie ricaricate dal Sole dureranno almeno altri 5 anni in più ed a bordo c’è propellente sufficiente per altre due decadi. L’ESA non ha mai chiuso una missione per mancanza di soldi e si spera che questa tradizione continui.

Science, 13 Jan 2006, Vol. 311, pg. 172 - Govert Schilling - La prossima settimana una sonda spaziale della NASA inizierà un viaggio di circa 10 anni verso Plutone, il solo pianeta che non è stato mai visitato. La missione da 650 milioni di US$ appartiene alla serie New Horizons e passerà anche vicino a due piccoli corpi della Kuiper belt, oltre l’orbita di Nettuno, formati da ghiacci lasciati dal tempo della formazione del sistema solare. Il lanciatore è un Atlas V con due razzi addizionali che spingeranno prima la sonda da 465 kg su un viaggio di un anno verso Giove. La gravità del pianeta gigante spingerà poi la sonda verso i confini del sistema solare per incontrare Plutone nella primavera del 2015 ed i tempi sono stretti: se il lancio fosse ritardato al 28 gennaio non sarebbe più possibile la spinta gravitazionale di Giove e la sonda richiederebbe molti più anni per raggiungere Plutone. Dalla sua scoperta nel 1930, Plutone è stato considerato uno strano pianeta. Misura solo 2274 km ed è il più piccolo fra tutti i pianeti, impiega 248 anni per completare un’orbita molto ellittica ed inclinata in confronto alle altre; insieme al suo grande satellite Caronte è molto simile come dimensione ad un’altra dozzina di corpi della Kuiper belt ed una speciale commissione dell’Unione Astronomica sta discutendo se Plutone merita il suo stato di pianeta. La missione su Plutone è stata proposta dalla NASA nel maggio del 1989, ma negli anni ’90 furono proposte altre 5 missioni, dal più leggero Pluto Fast Flyby al più massiccio e costoso Mariner Mark II. Nel 2002 l’US National Research Council diede alla missione per Plutone un’alta priorità e finalmente la NASA ed il Congresso si convinsero che non si trattava di un progetto sostenuto da pochi aficionados, ma di una missione importante per imparare molto sulla Kuiper belt e le origini del sistema solare. Passando vicino a Plutone e Caronte, un telescopio, una telecamera a colori ed uno spettrometro ad infrarossi mapperanno la loro superficie e studieranno la loro composizione e geologia. Si tratta di due corpi che molti considerano un pianeta doppio con le superfici più antiche del nostro sistema solare che si sono formate reciprocamente sotto l’azione di grandi forze mareali portandole ad una rotazione sincrona in cui ambedue presentano reciprocamente la stessa faccia. Uno spettrometro all’ultravioletto studierà la tenue atmosfera ricca di azoto di Plutone che esercita una pressione di 1/100000 di quella terrestre. In un momento imprecisato dei prossimi 20 anni l’atmosfera di Plutone condenserà sulla sua superficie mentre il pianeta si va allontanando nella sua orbita ellittica raffreddandosi. Non si sa quando ciò succederà. Potremmo essere sul posto o potremmo essere in ritardo. Altri strumenti studieranno le particelle di polveri, le particelle cariche che sfuggono da Plutone e quelle del vento solare. In ottobre gli astronomi dello Hubble Space Telescope hanno annunziato la scoperta di altre due piccole lune di Plutone e la scoperta ha motivato gli astronomi per cercare ancora altri oggetti più piccoli. Il team del New Horizons ha confermato che la sonda sarà capace di seguire più oggetti durante i flyby in questa zona di confine del sistema solare, e ci sarà molto da imparare su questo pianeta doppio.

Science, 10 Mar 2006, Vol. 311, pg. 1393 - C. C. Porco - Entro 6 mesi dalla sua entrata in orbita intorno a Saturno (1° luglio 2004), Cassini ha iniziato un esame accurato dei satelliti di ghiaccio. Tra il 15 dicembre 2004 ed il 24 dicembre 2005 Cassini ha eseguito 21 flyby, 7 di quali ravvicinati entro 1500 km. Fra questi il più importante è stato quello di Enceladus. Enceladus, di 504 km di diametro, orbita fra Mimas e Tethys ed interferisce con l’anello E che si suppone lo ricopra con le sue particelle. Le immagini del Voyager sono del suo emisfero nord e ad alta risoluzione (1 km/pixel) e mostrano che la sua superficie è divisa in regioni diverse morfologicamente che documentano una storia lunga e complessa. Durante il 2005 Cassini ha eseguito 3 passaggi molto vicini a Enceladus per raccogliere informazioni sulle sue caratteristiche fisiche. Nel primo passaggio del 17 febbraio si è portato a 1259 km dalla superficie rivolta verso Saturno; durante il flyby il magnetometro di Cassini ha rivelato la tenue atmosfera intorno ad Enceladus che distorceva le linee di forza del campo magnetico di Saturno ed ha confermato, con le misure del VIMS (Visual Infrared Mapping Spectrometer), la presenza sulla superficie di acqua con sostanze organiche e CO2 nella zona delle fratture vicino al polo sud. Non è stata invece rivelata la presenza di NH3 sulla superficie. Le immagini fornite dall’ISS (Imaging Science Subsystem) hanno rivelato le pianure finemente fratturate viste dal Voyager. Il secondo avvicinamento del 9 marzo, alla distanza di 497 km sulla regione equatoriale opposta a Saturno, ha confermato con la traccia magnetica la presenza di una sorgente di vapore acqueo ionizzato nel plasma intorno ad Enceladus. Il terzo flyby del 14 luglio alla distanza di 168 km ha permesso immagini ad altissima risoluzione della regione del polo sud che hanno rivelato un paesaggio ricoperto di massi di ghiaccio delle dimensioni di una casa completamente libero da crateri da impatto. Il CIRS (Composite Infrared Spectrometer) del Cassini ha indicato una temperatura particolarmente elevata fra 114 e 157 K. Durante l’incontro di luglio si è assistito all’emissione di un pennacchio di vapore acqueo dalla regione del polo sud e sorprendentemente l’INMS (Ion and Neutral Mass Spectrometer) non ha rivelato presenza di NH3. Successivamente, il 27 novembre 2005, sono state eseguite immagini ad alta risoluzione con l’ISS del pennacchio sul polo sud. Le immagini hanno documentato la presenza di numerosi stretti getti di piccole particelle di ghiaccio che emanano dal terreno del polo sud e producono questo grande pennacchio. L’area si dimostra estremamente giovane dal punto di vista geologico e indica quindi di essere stata molto calda in passato. L’interno di Enceladus è chiaramente più caldo e dissipativo di quanto i modelli avessero predetto. Nell’area sudpolare c’è una notevole albedo e scarpate orizzontali alte centinaia di metri, risultato di compressioni orizzontali. Durante i passaggi è stato eseguito un conteggio dei crateri su Enceladus e sugli altri satelliti di Saturno; su Enceladus la densità dei crateri è risultata molto variabile e la più bassa si trova nella regione del polo sud dove nessun cratere è più grande di 1 km. Ne consegue che questa regione è più giovane di 500000 anni ed Enceladus ha dovuto sperimentare episodi di attività localizzata separati da più lunghi periodi di inattività. La forma di Enceladus è quella di un ellissoide con semiassi 256,6+/-0,5 e 251,4+/-0,2 km. Dalla massa del satellite si è trovata la sua densità media che è di 1608,3+/-4, 5 kg/mc. La dimensione in altezza del pennacchio che emana del polo sud è di 435 km e la velocità media verticale delle particelle di 60 m/s, malto inferiore alla velocità di fuga che è di 235 m/s e quindi la maggior parte delle particelle ritornano sulla superficie. Solo l’1% delle particelle sfugge al satellite ed alimenta l’anello E. La sorgente del getto è ghiaccio sublimato che viene emesso da sopra o sotto la superficie o da una riserva sotterranea di liquido che bolle e viene eruttato dalle fenditure. Nel primo caso si opera a temperatura sotto 273 K, nel secondo sopra 273 K. Le particelle che ritornano sulla superficie sono particelle di ghiaccio. Il getto è come un geyser freddo di vapore, liquido e particelle di ghiaccio al punto triplo dell’acqua e questo richiede che la temperatura sulla superficie sia maggiore di 273 K. Il riscaldamento di Enceladus è stato associato all’eccentricità della sua orbita ed all’effetto marea che può mantenere allo stato liquido una parte del ghiaccio all’interno del satellite fino a 10 km di profondità.

Science, 12 May 2006, Vol. 312, pg. 824 - Andrew Lawler - Con troppe missioni e non abbastanza denaro, il programma scientifico della NASA si trova in una situazione difficile. Una pianificazione di 5 anni, che dovrebbe cancellare progetti vicini alla conclusione, decimare le discipline e tagliare fondi per l’analisi dei dati, rovescia le prospettive di ricerca comunicate in febbraio dalla NASA. Gli scienziati, che si sono riuniti la scorsa settimana come membri di una nuova commissione consultiva, non possono accettare la nuova situazione. Lo stato precario del programma spaziale USA è diventato chiaro negli ultimi mesi. L’esigenza di più denaro per coprire le spese del nuovo volo dello shuttle, la richiesta della Casa Bianca di accelerare il nuovo lanciatore per portare gli uomini sulla Luna ed i costi crescenti dei nuovi progetti come il James Web Space Telescope non hanno facile soluzione. L’Amministratore della NASA Michael Griffin riconosce una parte della colpa per aver preso impegni che non poteva assumersi promettendo nel 2005 di spostare denaro dalla parte scientifica a quella del volo umano. Un tentativo di affrontare la crisi è venuto il 4 maggio dal National Research Council (NRC) della National Academy che in un rapporto conclude che bisogna impedire i tagli sulla ricerca liberando le piccole missioni e controllando i costi crescenti. La NASA è stata criticata per non aver consultato regolarmente i ricercatori. Un gruppo consultivo dell’università del Maryland la scorsa settimana ha tentato di arrivare ad una soluzione concreta della crisi fiscale della NASA creando 4 gruppi, per le scienza della terra, astrofisica, e scienze eliosferiche e planetarie, per definire un budget alternativo. I gruppi non hanno però raggiunto un accordo sulle diverse priorità e si sono aggiornati al prossimo luglio per un’ulteriore discussione. Riguardo alle critiche sull’aumento di costi rispetto a quelli stimati, il gruppo consultivo segnala che questi sono dovuti ai nuovi requisiti di sicurezza imposti dalla NASA. Gli scienziati sperano che il Congresso conceda più denaro del richiesto per l’anno fiscale che comincia dal 1° ottobre, ma i molti interessi in competizione e la preoccupazione dei politici sul deficit federale, non lasciano molte illusioni e, senza un chiaro orientamento della comunità scientifica, le missioni che sopravviveranno saranno quelle che avranno un forte sostegno politico. Nel frattempo Griffin ascolta più da vicino gli scienziati.

Science, 16 Jun 2006, Vol. 312, pg. 1579 - Random Samples - La NASA ha lanciato un nuovo sforzo per spiegare il misterioso rallentamento delle due sonde Pioneer 10 e 11 che hanno lasciato la Terra più di 30 anni fa per esplorare l’esterno del sistema solare. Negli ultimi 11 anni i dati del radar doppler hanno mostrato che essi hanno rallentato più di quanto ci si aspettava dalla sola gravità del Sole. Attualmente, mentre si avvicinano ai confini del sistema solare, le due sonde si trovano circa 400000 km più vicini al Sole di quanto previsto dai calcoli. Questa “anomalia dei Pioneer” ha suscitato un gran numero di ipotesi, dalla materia oscura ad un difetto della legge di gravità come noi la conosciamo. La NASA ha detto di non avere un budget per affrontare la questione ed allora la Planetary Society, un gruppo spaziale privato di base a Pasadena, ha impegnato dei fondi per avviare un’attività. Con 100000 US$ i fisici del Jet Propulsion Laboratory hanno iniziato un progetto per recuperare 20 anni di dati dei Pioneer da vecchi nastri magnetici e convertire le informazioni in forme più adatte all’analisi. Il team leader ritiene che ci deve essere una spiegazione fisica dell’anomalia e spera di determinare la direzione secondo la quale agisce la decelerazione. I risultati potranno essere usati per decidere se una nuova missione debba essere lanciata per investigare sull’anomalia.

Science, 16 Jun 2006, Vol. 312, pg. 1588 - Richard A. Kerr - La prima volta che gli scienziati hanno fatto scendere una sonda su Marte fu come lanciare i dadi. Nel 1977 nessuno sapeva dove sarebbe stato più sicuro e scientificamente più conveniente fare scendere il Viking. Ora la ricerca del prossimo punto di discesa su Marte è partita con 5 luoghi sicuri accompagnata da terabyte di dati. Questa volta si sta cercando un unico posto dove sia stata preservata per miliardi di anni la documentazione di un pianeta caldo, ricco d’acqua ed abitabile. Se fortunati, si potrebbero trovare tracce di una vita primitiva. Nel 2004 i dati spettrografici presi dall’orbita hanno indirizzato il rover Opportunity su uno slargo del Meridiani Planum dove sono stati trovati i resti di un antico lago salato. Invece il rover gemello Spirit, sceso su quello che i ricercatori ritenevano l’antico letto di un lago, ha trovato una brulla distesa di lava. Scegliere un luogo di discesa combinando geomorfologia e mineralogia è una cosa difficile su Marte e si può sbagliare completamente. Per evitare spiacevoli sorprese quando il Mars Science Laboratory (MSL) da 1,5 miliardi di US$ scenderà nel 2010, è stata iniziata una ricerca di 3 anni per la scelta di un luogo sicuro e scientificamente valido. Più di 120 ricercatori hanno risposto ad un invito aperto per una riunione di lavoro. Si tratta di giudicare fra 35 luoghi proposti e classificati e gli esperti sono in disaccordo sul luogo migliore dove investire gli 1,5 miliardi di US$ della NASA; 3 anni potrebbero non essere sufficienti per passare da 35 a uno. Nella prima missione dei due lander Viking si scelsero due siti sulla base di incerte immagini fornite dagli orbiter Viking e fu come guidare un cieco con un altro cieco. Le previsioni del numero e delle dimensioni delle rocce su cui si poteva impattare e delle pendenze dove ci si poteva rovesciare erano sbagliate sotto ogni riguardo. Quando la missione Pathfinder discese nel 1997 un numero più abbondante di osservazioni rese la selezione più razionale. I ricercatori poi trovarono la pianura alluvionale vista dall’orbita simile al terreno visto dai Viking e le rocce erano più monotone e meno interessanti. Quando venne la missione Mars Exploration Rover (MER) le predizioni della sicurezza per Opportunity e Spirit furono corrette. Opportunity trovò sulla superficie l’ematite formatasi con l’acqua, come predetto dall’analisi spettroscopica dall’orbita, ma trovò che non si era formata sul fondo di un lago, ma in un ambiente umido ed acido. L’acqua era passata a intervalli sul luogo per 3 miliardi di anni e si erano formate solo dune salate. Il Gusev crater scelto per Spirit, fra i 155 siti possibili, si dimostrò sbagliato sotto tutti gli aspetti. Le immagini dall’orbita avevano convinto molti esperti che l’acqua aveva invaso una volta il cratere e lo aveva riempito per una profondità di parecchie centinaia di metri. All’arrivo si dimostrò una prigione di basalto con solo tracce di passata umidità. Quando poi Spirit passò alla Columbia Hill, trovò rocce vulcaniche alterate dall’acqua con una storia difficile da decifrare. Con MSL i ricercatori intendono evitare un altro Gusev anche perché ora c’è una sola rover e la NASA vuole scoprire segni di vita sotto forma di materia organica con distintivi rapporti isotopici. La missione è focalizzata sull’abitabilità del pianeta e sul suo potenziale di sostenere forme di vita nel passato o nel presente. MSL porterà un payload di strumenti 16 volte quello di Opportunity o Spirit, inclusi rivelatori per scoprire ghiaccio sotto la superficie e laser per analizzare elementi delle rocce da lontano. MSL sarà più capace del MER di andare dove vuole realmente andare. La capsula del MER arrivò come un proiettile, fu rallentata da un paracadute e la zona di discesa era un’ellisse lunga 100 km. Mosse dalle cellule solari, i rover MER erano state progettati per durare 90 giorni muovendosi di almeno 600 m al giorno. MSL avrà l’energia ed il tempo per esplorare più lontano ed uscire dalla sua zona di caduta. La capsula di rientro sentirà la presenza di rilievi ed aggiusterà l’ellisse di caduta a soli 20 km. Una volta a terra, un generatore termoelettrico a radioisotopi fornirà energia per una vita di 2 anni in un’area di ricerca di almeno 20 km, in più potrà operare a maggiore altitudine ed a latitudini più alte e più fredde di quanto abbiano potuto i rover del MER. Per la scelta del sito, una mezza dozzina di esperti favoriscono le zone intorno al Meridiani Planum dove Opportunity ha trovato sedimenti ricchi di solfati depositati dal vento e dall’acqua circa 4 miliardi di anni fa, ma ha ispezionato solo i primi 10 m di un deposito di 800 m esposto da un cratere di impatto. MSL ha il potenziale di scoprire di più, ed altri hanno delle riserve e vogliono andare in luoghi diversi. Meridiani Planum non è l’habitat più favorevole alla vita. Votando secondo priorità alta, media e bassa, solo un sito del Meridiani, oltre il margine nord dell’altipiano, ha avuto il punteggio 8 fra i primi 10. Il cratere Gale, subito a sud dell’equatore era stato proposto per il MER, ma non si era riusciti a posizionare l’ellisse di caduta nel fondo del cratere, ora alcuni scienziati della Cornell University vogliono provare di nuovo. C’è un ammasso di 5 km con depositi di 10 m e si tratta di una struttura enigmatica. Gli scettici però ritengono Gale troppo rischioso scientificamente, non si sa se i depositi sono sedimenti di un lago, polveri vulcaniche o depositi del vento. Minori rischi scientifici presenta il cratere Eberswalde nella zona subtropicale sud. Qui c’è senza dubbio il delta di un fiume che si è spinto nel cratere e sembra un buon obiettivo per MSL, perché un delta significa acqua e sedimenti. Tuttavia anche i sostenitori di Eberswalde ritengono che non c’è molto spazio per i 20 km della discesa. Altri due crateri proposti: Holden e Terby offrono minori assicurazioni di avere contenuto dei laghi, ma offrono più spazio per una discesa sicura. In generale i crateri soffrono un serio inconveniente: il vento e su Marte vi sono molti buoni siti che non sono praticabili per il vento. Durante la pianificazione della missione MER si è dovuto eliminare il sito di Melas Chasma, un canyon della grande Vallis Marineris dove le simulazioni al computer indicavano che il vento era troppo veloce per scendere. Gli esperti di spettroscopia affermano che si deve prendere in considerazione la composizione mineralogica perché si devono cercare le zone con minerali idrati. Il team dello spettrometro OMEGA dell’orbiter europeo Mars Express afferma che l’argilla si è formata prima dei solfati acidi di Meridiani e, se mai la vita è apparsa su Marte, l’era dell’argilla è stata quella più favorevole. Nei delta non si trova argilla che si trova invece a Nili Fossae o in Marwth Vallis, anche se ambedue sono affette dal vento. Tutti i 35 siti proposti saranno analizzati meglio nel prossimi 16 mesi e fra breve il Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) completerà l’aggiustaggio dell’orbita ed a novembre inizierà ad operare. MRO sarà capace di immagini più dettagliate e di scoprire aree con minerali interessanti. Anche Mars Express darà il suo contributo e nella riunione di lavoro di ottobre 2007 i ricercatori saranno in grado di definire la lista di primi 12 siti.

Science, 23 Jun 2006, Vol. 312, pg. 1729 - Andrew Lawler - Dopo mesi di logoramento, discussioni e sollecitazioni, la scorsa settimana gli scienziati della terra e dello spazio hanno avuto qualche buona notizia. La commissione della Casa Bianca che finanzia la NASA ha proposto di aggiungere 75 milioni di US$ ai programmi scientifici dell’Agenzia. Ciò è meno della metà di quello il National Research Council (NRC) aveva richiesto nel suo rapporto di maggio, ma dimostra che l’Agenzia si è opposta con successo a sacrificare i suoi progetti scientifici al ritorno dell’uomo sulla Luna. La somma include 10 milioni per riaprire il progetto del Terrestrial Planet Finder e 15 milioni per riprendere la pianificazione della missione alla luna di Giove, Europa, due progetti questi che si dovevano posporre indefinitamente, e 50 milioni che permettono agli scienziati di analizzare i dati della strumentazione. Sono rimasti fuori i programmi delle piccole missioni NASA. La NASA è soddisfatta perché ha già ricevuto i fondi che servivano allo Space Shuttle, alla Stazione Spaziale e al programma di sostituzione dello shuttle. La senatrice Barbara Mikulski spera di incontrare il Vice Presidente Dick Cheney per discutere su un fondo di emergenza per coprire i deficit sul lungo termine dello shuttle, dell’esplorazione e dei programmi scientifici. Nel frattempo la NASA è ora sul punto di bloccare il piano di cancellazione dello Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) che non presenta problemi tecnici, ma il completamento ed il lancio del SOFIA susciterà un’altra battaglia nell’allocazione degli scarsi fondi dell’Agenzia.

Science, 14 Jul 2006, Vol. 313, pg. 157 - Andrew Lawler - Mentre gli astronomi si preoccupano del destino di Hubble Space Telescope (HST) e la NASA teme che il suo budget faccia sotterrare i progetti previsti, i tecnici del progetto Marte sono impegnati nel pianificare un’ambiziosa flottiglia di rover, orbiter e laboratori robotici. Tuttavia alcuni avvertono che questo stato favorevole possa avere breve durata. La NASA spende attualmente 650 milioni di US$ all’anno per l’esplorazione di Marte e questa cifra doveva raddoppiare entro il 2010, ma a causa dei costi aggiuntivi per lo space shuttle ed altro, si prevede che la spesa su Marte debba rimanere stabile in questo periodo. L’agenzia recentemente ha proposto di fermare lo sviluppo della missione Mars sample return e ridurre alcune piccole missioni. Il futuro sembra piuttosto nebuloso e l’intero programma di Marte è in pericolo. Negli ultimi mesi l’agenzia ha rivisto il Mars Science and Telecommunication Orbiter (MSTO) che dovrebbe essere lanciato agli inizi del 2013. La sonda dovrebbe porsi su un’orbita da cui trasmettere i dati dalla superficie marziana alla Terra. Il National Research Council (NRC) ha anche suggerito che la NASA debba creare su Marte nel 2016 una rete sismica per studiare la sua struttura ed evoluzione. Rimane il problema del finanziamento perché un budget bloccato potrebbe non essere in grado di sostenere ciò che è stato sviluppato negli anni passati. Rimane realizzabile MSTO, ma il sistema sismico del 2016 e la missione di astrobiologia spostata al 2018 potrebbero essere troppo costose. La NASA ed i ricercatori del progetto Marte sostengono ancora la priorità della missione sample return.

Science, 4 Aug 2006, Vol. 313, pg. 598 - Richard A. Kerr - I dati radar riportati il 21 luglio dalla sonda Cassini forniscono una convincente prova dell’esistenza di laghi di metano su Titano, il satellite di Saturno. Questo rende Titano l’unico corpo del sistema solare a possedere liquidi permanenti sulla sua superficie. Le nuove immagini radar sembrano abbastanza convincenti. Al lancio del Cassini molti planetologi si aspettavano che Titano fosse coperto da un mare di metano liquefatto alla temperatura di -183 °C, ma il lander Huygens cadde su un terreno di ghiaccio di acqua e metano e non su un mare o un lago. Nell’ultimo passaggio ravvicinato di Titano il radar del Cassini ha scoperto luoghi che non riflettevano indietro segnali e ciò è quello che ci si aspetta quando il fascio radar colpisce una superficie perfettamente levigata come una superficie liquida che riflette il fascio nello spazio. Queste aree sono fra 1-2 km fino a 30 km come dei laghi ed i loro confini sono chiaramente delimitati. Per essere assolutamente sicuri, il team Cassini ha deciso di scandire le stesse aree con angoli diversi durante il prossimo flyby di ottobre. Se c’è del vento sul lago, il radar potrebbe rivelare la presenza di onde.

Science, 8 Sep 2006, Vol. 313, pg. 1403 - S. W. Squyres - Il rover Opportunity è disceso sul Meridiani Planum di Marte il 24 gennaio del 2004. Durante i 90-sol (giorni marziani) della sua missione nominale, Opportunity ha esplorato il cratere Eagle e la pianura intorno studiando i solfati stratificati e le arenarie ricche di sferule di ematite. Opportunity ha poi passato un anno ad esplorare il cratere Endurance studiando le sezioni stratigrafiche esposte di 7 m circa, dette formazioni di Burns e le osservazioni hanno rivelato variazioni chimiche e strutturali con la profondità ed una sezione stratigrafica dominata da dune eoliche e strati di sabbia con depositi subacquei di mezzo metro. Lasciato Endurance, Opportunity si è spostato di circa 5 km verso sud documentando le variazioni geologiche in orizzontale e verticale e passando per il cratere Vostok, circa 1,5 km a sud di Endurance, ed il cratere di Erebus, a 4 km da Endurance. Fermandosi durante la traversata, Opportunity ha speso una buona parte del suo tempo presso il rilievo di Olympia, a nord di Erebus. Nonostante l’apparente aspetto omogeneo dall’orbita del Meridiani Planum, il rover ha osservato un gran numero strutture e fenomeni ed ora vengono presentati risultati ed osservazioni sul cratere Endurance ed un modello di formazione delle rocce sedimentarie del Meridiani Planum. I processi di formazione delle rocce dei Burns, formate da arenarie finemente stratificate, possono essere spiegate in termini di deposizione eolica e subacquea, accumulazione di polveri vulcaniche esplosive o eietti da impatto. Per i crateri di Eagle ed Endurance il meccanismo più probabile è quello di deposizione eolica e subacquea. Un mosaico di immagini acquisite dallo strumento Microscopic Imager (MI) ha messo in evidenza la struttura laminare fornendo informazioni per validare i modelli di deposizione. La granulosità media nel cratere Endurance è risultata di 450 micrometri con una deviazione standard di 170 e, confrontata con quella di 300 depositi piroclastici sulla Terra, i valori medi sono vicini, ma la distribuzione è più vicina a quella dei depositi eolici terrestri. La struttura fine delle rocce sedimentarie del Meridiani Planum è interpretata come di deposito eolico modificata localmente dalle acque superficiali. L’uso dello strumento Rock Abrasion Tool (RAT) di Opportunity, per esporre le superfici delle rocce ed eseguire l’analisi con l’Alpha Particle X-Ray Spectrometer (APXS), ha rivelato una sistematica variazione stratigrafica della composizione chimica. Dal basso all’alto, le arenarie delle formazioni Burns mostrano una concentrazione decrescente di Si, Al, Na e K ed una concentrazione crescente di Mg e S. Questa variazione viene correlata al rapporto fra componenti di rocce silicate e solfate e agli effetti di trasporto dei sali solubili per dissoluzione e trasporto nella porosità. Nei crateri di Eagle ed Endurance le sferule di ematite sono uniformi in dimensione, forma ed abbondanza e sono interpretati come concrezioni sedimentarie in presenza di acqua. Muovendosi verso sud dal cratere Vostok ad Olympia, le concrezioni diventano più piccole (<2 mm), più numerose e di forma più irregolare e questo riflette un aumento della velocità di formazione controllato dal grado di supersaturazione. Gli eventi principali nella storia del Meridiani Planum includono la formazione di granuli di sabbia ricchi di solfato, composti da Mg, Ca e Fe, per alterazione acida del basalto. Questi granuli furono trasportati dal vento in presenza di acqua superficiale che fluiva occasionalmente e l’interazione con l’acqua produceva le concrezioni di ematite. La deposizione di questi grani è avvenuta con meccanismi eolici e subacquei in forma di rocce laminate con l’inserimento dei granuli di ematite. In ogni caso i processi eolici ed acquosi sono avvenuti su scala locale, ma la quantità di materiale ha coperto centinaia di migliaia di chilometri quadrati. Depositi stratificati di solfati si sono trovati in aree diverse di Marte. In contrasto l’ematite si trova in poche località ed il Meridiani Planum è la più grande. Forse si potranno trovare altre zone ricche di ematite, ma potrebbe essere che poche regioni di Marte hanno avuto le condizioni ottimali per la precipitazione dell’ematite.

Science, 8 Dec 2006, Vol. 314, pg. 1528 - Richard A. Kerr - Il Mars Global Surveyor (MGS), dopo più di 10 anni di funzionamento e dopo aver inviato più dati di tutte le precedenti missioni combinate, ha perso i contatti con la NASA. Grazie alla sua longevità MGS ha però permesso di sorvegliare vaste estensioni di Marte per lungo tempo con la Mars Orbital Camera (MOC). Il team che analizza i dati del MOC ha scoperto che acqua liquida è uscita da due cavità negli ultimi anni anche se la sua persistenza nel tempo è stata limitata a causa del freddo e della rarefazione dell’aria. La scoperta prova l’esistenza di acqua liquida che può uscire allo scoperto in rare occasioni. Il MOC ha anche trovato segni di 20 impatti ad alta velocità avvenuti negli ultimi anni e questo darà anche modo di calibrare l’orologio che fa il conteggio dei crateri. Il team MOC è andato a lungo in cerca di recenti flussi da cavità e canali, che sono in numero di decine di migliaia, ed alcuni sembrano di fresca data. Dal 2000 il MOC ha rinfrescato le immagini di migliaia di cavità per scoprire cambiamenti. Segni di acqua liquida sono la prima prova fisica dell’esistenza di acqua su Marte. Per caso il MOC ha ripreso l’immagine di una macchia larga un km che prima non c’era e, ad un’analisi più accurata, si è rivelata come un impatto con un cluster di 7 crateri. Dopo questa scoperta, nel gennaio 2006, MOC ha rivisto 21,5 milioni di Kmq la cui immagine era stata ripresa nel 1999. Si sono scoperti 20 nuovi impatti formatisi in questi 7 anni con diametri variabili da 2 a 148 m. La densità di formazione di nuovi crateri è quello che permette di stabilire quanto vecchia sia una superficie e queste misure calibreranno l’attuale frequenza di impatti sulla superficie di Marte. Tuttavia i crateri che normalmente si usano nelle datazioni sono di alcune centinaia di metri di diametro, mentre questi sono più piccoli. Ora la nuova fotocamera del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment), ha cominciato a funzionare solo lo scorso mese ed il team osserverà nelle prossime settimane sia i piccoli crateri che le cavità attive.

Science, 15 Dec 2006, Vol. 314, pg. 1709 - Don S. Burnett - Fino ad ora i materiali extraterrestri da studiare provenivano dal sistema solare interno ed includevano meteoriti caduti dal cielo e campioni riportati dalla Luna. Fra i meteoriti si trovano campioni provenienti certamente da Marte e dalla Luna e materiali da asteroidi. La missione Discovery di Stardust, per la prima volta, ha riportato materiale delle comete ed i primi risultati delle analisi vengono qui riportati. La sonda Stardust è stata lanciata nel 1999 ed ha incontrato la cometa P81/Wild 2 nel gennaio 2004 passando attraverso la nube di polvere che circondava la cometa e catturando circa 1000 particelle di dimensioni fra 5 e 300 micrometri. Il materiale è stato riportato a Terra con successo nel gennaio del 2006. Wild 2 è una cometa della famiglia di Giove; ci sono prove che si è formata nella cintura di Kuiper che si trova oltre l’orbita di Nettuno ed è stata spostata verso la zona interna del sistema solare dalle perturbazioni di Nettuno e Giove. Nel sistema solare interno i costituenti volatili, e principalmente l’acqua, sublimano dal nucleo delle comete ed emettono granuli di polvere insieme ai gas formando la chioma. Per catturare queste particelle, Stardust ha usato una particolare traiettoria per incontrare la chioma a velocità ridotta di 6,1 km/s ed un particolare materiale per catturarlo: l’aerogel. L’aerogel è una schiuma di silice porosa la cui densità è paragonabile a quella dell’aria, capace di rallentare progressivamente le particelle che l’attraversano e catturarle evitando che fondano e vaporizzino. Questi materiali potranno essere analizzati nei laboratori terrestri senza le limitazioni imposte dalle analisi a distanza delle sonde spaziali. La quantità di materiale è dell’ordine di 1-10 milligrammi. I campioni sono parti di rocce e nessuna è formata da un singolo minerale, sono tutti insiemi di minerali di dimensioni submicrometriche. I minerali costituenti più abbondanti sono silicati, olivine e piroxene, insieme alla troilite (FeS), in fasi stabili. Ci sono due conclusioni che si possono trarre dalle analisi fatte: una prevista e l’altra inaspettata. Come anticipato l’analisi isotopica può determinare se questi materiali si sono formati nel sistema solare o sono aggregati presolari. Le stelle sintetizzano elementi più pesanti del Li con varia composizione isotopica, mentre la composizione isotopica degli elementi nel sistema solare interno è molto omogenea. I dati dello Stardust rivelano poche anomalie isotopiche e quindi le rocce del Wild 2 sono rocce del sistema solare. Non prevista è invece la scoperta di un singolo granello di un minerale ricco di Ca e Al prodotto in condizioni di alta temperatura, possibili solo molto vicino al Sole ed ha la stessa caratteristica composizione isotopica dell’ossigeno che si trova nei meteoriti. Sembra strano che nella formazione del sistema solare, un materiale formatosi vicino al Sole si sia mescolato con quello della cintura di Kuiper e poi incorporato nei materiali delle comete. C’è anche un notevole interesse per il materiale carbonaceo delle comete. Un gran numero di granuli di carbonio puro è stato osservato al passaggio della cometa di Halley e questi granuli sono molto rari fra i campioni di Stardust. Questi risultati sono tuttavia solo un primo capitolo della ricerca ed i campioni potranno essere sottoposti a studi più dettagliati.

Science, 19 Jan 2007, Vol. 315, pg. 318 - Andrew Lawler - La scoperta di acqua liquida su Marte e di materia organica ai confini del sistema solare indicano che sta entrando una nuova disciplina che cerca di capire la natura della vita nell’universo. Si aggiunge la scoperta di pianeti extrasolari e gli esempi di vita che prosperano in ambienti estremi della Terra, fra le radiazioni ultraviolette delle Ande e le sorgenti radioattive dell’Australia. Il nuovo campo di indagine non è solo promettente, ma anche produttivo e di successo. L’astrobiologia ha però una vita difficile. Il supporto da parte della NASA si è diradato e si cercano fondi per il 50% dei programmi tagliati dalla NASA. La scorsa estate l’Amministratore della NASA, Michael Griffin, ha affermato che l’astrobiologia è solo marginale nelle missioni dell’Agenzia e questo ha provocato il taglio del personale presso la NAI (NASA Astrobiology Institute) e lo Ames Research Center. Ci si aspetta ora che leader politici ed il nuovo Congresso intervengano sulla Casa Bianca nel nuovo budget. La NASA ha cercato per 50 anni di trovare vita fuori dalla Terra e questo era l’obiettivo dell’esplorazione spaziale. Questi sforzi hanno avuto un sobbalzo a metà del decennio 1990 quando gli scienziati annunziarono di aver scoperto tracce di vita fossilizzata in un meteorite marziano scoperto in Antartide. Si parlò di grandi finanziamenti per l’astrobiologia e per missioni sulla Terra e nello spazio, ma molte furono le critiche soprattutto da parte dei biologi, ad ogni modo la NASA fu autorizzata a seguire il problema che aveva catturato l’immaginazione. La NAI si focalizzò sui pianeti e satelliti abitabili nel sistema solare e divenne un centro di coordinamento. Nel 2002 alla NASA l’astrobiologia prosperava. Il budget era passato da 4 milioni a 25 milioni di US$, alla NAI c’erano 16 team e la NASA spendeva somme notevoli nelle tecnologie per monitorare la vita sugli altri pianeti. Il progresso si dimostrò illusorio, si approfondì il distacco fra gli ingegneri che sapevano ciò che dovevano costruire e gli scienziati di base che non sapevano quello che si cercava. La NAI così ebbe poca influenza sulla pianificazione delle missioni che erano il cuore dell’attività della NASA. I progetti delle missioni richiedono decenni per completarli e costi e tecnologie richiedono di costruire strumenti specifici che erano al di fuori delle possibilità della NAI. Nel tempo la NAI si era dedicata allo studio della vita in condizioni estreme ed ebbe un boom nelle ricerche esaminando la vita nelle rocce radioattive, nel fondo delle miniere ed il metabolismo a temperature sotto lo zero ed in ambienti fortemente alcalini ed acidi. Questo però non fece altro che aumentare il distacco con la NASA e nessuna delle missioni lanciate includeva strumenti progettati per verificare l’esistenza della vita. A parte un contributo per il futuro Mars Science Laboratory, che verrà lanciato nel 2009, gli sforzi degli astrobiologi della NASA non sono coinvolti nelle correnti missioni. Mentre lo spazio e le scienze della Terra hanno forti alleati politici, l’astrobiologia si è dimostrata troppo limitata, dispersa e nuova per combattere con i problemi di bilancio. Griffin ha proposto di tagliare il bilancio del 2007 della NAI al 50%, al livello 2005, perché non vuole alimentare un campo che non lo aiuta a portare un uomo sulla Luna. Nonostante lo scetticismo di Griffin, alcuni scienziati si aspettano che l’astrobiologia sopravvivi e prosperi. C’è una possibilità che il Congresso intervenga a salvarla, i Democratici sono preoccupati del destino dell’astrobiologia e gli scienziati sono pronti a combattere.

Science, 16 Mar 2007, Vol. 315, pg. 1482 - Andrew Lawler - Recentemente diversi satelliti come Europa, Titano ed Encelado hanno catturato l’immaginazione dei ricercatori. Presto però il satellite della Terra ritornerà al centro dell’interesse dopo 3 decenni. Quattro paesi, Giappone, India, Cina e Stati Uniti, si preparano a lanciare nei prossimi 18 mesi sonde robotiche lunari. La Cina pianifica missioni umane, la NASA porta avanti i piani per una base umana per la fine della prossima decade, secondo la visione illustrata dal presidente Bush nel 2004. Gli scienziati USA si chiedono però se si potranno includere programmi di ricerca a lungo termine. La NASA in passato ha lasciato alla scienza solo un ruolo secondario ed anche ora, come ha detto l’amministratore Michael Griffin a 250 scienziati riuniti, se gli scienziati vogliono una linea di ricerca dedicata devono trovare 2 miliardi di US$. In ogni caso gli scienziati vogliono essere coinvolti nella pianificazione lunare. Una lunga lista di progetti viene dal National Research Council (NRC) che spinge la NASA alla ricerca di fondi. Nel 1965 un accordo aveva inserito la ricerca scientifica nel programma Apollo; Harrison Schmitt, un geologo che era stato il primo e solo scienziato a visitare la Luna, ora fa parte del consiglio consultivo dell’agenzia. La gara spaziale fra Stati Uniti ed Unione Sovietica aveva avvantaggiato le scienze lunari ed ambedue le nazioni avevano inviato più di 60 missioni robotiche fra il 1958 ed il 1976 con veicoli in collisione, da atterraggio ed in orbita. Negli ultimi 31 anni invece solo 4 missioni hanno visitato la Luna. Gli scienziati sanno ancora poco del nostro satellite. Fra le domande degli scienziati c’è il campo magnetico lunare che sembra sia sparito, come polveri e plasma interagiscono vicino alla superficie e la natura dei depositi di idrogeno sui poli lunari. I campioni di rocce lunari sono insufficienti a rispondere a molte domande fondamentali sulla geologia e le stratificazioni superficiali conservano la lunga storia della radiazione solare degli ultimi miliardi di anni. Ad oggi Marte è stato mappato con maggiore accuratezza della Luna. Quest’anno il Giappone invierà una sonda da 3 tonnellate con 14 sensori chiamata Selene. La Cina sta completando la sonda Chang’e-1 che esaminerà la crosta e la temperatura della Luna e lo spazio fra Terra e Luna. L’India pianifica l’invio del Chandrayaan-1 con a bordo strumenti finanziati dalla NASA e seguirà un’ambiziosa missione sample-return nel 2010: il Chandrayaan-2 che avrà un lander per prelevare dei campioni dopo aver toccato il suolo lunare. L’ESA ha lanciato nel 2003 un orbiter, ma non ha piani per ulteriori voli. La NASA sta approntando il Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), da lanciare nel 2008, progettato per creare una mappa dettagliata della Luna e pianificare la missione umana. La NASA aumenterà i fondi per la Luna dai 27 milioni di US$ del 2008 a 97 nel 2011 per coprire i costi di LRO e per pagare la strumentazione che sarà montata sul Chandrayaan-2, promette inoltre del denaro agli scienziati per analizzare i dati provenienti dalle sonde USA e straniere. La missione LRO non è però scienza. La sonda è il primo passo per riportare gli uomini sulla Luna entro il 2020. Il programma di esplorazione comincia con il completamento della Stazione Spaziale ed il ritiro dello Shuttle nel 2010, seguito entro il 2015 dal lancio di un gran numero di razzi, nella prima decade di questo sforzo non ci sarà quindi spazio per la ricerca. Per prima cosa serve una buona mappa fornita da LRO. Inoltre è incerto il ruolo della scienza quando gli uomini arriveranno sulla Luna. Griffin dice che la base lunare darà opportunità a partner stranieri di contribuire, sarà aperta al turismo spaziale ed allo sfruttamento di risorse come acqua, ghiaccio e minerali. La base è in principio prevista nel crater Shackleton del polo sud e vi staranno 4 persone per 1-2 settimane. Gli astronauti si muoveranno per alcuni chilometri dal punto di atterraggio e raccoglieranno 100 kg di campioni. Il ritorno sulla Luna è un addestramento in previsione della missione su Marte. Gli scienziati hanno presentato proposte per lo studio della regolite, dei volatili, dei crateri da impatto e del vento solare ed anche di un radio osservatorio sul lato opposto della Luna, ma molti concludono che queste ricerche si possono fare meglio, più rapidamente ed a minor costo con sonde robot. Un lanciatore più potente potrebbe mandare un telescopio spaziale con riflettori da 10 m mentre si mandano uomini sulla Luna. Anche se la scienza non è una priorità nella visione della NASA, se ne potranno usare le nuove possibilità. La NASA dovrà studiare gli effetti delle polveri e delle radiazioni sulle apparecchiature e sugli astronauti e dovrà considerare alcuni progetti come parti delle missioni, Un orbiter potrà studiare il campo gravitazionale e l’interno della Luna. Alcuni ricercatori temono però che dopo il 2009, se cambierà l’amministrazione Bush, il programma subisca un collasso, ma dopo 3 decadi di attesa ci si aspetta sempre qualcosa.

Science, 30 Mar 2007, Vol. 315, pg. 1788 - Richard A. Kerr - I gully (canaloni) scoperti su Marte si sono dimostrati piuttosto enigmatici. Sembrano come se fossero stati prodotti il giorno prima da rivoli di acqua sgorgati dalle pareti del cratere, ma in geologia ciò che sembra non è tutto. Sette anni dopo essere stati scoperti, i geologi planetari ancora non concordano da dove sia uscita l’acqua e persino se l’acqua abbia contribuito alla loro formazione. Alla Riunione delle Scienze Lunari e Planetarie del 12-16 marzo 2007 si è fatto un confronto con le striature ed i canaloni della Dry Valley dell’Antartide che, se vale l’ipotesi di Marte, sarebbero stati prodotti, le prime da flussi di acqua sotterranei ed i secondi da flussi sotterranei e superficiali. Nei tre mesi dell’ultima stagione estiva australe, il team della Brown University ha osservato da vicino le striature della Dry Valley che dall’orbita e dall’elicottero sembrano molto simili a quelli di Marte. Su Marte si è sempre parlato di flussi di superficie: valanghe di polvere che portano allo scoperto tratti più scuri o flusso di una sorgente che erode. In Antartide non c’è nulla di tutto questo. Il vento accumula la neve sulla sommità delle pendenze, la scioglie nei periodi più caldi, filtra poche decine di centimetri fino alle rocce e scende a valle dove può uscire fuori. Circa i canaloni della Dry Valley essi funzionano come le striature ma con acqua che scorre più veloce sia nel sottosuolo che in superficie. Con pendenze più forti il flusso scava un canale ed alla fine deposita dei sedimenti. La Dry Valley dell’Antartico è la migliore analogia per i fenomeni di Marte, ma il caso non può considerarsi chiuso.

Science, 6 Apr 2007, Vol. 316, pg. 92 - Jeffrey J. Plaut and Giovanni Picardi - Le regioni polari di Marte sono coperti da estesi depositi finemente stratificati che racchiudono la memoria di intervalli di tempo non definibili. Non si conosce la loro precisa composizione e si crede che ci sia una predominante presenza di ghiaccio d’acqua che forma la maggiore riserva di acqua del pianeta. Si è applicata una tecnica usata per studiare gli strati dei ghiacciai della Terra, quella dei radar subsuperficiali, ai depositi del Polo sud detti SPLD (south pole layered deposit) ed in questo articolo si riportano le osservazioni dei SPLD eseguita dal Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding (MARSIS) di cui è dotato l’orbiter Mars Express. I dati sono stati usati per caratterizzare le proprietà elettriche di depositi, per comprendere la loro composizione, mapparne la topografia e misurare il volume totale di SPLD. Questi depositi marziani sono stati identificati per la prima volta dalle immagini orbitali delle sonde Mariner e Viking e si è notato che costituiscono dozzine di strati di diverso albedo con spessori inferiori alla risoluzione delle immagini (10 m circa). Le immagini a più alta risoluzione ottenute con la Mars Orbital Camera del Mars Global Surveyor (MGS) indicano che la scala è ancora più bassa della sua risoluzione di pochi metri. I dati topografici del Mars Orbital Laser Altimeter (MOLA) hanno mostrato che gli strati nei Poli nord e sud sono simili in morfologia e spessore. La stima dei volumi con il MOLA ha fornito uno spessore globale di 16-22 m. MARSIS è un radar multifrequenza ad apertura sintetica che, nel suo modo di funzionamento subsuperficiale, opera nelle bande di frequenza fra 1,3 e 5,5 MHz con una banda istantanea di 1 MHz e quindi una risoluzione di 150 m. La risoluzione laterale è fra 10 e 30 km e, secondo il moto, fra 5 e 10 km. L’elaborazione dei dati include la correzione per la distorsione di fase e di ritardo della ionosfera. Sono stati raccolti dati durante più di 300 orbite operando con due frequenze ed usando bande centrate su 3,0, 4,0 e 5,0 MHz. I depositi del Polo nord sono stati osservati durante le due orbite del giugno 2005. La penetrazione del radar è stata stimata di 1,8 km e la bassa attenuazione del segnale fa credere di essere in presenza di poca polvere mista a ghiaccio di acqua pura. Molto più completi sono i dati sulla stratigrafia del Polo sud. Si sono elaborati più di 1800 punti da 60 orbite selezionate del MARSIS. La scelta delle orbite ha permesso una copertura sufficientemente densa per una mappa topografica degli spessori. La maggior parte dei punti sono stati valutati su due frequenze e ci si è assicurati che le riflessioni non derivavano da clutter. Dai dati del MOLA si è ricavata la mappa altimetrica. Il massimo spessore misurato è stato di 3,7 +/-0,4 km nei punti di maggiore elevazione del Polo sud. Il valore integrato del volume sull’intero Polo sud è stato di (1,6 +/-0,2)*10E6 kmc. Se trasformato in uno strato globale di acqua, corrisponde ad uno spessore di 11+/-1,4 m, supposta una composizione di ghiaccio puro. Il MARSIS non permette una distinzione della componente di ghiaccio di CO2 nei depositi e non ci sono prove concrete di una sua reale presenza.

Science, 21 Sep 2007, Vol. 317, pg. 1673 - Richard A. Kerr - Negli anni recenti dell’esplorazione di Marte si è sempre cercato l’acqua dovunque. Acque basse e salate nell’antico Marte ed acque che sgorgano dalle gole nel recente passato geologico, alcune anche di pochi anni fa. Tuttavia considerando più attentamente le osservazioni di rover e degli orbiter e soprattutto i nuovi dettagli offerti dal Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) arrivato ultimamente su Marte, si stanno rivedendo molte interpretazioni che coinvolgono le acque superficiali di Marte. Le conclusioni sono che Marte è stato per molto tempo un luogo desolato ed arido e questo è confermato dai terabytes di dati forniti da HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) di MRO. Osservando le immagini dei depositi di due gole (gullies) fornite dalla Mars Orbiter Camera (MOC) del Mars Global Surveyor, si era concluso che erano stati prodotti dallo scorrimento di un fluido, probabilmente acqua. Altri 4 gullies osservati da HiRISE non hanno confermato la presenza di acqua, ma solo una frana di materiali solidi lungo una ripida pendenza. HiRISE ha anche messo in discussione la presenza di acqua in tempi geologici. Molti ricercatori hanno supposto che la valle Athabasca fosse stata invasa dall’acqua sgorgata dal sottosuolo, ma ora l’alta risoluzione di HiRISE mostra che la valle ed i depositi sono sepolti sotto parecchi metri di lava. Queste osservazioni spiegano perché molti lander scesi su supposti letti di lago e canali abbiano trovato solo lava e contraddice l’idea che zone pianeggianti siano mari ghiacciati. Infine i nuovi dati di HiRISE dalle basse terra dell’emisfero nord mettono in dubbio che vi fosse un antico oceano. Si vedevano lunghe rive di costa intorno ad un bacino pianeggiante, ma le immagini rivelano dovunque rocce di 2 m disseminate nelle basse terre del nord, dove un profondo oceano di lunga durata avrebbe dovuto lasciare solo sabbia. Marte non è però interamente arido. Il cratere di Mojave di 60 km appare come invaso dall’acqua che ha formato grandi ventagli conici di detriti. Una dettagliata immagine di HiRISE fa pensare ad una sorgente sotterranea di acqua. Piuttosto che acqua caduta dal cielo, si pensa ad un impatto che abbia colpito una crosta ricca di acqua e che ha creato una massa di fango defluita in basso a formare i ventagli conici. Le informazioni di HiRISE tendono a ridurre il ruolo dell’acqua sulla superficie. Acqua e ghiaccio si sono mosse nel pianeta periodicamente con lo spostamento dell’inclinazione dell’asse, ma le osservazioni di Opportunity e Spirit rivelano un basso grado di erosione. I ricercatori concludono che lo scorrimento dell’acqua non ha prodotto effetti sostanziali negli ultimi 3 miliardi di anni ed il colore di ruggine di Marte, attribuito all’azione dell’acqua, è solo una patina prodotta da una leggera umidità su rocce originarie. Perfino le più antiche epoche di Marte, definito caldo e piovoso, sembrano ora aride e, quando gli scienziati dovranno scegliere il prossimo luogo di discesa del nuovo rover su Marte, si dovranno ben focalizzare i segni di acqua sulla superficie.

Science, 4 Jan 2008, Vol. 319, pg. 21 - Richard A. Kerr - Gli anelli di Saturno mantengono il segreto della loro età. Prima che le sonde raggiungessero il pianeta gli scienziati assumevano che gli anelli si fossero formati insieme al pianeta 4,5 miliardi di anni fa. Quando la sonda Voyager lo raggiunse agli inizi del decennio 1980 riportò prove che gli anelli fossero antichi di solo poche centinaia di milioni di anni. Ora la sonda Cassini che orbita intorno a Saturno ha scoperto segni di un’età antica. I risultati dell’Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS), che registra la luminosità delle stelle come appaiono attraverso gli anelli e che serve a misurarne la massa attraverso le occultazioni, ha dato un risultato tre volte quello del Voyager. La ragione della differenza è diventata chiara dopo ripetute osservazioni. La massa degli anelli e concentrata e non diffusa uniformemente e la luce passa per la maggior parte nelle zone vuote. Poiché il Voyager osservava con angoli alti vedeva più luce attraverso di essi, sottostimando la loro massa. La misura di una massa maggiore comporta che gli anelli non possono essersi formati in tempi relativamente recenti. Una luna abbastanza massiva da poter formare gli anelli si può essere frantumata in tempi quando simili corpi erano più frequenti e quindi negli ultimi 4 miliardi di anni. Inoltre le particelle di ghiaccio degli anelli sembrano troppo pure per aver passato tempi così lunghi senza sporcarsi con materiale meteoritico. Una grande massa del ghiaccio negli anelli si sarebbe diluita con i materiali inquinanti e si suppone che si è riciclata più volte, frantumandosi ed agglomerandosi ripetutamente. Ogni risultato non è però definitivo ed ogni porzione degli anelli potrebbe avere un’età diversa.

Science, 1 Feb 2008, Vol. 319, pg. 564 - Andrew Lawler - Il programma civile spaziale del presidente George W. Bush del gennaio 2004 voleva dare alla NASA una missione unitaria che includeva la sostituzione dello shuttle, una base lunare ed un insieme di missioni robotiche sulla Luna e Marte che faceva felici i più scettici fra gli scienziati planetari. Dopo 4 anni questa visione ha però suscitato, nella comunità dello spazio, una guerra civile fra interessi in competizione. Alcuni ricercatori vogliono ritardare il lanciatore e la base lunare per proteggere i budget di ricerca, mentre i lobbisti dell’industria spingono per mantenere il programma. Ambedue i gruppi poi temono che la prossima Amministrazione voglia spendere di più per monitorare la Terra a spese dell’esplorazione robotica o umana della Luna. Tutti concordano che il programma è troppo ambizioso e non c’è abbastanza denaro. Alla fine di novembre la US National Academies ha promosso un nuovo sforzo. Questo mese si terranno due riunioni, una alla Stanford University di Palo Alto ed un’altra a Washington D.C. e, fra le opzioni i partecipanti considerano una semplificazione nella sostituzione dello shuttle, un ritardo nei piani della base lunare e l’interesse ad un asteroide o alle lune di Marte, come destinazione preferenziale, infine un accordo con altre nazioni per dividere i costi di missioni costose come quella di sample return di Marte. Gli organizzatori sperano di influenzare la campagna presidenziale e la politica del vincitore. Il costo di completamento della stazione spaziale entro il 2010 ed il ritiro dello Shuttle nello stesso anno costerà molti miliardi di dollari. Il nuovo lanciatore Ares, il cui primo volo è programmato per il 2014, già incontra delle difficoltà e certamente aumenterà di costo. Aumentano anche i costi di molti progetti di ricerca come lo James Webb Space Telescope (JWST), il budget della NASA di 17,3 miliardi di US$ ne risentirà ed è già di 2-3 miliardi in difetto. La cannibalizzazione di altri programmi NASA non sarà una strategia di successo. Con la crisi finanziaria attuale, né la Casa Bianca né il Congresso finanzieranno gli extra dollari necessari e nessuno si aspetta che lo farà la prossima Amministrazione se non per le scienze della Terra. Di conseguenza i programmi della NASA sono tremendamente instabili e rimarranno così fino al prossimo ritiro dello Shuttle. Il grosso del denaro, nella visione del presidente Bush, sarà tratto dal ritiro del costoso sistema shuttle ed il budget annuale per la scienza spaziale crescerà da 3,9 a 5,6 miliardi per finanziare il progetto del sample return di Marte entro il 2013. Questo piano è tutto da chiarire per l’aumento dei costi della scienza e dello shuttle. L’amministratore della NASA Michael Griffin ha spostato 3 miliardi, destinati alla scienza fino al 2011, ai costi aggiuntivi dello shuttle, ha fermato progetti di astrofisica e di scienze della Terra e abbandonato una serie di lander lunari, infine ha tagliato fondi per ricerche aeronautiche e scienze della vita e microgravità. Questo ha diffuso un generale pessimismo fra gli scienziati e tuttavia, aumentando sempre i costi di completamento della stazione spaziale, dello shuttle e del nuovo lanciatore, nessuno vuole essere il primo a dire che non ci sarà più un programma di volo umano nello spazio. Il ritardo fra il ritiro dello shuttle ed il nuovo lanciatore è già arrivato a 4 anni. La data per il ritorno sulla Luna per il 2020 sembra troppo ambiziosa e la prossima riunione a Stanford considererà alternative. Fra le opzioni ci sono missioni umane ad un asteroide o alle lune di Marte, Phobos e Deimos. Per raggiungere un asteroide il veicolo spaziale richiederà meno carburante, che per raggiungere la superficie di Marte. Un asteroide è più ricco di risorse da sfruttare ed è aumentata la sua importanza scientifica per le origini del sistema solare ed i pericoli che presentano alla Terra. Il cambiamento di obiettivo sarà però difficile da vendere ai politici preoccupati che la Cina annunzi un programma umano lunare. La riunione di Stanford dovrà rivedere il programma di Ares, se sarà più economico modificare un razzo esistente e se un nuovo lanciatore potrà soddisfare le esigenze di scienziati ed astronauti. Gli astronomi chiedono un lanciatore capace di montare e servire un grande telescopio nello spazio con capacità di docking non previsto nel presente programma. La NASA insiste su Ares e la capsula Orion da montare sulla testa sia per applicazioni scientifiche che per l’esplorazione umana. Con ottiche ripiegabili si possono lanciare telescopi tre volte più grandi dello JWST. Il rinnovato interesse nella cooperazione internazionale potrà recuperare progetti a lungo ritardati, come ad esempio il sample return di Marte, coinvolgendo l’ESA ed invitando Cina ed India ad unirsi allo sforzo per la stazione spaziale. L’esplorazione spaziale potrà essere un catalizzatore per la cooperazione internazionale; certi programmi sono oltre la capacità degli Stati Uniti. Nessuno si aspetta però che i problemi di budget si risolveranno con la nuova Amministrazione e Griffin dovrà rivitalizzare il programma di scienze della Terra per le crescenti preoccupazioni sul cambiamento climatico, ma tutti dovranno vivere con meno.

Science, 29 Feb 2008, Vol. 319, pg. 1174 - Andrew Lawler - Quando Alan Stern, capo della scienza NASA, ha annunziato lo scorso mese che l’agenzia appoggiava la missione di raccogliere rocce di Marte e portarle sulla Terra, i ricercatori reagirono in modo negativo ritenendolo un attentato al programma di esplorazione a breve termine. Il piano contenuto nella richiesta di budget del 2009 tagliava alla metà le spese previste nei prossimi 5 anni e quindi molti scienziati temevano che la NASA stava abbandonando lo sforzo di ricerca sul pianeta rosso con la promessa di una costosa spedizione nel lontano futuro. Stern nega che siano state cancellate delle missioni, ma non riduce l’ansietà e lo scetticismo dei ricercatori. Nel programma di 4,6 miliardi di US$ ereditato dalla scorsa primavera, Stern intende aumentare la spesa per le scienze della Terra, usare 3 miliardi per mandare una sonda su Giove o Saturno e cominciare a costruire una serie di robot lunari. L’attenzione alle scienze della Terra risponde agli appelli del Congresso e della National Academy per monitorare il cambiamento climatico, l’invio della sonda risponde ancora alle raccomandazioni della National Academy ed i robot sono per il programma lunare della Casa Bianca. Senza poter contare su altri aumenti del budget totale di 17,3 miliardi dominato dallo sforzo per sostituire lo shuttle, Stern deve sostenere i costi aggiuntivi di 1,6 miliardi del Mars Science Laboratory (MSL) che sarà lanciato il prossimo anno. Le missioni robotiche su Marte sono state spinte quando nel 1996 un gruppo di scienziati suggerì che un meteorite trovato in Antartide e proveniente da Marte aveva tracce di vita. Da allora il supporto politico ha sostenuto il programma di esplorazione di Marte e la NASA ha lanciato una missione ogni 26 mesi. Vi sono stati alcuni spettacolari insuccessi con la perdita di un orbiter ed un lander nel 1999, ma i rover Spirit e Opportunity hanno fornito dati per 4 anni e l’orbiter Mars Odissey è rimasto in orbita dal 2001. In maggio il piccolo Phoenix Scout scenderà nella zona nord di Marte alla ricerca di molecole organiche in un’area ricca di ghiacci. Le ricerche sulla microgravità, le scienze della Terra e l’astrofisica sono rimaste con scarse aspettative. Il budget NASA del 2009 ha spostato denaro sulle scienze della Terra riflettendo le preoccupazioni sul cambiamento climatico, in ogni caso non c’è altro denaro a disposizione. La ricerca sui pianeti sposta l’interesse da Marte verso la luna Europa di Giove la cui missione è stata rinviata due volte per il suo costo. Stern vuole devolvere 3 miliardi per missioni sulle lune di Giove o Saturno (Titano o Encelado) per il 2017 da decidere entro l’anno. Questo significa spostare soldi dal programma di Marte. Fino allo scorso autunno l’agenzia aveva pianificato circa 600 milioni all’anno fino al 2013 sul programma di Marte, aumentando a 700 milioni fino al 2020. Questo serviva per lanciare un laboratorio di astrobiologia o due rover che dovevano scendere su Marte nel 2016. Con il nuovo piano, i fondi per Marte si ridurrebbero a 300 milioni annui fino al 2010 e 414 milioni fino al 2013 per il completamento di MSL ed il lancio della nuova missione di Scout dal 2011 al 2013. Non ci sarebbe altro fino al 2016. Solo verso la fine della prossima decade si avrebbe un miliardo di US$ entro il 2020 per la missione sample return. I sostenitori di Marte vogliono invece cancellare tutto dopo MSL, compreso Scout e le missioni del 2016 per anticipare la missione sample return alla seconda metà della prossima decade. Uno scenario alternativo potrebbe salvare la missione Scout e spostare sample return al 2022, ma bisognerebbe usare traiettorie povere e ritardare di 12 anni l’atterraggio su Marte. I problemi maggiori sono però nel breve termine: sono i maggiori costi di 165 milioni per fabbricazione e tecnologia del laboratorio MSL ed i ritardi sul lancio. Non ci sono piani per cancellare MSL ma potrebbe essere spostato al 2010 o 2011. Stern ammette che ogni piano oltre il 2013 è teorico e sarà dibattuto. Grande è l’interesse al sample return proposto fin dal decennio 1980 che è straordinariamente complesso perché comprende un lanciatore, un sistema di atterraggio, un veicolo per il ritorno a Terra, un lander su Marte con veicolo di risalita, un rover ed un sistema di rientro a Terra con dispositivi per la ricezione dei campioni. Le stime portano i costi complessivi a 5-6 miliardi di US$. La NASA potrebbe contribuire per 3 miliardi e spera di attrarre un altro miliardo dall’Europa e possibilmente dal Giappone. Il costo potrebbe ridursi se la missione raccogliesse le rocce acquisite anche da altri lander come MSL e l’European ExoMars del 2013. Stern spinge perché MSL abbia un sistema di prelievo di campioni con una trivella e si sposti per 2 anni sulla superficie di Marte fino a quando un orbiter arrivi per portare indietro campioni di 5 g ciascuno per un totale di 500 g. Ci si chiede se il piano di Stern sia realistico con i 3 miliardi da spendere per la missione sui pianeti Giove o Saturno che impegneranno la parte del leone del budget della scienza. La comunità di Marte ha come programma centrale MSL e sostiene almeno una missione ogni 26 mesi, periodo delle possibili finestre di lancio. Gli astrofisici lo scorso anno hanno sostenuto il ritorno dello Space Inteferometry Mission (SIM) per la ricerca di pianeti delle dimensioni della Terra, ma Griffin e Stern avvertono che ne soffriranno gli altri progetti e che bisogna avere un programma bilanciato. In questa guerra ci saranno sicuramente vincitori e perdenti.

Science, 26 Sep 2008, Vol. 321, pg. 1754 - Andrew Lawler - Messi di fronte al problema dei costi, i dirigenti della NASA devono decidere il prossimo mese se rinviare di 2 anni il lancio di un sofisticato rover di Marte. Questo ritardo del Mars Science Laboratory (MSL) rappresenterà una significativa frenata nel programma di ricerca di Marte che per un decennio, ogni due anni, ha inviato una nuova sonda. Gli scienziati coinvolti temono che i contraccolpi possano ritardare e perfino cancellare future missioni. Il Laboratorio MSL, previsto per un lancio nell’autunno del 2009, è 4 volte più pesante degli attuali rover, ha una serie di attrezzature e strumenti avanzati per l’analisi delle rocce, del suolo e dell’atmosfera, ma la complessità ha portato molti problemi e costi elevati. Proposto nel 2004, doveva costare 1,2 miliardi, ma questa estate il costo è salito a 1,9 miliardi e la scorsa settimana la NASA ha avvertito che c’è un supplemento che sarà approssimativamente di 300 milioni. La NASA ed il Jet Propulsion Laboratory (JPL) di Pasadena, California, che è responsabile del progetto, stanno lavorando per preparare i test ambientali ed il lancio. Per metà ottobre l’Amministratore Michael Griffin vorrà fare una verifica e la stima dei costi per decidere se rinviare la missione. Si teme che la fretta possa portare ad un fallimento. Il rinvio di MSL è una reale possibilità, ma il ritardo di 2 anni aumenterà i costi della missione e si potrà andare fuori dal budget di Marte. Si teme che l’esplorazione di Marte rallenterà ed è in pericolo la missione sample return del 2016. I costi ed i problemi tecnici di MSL sono iniziati all’inizio dell’anno scorso, quando la NASA ha voluto rinunziare a due strumenti: il ChemCam ed i Mars Descend Imager. ChemCam, progettato da Francesi ed Americani, usa un laser per vaporizzare le rocce e la polvere di Marte per un’analisi spettrografica ed è risultato più costoso di quanto previsto. La NASA ha pagato per una versione semplificata. Il Mars Descend Imager è una telecamera per guardare in basso la superficie di atterraggio e fu cancellato, ma poi ripreso con piccoli cambiamenti e costi ridotti. I sovracosti però non sono diminuiti e fra 2008 e 2009 hanno raggiunto i 190 milioni. L’ultimo supplemento di 300 milioni ha forzato la NASA a cancellare i 485 milioni della missione Scout, prevista nel 2013 per studiare l’atmosfera di Marte. Se MSL si rinvia al 2011 si potrà perdere il sample return del 2016. Poiché la NASA prevede di lanciare prima della fine della prossima decade una missione su Giove o Saturno, questo rinvierà la sample return, del costo diversi miliardi di dollari, nel futuro più lontano.

Science, 21 Nov 2008, Vol. 322, pg. 1180 - Daniel Clery - La carriera dei ricercatori dello spazio è spesso condizionata dalle decisioni dei governi che concedono i finanziamenti. In Europa questa procedura si verifica circa ogni tre anni, quando l’European Space Agency (ESA) organizza una riunione fra i politici degli stati membri per stabilire un budget ed approvare i nuovo programmi. Con le nubi della crisi economica incombente, i ministri si riuniranno la prossima settimana a The Hague, in Olanda, per una riunione conclusiva. Nell’ultima riunione di Berlino del 2005, l’ESA aveva ottenuto tutto ciò che aveva richiesto, mentre ora la situazione è più critica. L’ESA lavora in cicli di tre anni, al contrario della NASA, il cui budget è approvato dal Congresso ogni anno, e questo assicura una certa stabilità, ma richiede un preventivo accordo fra governi che hanno diverse priorità. Germania e Spagna, ad esempio sono le più ambiziose e vogliono un ruolo maggiore. L’Italia, che ha contribuito generosamente nel 2005, ora ha cambiato governo, ha un nuovo dirigente dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), nella persona dell’industriale Enrico Sagese, e forse non ha abbastanza denaro da mettere sul tavolo. A rischio sono le future missioni, incluso ExoMars per il Pianeta Rosso ed il Kopernikus per il monitoraggio ambientale. Negli anni recenti l’ESA ha completato una serie di missioni di alto profilo come Mars Express e Venus Express, per la mappatura dei pianeti, Huygens lander su Titano, il cacciatore di comete Rosetta ed i telescopi spaziali Integral e XMM-Newton. Tutti sono stati finanziati dal programma scientifico dell’ESA, programma vincolante per il quale ogni membro contribuisce con una parte del suo prodotto interno lordo (PIL). Poiché i 18 membri devono accordarsi sull’intero budget, sono rari grandi incrementi. Con l’attuale inflazione del 4%, l’ESA chiederà un incremento del 3,5% annuo sui programmi annuali di 96 milioni di euri che, per l’attesa riduzione dell’inflazione con la recessione, darà un certo margine. Ci saranno contrasti fra una maggioranza contenta dell’aumento e uno o due membri che non possono permetterselo. In difficoltà sarà la missione ExoMars che era stata sostenuta nel 2005 con un budget di 650 milioni di euri. Da allora i ricercatori avevano aggiunto nuove capacità ed i costi erano esplosi. Nella primavera del 2007 il team aveva approvato il progetto che includeva un orbiter, una stazione base ed un rover con capacità di trivellazione e di prelevare campioni. La stima dei costi era salita a 1.2 miliardi di euri. Le resistenze vengono dall’Italia che non pagherà più di 250-300 milioni come nell’accordo di Berlino 3 anni fa e, benché altre nazioni, inclusa UK, aumenteranno i loro contributi, non si supererà il miliardo. Si potrà arrivare al collasso e ExoMars potrà essere ritardato dal 2013 alla prossima finestra del 2016 per avere un po’ di respiro e riconfigurare la missione. La prossima settimana gli stati membri indicheranno i loro livelli di finanziamento ed i responsabili della missione utilizzeranno il prossimo anno per parlare con i potenziali partner, come la NASA e l’Agenzia Spaziale Russa e dividersi i costi. Insieme si potranno lanciare una serie di sonde su Marte che culmineranno con una missione sample return nella decade successiva. Nuvole si addensano anche su Kopernikus (ex GMES) che è una delle due maggiori collaborazioni fra l’Unione Europea e l’ESA per fornire, ai governi ed ai privati, dati sugli oceani e l’atmosfera terrestre con il sistema di sonde Sentinel. L’ESA pensa ad un finanziamento di 850 milioni di euri fra il 2009 ed il 2018, per la costruzione delle prime 4 Sentinel il cui lancio inizierà nel 2011 rendendo operativo il sistema. La prossima settimana si discuterà anche l’estensione della cooperazione dell’ESA con la NASA per l’International Space Station (ISS). Il laboratorio Columbus è stato consegnato alla ISS all’inizio dell’anno e l’ESA vuole altri fondi per le ricerche di microgravità e l’aggiornamento dell’Automated Transfer Vehicle (ATV) già costruito per il trasporto dei rifornimenti alla stazione. Attualmente ogni ATV viene abbandonato dopo ogni trasporto e l’ESA vuole aggiungere una capacità di rientro per riportare materiale a terra, ma su questo vi sono opinioni diverse specie sull’uso di veicoli per trasporto di astronauti. Il minishuttle Hermes è stato cancellato nel 1993 ed alla riunione di Berlino del 2005 fu messo il veto ad uno shuttle chiamato Clipper con la Russia. Ne consegue che gli astronauti ESA devono usare lo shuttle USA o il Soyuz. La prossima settimana si discuterà un’altra proposta ESA-Russia per una capsula simile all’Orion, il sostituto USA dello Shuttle. Un altro piano richiede 50 milioni di euri, fra 2009 e 2011, per studiare una rete di telescopi per seguire tutti gli attuali satelliti abbandonati, i rottami spaziali e i NEO (near Earth objects), oltre a monitorare lo Space Weather contro la minaccia ai satelliti ed alle infrastrutture di terra. Fra il cumulo di richieste e le difficoltà economiche si spera sempre in un compromesso.

Science, 5 Dec 2008, Vol. 322, pg. 1447 - Daniel Clery - Gli scienziati europei dello spazio hanno emesso un respiro di sollievo dopo che la scorsa settimana i governi degli stati membri hanno concesso all’European Space Agency (ESA) più o meno tutto quello che era stato richiesto per i prossimi anni, per un totale di 10 miliardi di euri. I governi hanno approvato un modesto aumento annuo ed hanno dato luce verde per l’ambizioso programma di monitoraggio ambientale. Rimangono aperti i problemi della missione ExoMars, ritardata al 2016, ma i ricercatori sono confidenti che sopravviverà. Il Regno Unito (UK) ha ottenuto di ospitare un impianto ESA, perché era l’unico stato fondatore a non averne uno, e tutti sono contenti. La riunione che si tiene ogni tre anni ha avuto come sede The Hague, in Olanda e si temeva che la situazione di crisi avrebbe limitato la generosità dei governi. I programmi ESA goderanno invece di un incremento del 3,5% annuo e le missioni includono i telescopi spaziali, le missioni planetarie ed un Exoplanet Finder. La missione ExoMars ha pure ricevuto buone nuove. Come prima parte del programma Aurora, il budget di 650 milioni di euri, approvato 3 anni fa, era salito a 1,2 miliardi. I ministri hanno garantito 850 milioni di euri e la cifra rimarrà aperta nel prossimo anno quando l’ESA riconfigurerà la missione e cercherà dei partner internazionali. Il programma Kopernikus, per installare un sistema di monitoraggio ambientale, ha ottenuto 831 milioni di euri, abbastanza per lanciare i primi satelliti e rendere il sistema operativo. Il sistema è richiesto dai governi e da operatori privati ed è valido per tutto il mondo e non solo per l’Europa. Una nota amara nell’ultima settimana della riunione è stata la mancanza di entusiasmo fra i ministri per il piano di sviluppo ulteriore ESA sul veicolo cargo (ATV) perché possa anche riportare a terra i materiali e per gli ulteriori studi per il trasporto di astronauti. Questo sforzo ha ottenuto solo 62 milioni di euri, la metà di quanto richiesto. Si è detto che le priorità per l’Europa sono scienza ed educazione e non volontà di predominio nazionale. La delegazione UK è stata soddisfatta del suo centro di ricerca ESA dedicato allo studio dei modelli di cambiamento climatico che usano i dati raccolti dallo spazio.

Science, 12 Dec 2008, Vol. 322, pg. 1618 - Andrew Lawler - La settimana scorsa la NASA ha deciso di rinviare il lancio del Mars Science Laboratory (MSL) di almeno 2 anni e questo significa che non sarà lanciato prima del 2011. Si aggiunge anche la preoccupazione del prezzo che dovranno pagare le altre missioni planetarie per liberare gli addizionali 400 milioni di US$ che il ritardo di MSL costerà alla NASA. Il sofisticato laboratorio, due volte più lungo e tre volte più pesante del rover che ha esplorato Marte dal 2004, è parte dei problemi che troverà in gennaio il nuovo presidente eletto Barack Obama. Il programma NASA richiede più denaro per i veicoli spaziali previsti, per completare la stazione spaziale e per costruire il nuovo lanciatore che serve a portare gli uomini sulla Luna. Obama ha promesso una nuova generazione di missioni e di aggiungere altri miliardi all’attuale budget dalla NASA di 18 miliardi di US$. I dirigenti della NASA hanno segnalato i problemi del laboratorio riguardanti gli attuatori che controllano i movimenti critici delle parti. Il completamento dei test ed il lavoro dei team richiederà 400 milioni di US$, portando il costo totale a 2,3 miliardi, considerando che il laboratorio era già 15% sopra il budget prima dell’ultima stima. Edward Weiler, capo del programma scientifico della NASA, afferma che il denaro extra verrà da altri progetti che includono Marte e gli altri pianeti, cioè tre sonde spaziali da lanciare entro il 2011, una piccola sonda atmosferica per Marte, un robot per studiare Giove ed una missione per studiare l’interno della Luna. La missione su Marte del 2016 costerà da 850 milioni a 1,4 miliardi di US$. Il prossimo mese la NASA prevede lo studio di una sonda spaziale da 3 miliardi, per studiare la Luna o in alternativa Giove o Saturno, da lanciare nel 2020. Probabilmente si dovrà ritardare una delle maggiori missioni. L’ESA non vuole ancora discutere con la NASA il contributo al proprio programma ExoMars del 2016 prima delle discussioni tecniche del prossimo anno. L’ESA vuole provare le sue capacità di atterrare su Marte e muoversi sulla sua superficie. Per un orbiter, le comunicazioni e la strumentazione del lander, la NASA può dare il suo contributo. Essenziale sarà la cooperazione per ogni missione sample return. Le cause dei costi eccessivi di MSL sono controverse. Molte rimostranze sono state fatte al JPL di Pasadena che ha gestito la missione MSL. Il JPL riconosce di aver sbagliato nelle stime dei costi, ma è fiero di aver realizzato con successo tre discese su Marte negli ultimi 5 anni. Nel frattempo l’amministratore Griffin promette di trovare una via di uscita accettabile parlando con il Congresso, la Casa Bianca e la comunità scientifica. I conti vanno fatti in pubblico ed al momento non ci sono le risposte.

Science, 27 Feb 2009, Vol. 323, pg. 1154 - Andrew Lawler - La scorsa settimana la NASA e l’European Space Agency (ESA) hanno stabilito che la prossima grande missione di esplorazione del sistema solare sarà dedicata al sistema di Giove nel 2020, invece che a Titano di Saturno, e comprenderà un probe NASA destinato ad Europa ed un probe ESA con obiettivo Ganimede. La decisione conclude 2 anni di accesa competizione fra i due sistemi di Giove e Saturno. Nella NASA l’interesse era forte per ambedue i sistemi, ma c’era denaro solo per una missione e la missione su Europa era stata studiata più a lungo. Ambedue le missioni, su Europa e Ganimede, avranno difficoltà di bilancio. La NASA dovrà ottenere l’approvazione dell’Amministrazione Obama per il costo stimato di 3 miliardi, l’ESA dovrà confrontare la missione su Ganimede, del costo di 1 miliardo, con due progetti astronomici del 2011, prima di iniziare il lavoro di progetto e, la decisione di lanciare separatamente i due probe, assicura l’indipendenza dei due programmi. Ambedue, Europa e Ganimede, allettano gli scienziati planetari. Il primo ha una crosta di ghiaccio che nasconde un oceano di acqua e può nascondere le basi per la vita o la vita stessa. Ganimede è la più grande luna del sistema solare, il solo che ha un campo magnetico generato all’interno e la sua superficie può nascondere un oceano sotterraneo. I due probe saranno indipendenti, ma le agenzie si aspettano di sfruttare sinergie. Ambedue i probe potranno misurare la magnetosfera di Giove allo stesso tempo e da due posizioni diverse e le attività vulcaniche di Io da due angoli diversi. La missione Europa prevede un lander che dovrebbe perforare la superficie, idea abbandonata dopo che i tecnici la hanno giudicata troppo difficile, ma che rappresenta sempre una sfida. Il maggiore ostacolo è l’intenso campo di radiazioni che circonda Europa. Queste difficoltà tecniche impallidiscono in confronto a quelle della missione su Titano che proponeva un lander sofisticato con un pallone costruito dai Francesi per navigare sopra la superficie. Una consolazione è che la sonda Cassini, lanciata nel 1997, continuerà a mandare dati da Saturno fino al 2016-17. Ed Weiler, capo della scienza NASA, afferma che la missione Titano non è completamente cancellata, ma che Europa ha avuto una priorità; è chiaro che la NASA le vorrebbe ambedue. Le due sonde gemelle non arriveranno su Giove prima del 2026 e l’eventuale missione su Saturno potrebbe arrivare ancora più tardi. Si tratta di programmi a lungo termine.

Science, 27 Mar 2009, Vol. 323, pg. 1666 - Andrew Lawler - La ricerca della vita su Marte ha un incerto futuro per la scarsità di finanziamenti su ambedue i lati dell’Atlantico. L’European Space Agency (ESA) non ha i fondi per portare su Marte ExoMars, un sofisticato lander e rover entro il 2016. La NASA è bloccata dai maggior costi e ritardi del Mars Science Laboratory (MSL), un rover di grandi dimensioni per analizzare il suolo ed i campioni di roccia, previsto per il 2011. Per superare questo impasse, scienziati e dirigenti degli Stati Uniti e dell’Europa sono convinti che le due agenzie devono accordarsi per una collaborazione che si concluda in una missione del 2016 e, dieci anni più tardi culmini nella missione di riportare sulla Terra un campione di Marte. David Southwood, capo della scienza per l’ESA, e la sua controparte NASA, Edward Weiler, appoggiano questa nuova strategia. La motivazione finanziaria è ovvia. La missione sample return impegnerà fra 6 e 8 miliardi di US$, molto al di sopra delle possibilità di ciascuna agenzia. Vi sono tuttavia difficoltà politiche, culturali e tecniche da superare. Alcuni Americani temono che l’ESA non sia ancora pronta per gestire le complesse missioni sulla superficie di Marte. Gli Europei temono a loro volta di rimanere invischiati negli annuali conflitti del budget NASA ed ambedue aspirano alla gloria di deporre un rover sulla superficie di Marte. La cooperazione fra ESA e NASA non è una novità. L’ESA ha partecipato alla Stazione Spaziale Internazionale ed ha fornito la sonda Huygens che è scesa nell’atmosfera di Titano portata vicino a Saturno dalla sonda Cassini della NASA. La NASA a sua volta ha fornito due importanti strumenti per la missione ExoMars dell’ESA, ma nessuno di questi programmi è stato uno sforzo congiunto. Ora si tratta di alternarsi nella missione ed ExoMars è un esempio. Il progetto è stato approvato lo scorso anno per 1,1 miliardi di US$, 195 milioni meno di quanto richiesto dall’agenzia, con la partecipazione di 17 paesi. Il lander si aprirà come un fiore e libererà un rover da 270 kg per trivellare il suolo ad un profondità di 2 m e condurre studi sulla geochimica e sulla materia organica del sottosuolo. Tuttavia il peso e la complessità di ExoMars sono cresciuti. I dispositivi geofisici, chiamati Humboldt, hanno triplicato il loro peso. Il costo del progetto è salito a 1,56 miliardi e la partecipazione della NASA diviene indispensabile. La scorsa settimana, ingegneri e scienziati europei si sono incontrati in Olanda per decidere sui 23 strumenti da montare e due di questi sarebbero contributo della NASA. Alcuni scienziati USA temono però che l’ESA non abbia l’esperienza per sostenere la missione ed ExoMars che è più complesso di MSL. La NASA ha fatto molte missioni nel sistema solare oltre l’orbita terrestre e negli ultimi tre decenni ha avuto un record di atterraggi di robot su Marte. Ora, problemi tecnici e l’aumento dei costi di 400 milioni di US$ hanno costretto Weiler a rinviare di 2 anni il lancio di MSL, un rover da 900 kg, previsto per dicembre 2008. La NASA ha ora deciso che le future missioni su Marte dovranno avere requisiti di budget più stringenti. Pianifica l’invio di un orbiter nel 2016, uno degli strumenti scientifici a bordo del Mars Science Orbiter (MSO) farà il monitoraggio delle emissioni di gas come il metano e le sue telecamere forniranno i dati per i futuri siti di atterraggio. La scarsità di denaro disponibile porta a considerare vitale la cooperazione con l’ESA, ma non è chiaro come procedere. Alcuni preferiscono combinare per il 2016 una missione in cui USA, Europa e la Russia con un suo razzo lanciano un orbiter della NASA su Marte che porti ExoMars sulla superficie. Nel 2018, le due agenzie si scambieranno i ruoli con un orbiter ESA che faccia scendere il Mars Prospector Rover proposto dalla NASA da 1,3-1,6 miliardi di US$. Seguirà nel 2020 una rete di lander, progettati per monitorare lo stato geofisico di Marte. La prima parte della missione sample return partirà dalla Terra nel 2022 e la seconda parte nel 2024. La NASA sarà probabilmente responsabile per portare in orbita i campioni che un velivolo ESA riporterà a Terra 2 anni più tardi. Questo programma ha i suoi critici. Il responsabile di ExoMars, Jean-Pierre Bibring, teme che combinando nella missione del 2016 componenti USA e della Russia si possano avere ritardi fino al 2018, 5 anni dopo la scadenza iniziale, e preferirebbe vedere le due agenzie impegnarsi nella missione sample return partendo nel 2018. Non c’è nulla di razionale nell’attendere. Le missioni intermedie hanno carattere politico ed economico e sono una perdita di tempo e di denaro. Weiler e Southwood stanno negoziando ed attendono la prossima riunione di giugno. Una difficoltà è che in Europa manca la tradizione di pianificazione a lungo termine che caratterizza i programmi NASA. La probabilità che i dirigenti ESA approvino una serie di missioni costose su Marte nell’attuale situazione di crisi economica sembra ridotta. Ci sono delle barriere psicologiche per le quali gli stati membri dell’ESA sono abituati all’idea di una missione alla volta. Allo stesso tempo gli Europei osservano che i programmi di lungo termine della NASA devono confrontarsi con l’incertezza dei budget annuali del Congresso. Weiler ammette che la cooperazione con l’ESA è difficile da vendere pur essendo convinto che è la cosa giusta da fare e il suo problema è di trovare appoggio dai livelli più bassi ed in certi centri della NASA. In particolare il Jet Propulsion Laboratory (JPL) di Pasadena, che ha costruito i precedenti lander e rover, non vuole perdere il suo ruolo centrale nell’esplorazione spaziale. Weiler vuole convincere i dirigenti JPL che una missione ogni 4 anni è meglio dell’attuale programma in bancarotta. Un’altra barriera della cooperazione USA-Europa è il fatto che gli scienziati spaziali americani hanno meno esperienza nel lavorare con colleghi di altre nazioni, mentre quelli europei devono superare il complesso di inferiorità con la NASA nel trattare i grandi progetti su Marte.

Science, 3 Apr 2009, Vol. 324, pg. 34 - Andrew Lawler - Il satellite Orbital Carbon Observatory da 273 milioni di US$ è affondato nell’Oceano meridionale subito dopo il lancio, lo scorso mese, ma questo è il problema minore che deve affrontare la NASA nel suo programma da 4,5 miliardi di US$. La sfida maggiore è di trovare il denaro per pagare un ambizioso ed unico programma di missioni. La pressione sul budget scientifico della NASA è cominciata con la pianificazione della nuova generazione di missioni. La comunità è ancora ansiosa di conoscere quale sarà il prossimo Amministratore della NASA. Lo scorso anno il presidente Barack Obama ha promesso di incrementare i programmi di monitoraggio sul clima dallo spazio e la nuova generazione di sonde robotiche per gli altri pianeti senza penalizzare la preparazione del ritorno umano sulla Luna. La richiesta di budget preliminare per il 2010, rilasciata in febbraio, propone un modesto incremento di fondi per ambedue le voci della scienza e dei voli umani nello spazio, come parte del budget complessivo di 18,7 miliardi di US$. Edward Weiler, capo della scienza NASA, dice che sono necessari 900 milioni di US$ all’anno solo per sostenere i progetti correnti. I costi aggiuntivi si sono accumulati dal 1980 ed oggi c’è una lunga lista di telescopi, robot planetari e satelliti di monitoraggio della Terra che devono essere progettati, costruiti e lanciati. Dal decennio 1960 gli astronomi hanno creato un piano decennale per una nuova generazione di telescopi. Altre tre discipline che dipendono dai dollari della NASA, sono le scienze della Terra, l’esplorazione del sistema solare e gli studi del Sole. Tutti questi programmi si basano su una stima accurata dei costi e, quando i costi crescono, i programmi saltano. L’esempio più negativo è stato lo James Webb Space Telescope che è partito nel 2001 con un costo di 1 miliardo, senza includere la parte operativa, ed è arrivato a 4 miliardi con il lancio nel 2013, costringendo la NASA a ritardare altri programmi. Recentemente, difficoltà tecniche hanno portato il Mars Science Laboratory (MSL) da 400 milioni di US$ ad un ritardo di 2 anni nel lancio. Poche missioni, sia degli studi solari che delle scienze della Terra, hanno mantenuto tempi e budget. Il Solar Dynamic Observatory (SDO), per studiare il campo magnetico solare è in ritardo di 2 anni e i suoi costi sono triplicati. La sonda Glory per studiare gli aerosoli e le particelle di carbonio nell’atmosfera, ha aumentato il suo costo del 50% e ne è stato ritardato il lancio dal 2008 al 2009. Tutti questi problemi hanno creato allarmi. Nel 2007, quasi 100 scienziati della Terra hanno avvertito che la comprensione dei cambiamenti climatici rischia il collasso perché la NASA è in ritardo con i suoi programmi. I prossimi studi decennali devono essere molto più rigorosi. Tuttavia non si deve dimenticare che il telescopio Hubble è costato il 300%in più, ma è stato il più grande successo nella storia della NASA e molti volevano cancellarlo durante lo sviluppo.

Science, 3 Jul 2009, Vol. 325, pg. 58 - P. H. Smith - La missione Phoenix, la prima della classe Scout della NASA, è scesa, nel circolo polare artico di Marte, il 25 maggio 2008 alle 23:38:24 UTC alla fine della primavera. Phoenix è stato progettato per verificare la presenza di ghiaccio d’acqua sotto la superficie, prevista precedentemente sulla base dei principi della termodinamica e mappata a bassa risoluzione (circa 500 km), un metro sotto la superficie con il Gamma Ray Spectrometer (GRS) della sonda Odissey. Ora si può parlare del ghiaccio nella sottosuperficie di Marte, dell’interazione dell’acqua atmosferica con il suolo e delle prove di come nel passato l’acqua ha modificato il suolo. Phoenix è sceso nel punto di coordinate 68:22°N e 234:25°E e ad una quota di -4,1 km, riferita alla media del Mars Orbiter Altimeter, sul fondo di una valle del periodo Amazzonico, in un deposito che circonda il margine nord del vulcano chiamato Alba Patera. Il deposito è supposto formato da ceneri vulcaniche eruttate dall’Alba Patera e/o da antichi depositi polari. Il sito contiene inoltre depositi eiettati dal cratere a fornello Heimdal di 10 km di diametro. Il punto è esattamente su un deposito scuro, 20 km a sud-ovest dal cratere. Il posto fa ritenere la presenza di suolo ghiacciato diffuso poco profondo che ha subito congelamenti stagionali, o a lungo termine. Piccole rocce sono abbondanti nei dintorni, ma poche sono le rocce grandi. Il braccio robotico (RA) da 2,35 m, associato con l’Ice Soil Acquisition Device (ISAD) è stato usato per scavare una dozzina di trincee a nord e nord-est del Lander. Il suolo superficiale di pochi cm è incrostato. Si è osservato il terreno raccolto dal cucchiaio e l’immagine dell’Optical Microscope (OM) mostra le particelle che lo compongono: granuli rossastri agglomerati con dimensioni maggiori di 10 micrometri. Il suolo è probabilmente di origine eolica, ma la crosta si è formata sul luogo, cementata da carbonati o altri sali insieme a piccole quantità di acqua. Il Thermal and Electrical Conductivity Probe (TECP) misura circuito aperto. L’aumento notturno della permittività implica l’accumulazione di molecole d’acqua. Il campione superficiale è stato sottoposto al Thermal and Evolved-Gas Analyzer (TEGA) sulle emissioni a bassa temperatura (da 295°C a 735°C) e ad alta temperatura (oltre 735°C). Ambedue indicano la presenza di minerali idrati, o delle loro fasi. Quelle a bassa temperatura indicano fasi che si formano nei processi in presenza di acqua. Ad alta temperatura indicano fasi della formazione delle rocce. Il TEGA non ha indicato emissione di acqua dal suolo a bassa temperatura e questo significa un suolo arido, cosa inaspettata perché ci si supponeva che i sali di perclorato si unissero a 6-8 molecole di acqua. Nel giorno marziano (sol) 20 sono stati prelevati campioni brillanti di 1,5-2 cm che sono spariti nel sol 24 senza lasciare residuo, cosa attesa per i campioni di ghiaccio. Nei due mesi successivi il materiale degli scavi è sublimato per parecchi mm. Dopo che diversi tentativi di raccogliere e inviare al TEGA campioni con ghiaccio, sono risultati infruttuosi, è stato raccolto materiale più in profondità e TEGA ha rivelato emissione di acqua aumentando la temperatura da -20 e +35 °C. Si è valutato che il campione contenesse il 2% di acqua e quindi lo strato sublimato non rappresentava la concentrazione del terreno ghiacciato. Il contenuto di vapore nell’atmosfera è stato misurato con il TECP e la sua pressione parziale è stata vicino a 2 Pa. Le dinamiche orbitali di Marte e le variazioni di obliquità influenzano molto il clima di Marte ed offrono la possibilità di avere avuto condizioni di acqua liquida in un recente passato. I modelli predicono un ambiente con acqua liquida quando la temperatura estiva supera gli 0°C. La pressione nel punto di discesa del Phoenix è sempre più alta del punto triplo e parecchi elementi fanno pensare alla presenza di film di acqua liquida nel recente passato con la formazione di carbonato di calcio identificato dal TEGA. La prova della periodica presenza di acqua liquida in un ambiente alcalino con vari sali e presenza di perclorati che forniscono energia, indicano che la zona abbia soddisfatto ai criteri di abitabilità durante i cicli favorevoli di Milankovich.

Science, 12 Mar 2010, Vol. 327, pg. 1338 – Frank Sohl – La struttura interna e la composizione dei corpi del sistema solare sono conoscenze chiave per comprendere origine ed evoluzione. Titano, la più grande luna di Saturno, e le lune di Giove, Ganimede e Callisto, sono simili in dimensioni, densità media e tipo di rocce da cui si sono formate. Titano si distingue per la sua densa atmosfera di azoto e metano che impedisce la diretta osservazione della superficie. Prima dell’arrivo della sonda Cassini-Huyghens nel 2004, per studiare il sistema Saturno, si sapeva poco dell’interno di Titano, della sua origine ed evoluzione. La missione Cassini-Huyghens ha rivelato molte caratteristiche dell’ambiente di Titano, la presenza di metano ed etano liquidi che formano dei laghi e la presenza di materiale organico nell’alta atmosfera. Diversi criovulcani sulla superficie sono da attribuirsi alla sua attuale attività interna. Titano, come molti altri satelliti sono in rotazione sincrona e soggetti a forze mareali da parte del pianeta principale. Il campo gravitazionale non sferico è un indice di non completa separazione interna fra nucleo di roccia e rocce di ghiaccio durante la formazione del pianeta che non è diventato sufficientemente caldo per favorirla. Le anomalie della gravità fanno pensare all’esistenza di un oceano di acqua e ammoniaca fra lo strato più esterno ghiacciato e un mantello di ghiaccio d’acqua ad alta pressione.

Science, 30 July 2010, Vol. 329, pg. 508 – Sam Kean – Il 18 luglio 2009, il rover Opportunity, percorrendo un cratere su Marte, scoprì una roccia irregolare colorata delle dimensioni di un’anguria che sembrava un meteorite. Era fra gli obiettivi della NASA e Opportunity si doveva fermare. Poiché Marte si trova a milioni di chilometri dalla Terra e i due pianeti non ruotano in sincronismo, i controllori a terra videro l’oggetto solo quando il rover aveva percorso altri 200 m. Per ritrovare l’oggetto furono necessari altri tre giorni. Questi ritardi sono uno dei difetti dell’attuale tecnologia dell’esplorazione spaziale. In realtà i robot sono abbastanza stupidi. Ora gli scienziati vogliono sviluppare robot intelligenti che sanno evitare i pericoli e scoprire da soli gli oggetti interessanti. Centinaia di scienziati della NASA e delle università stanno lavorando per migliorare i robot esploratori. Il laboratorio della NASA è lo Jet Propulsion Laboratory (JPL) di Pasadena, in California, che ha dozzine di persone e 4 milioni di US$ di finanziamenti, meno che in passato. Certo uno scienziato sa condurre meglio gli esperimenti sul posto, ma è troppo costoso e, rendendo i robot più intelligenti, si potrà ridurre il divario fra esplorazione umana e robotica. Aumentare l’IQ dei robot è essenziale per esplorare alcuni luoghi del sistema solare anche con ambienti ostili. Venere, ad esempio, ha sulla superficie una temperatura di 450 °C e una pressione paragonabile a quella di un chilometro sotto la superficie del mare e i computer andrebbero in avaria entro 5 ore. Un lander dovrebbe essere in grado di raccogliere campioni del suolo senza aiuto umano. Le missioni di rendezvous su comete, asteroidi e satelliti distanti, saranno avvantaggiarti con robot autonomi. Su Titano, satellite di Saturno, le istruzioni trasmesse con le onde radio richiedono 90 minuti, mentre le decisioni vanno prese in tempo reale. L’intelligenza renderà i robot più efficienti nel gestire l’energia, la memoria, le comunicazioni e le esigenze di riscaldamento e raffreddamento. Opportunity e il compagno Spirit hanno percorso 28 chilometri in sei anni perché dipendevano dal supporto umano per distinguere i luoghi pericolosi, sabbie e pendenze ripide. Un robot intelligente deve saper girare intorno agli ostacoli da solo e potrebbe percorrere una distanza 10 volte maggiore ogni giorno. A dicembre e gennaio scorso, la NASA ha fatto la prima prova per rendere autonomo il rover caricando quattro programmi software su Opportunity. Con i nuovi software, gli scienziati dello JPL hanno fornito delle singole proprietà o combinazioni di proprietà per la scelta delle rocce da osservare, ad esempio le più grandi e le più scure, e il rover si ferma presso di esse. I sistemi basati a Terra hanno già dimostrato una significativa indipendenza lavorando con gli Earthing Observing Sensorweb, un gruppo di una mezza dozzina di satelliti della NASA che fanno il monitoraggio dell’atmosfera terrestre e distinguono inondazioni o emissioni vulcaniche dallo spazio. Essi forniscono i dati ai computer di terra che diriggono satelliti a più alta definizione, per mettere a fuoco gli eventi scoperti senza intervento umano. Si spera di applicare questa procedura anche su altri pianeti. Gli strumenti possono, tuttavia, focalizzare una lista limitata di eventi predefiniti. Per risolvere problemi di filtraggio dati e interpretazioni, i ricercatori devono suscitare nei robot l’interesse per ciò che non è usuale. Se non si conosce l’ambiente, si devono scegliere oggetti insoliti. L’’Università di Chicago ha sviluppato un dispositivo per trovare nuove caratteristiche in un paesaggio. Si confronta una foto del panorama con altre in memoria. Il computer comprime poi l’immagine e, se rimane simile alle precedenti, decide che non contiene nuove informazioni. Alcuni scienziati affermano che una migliore programmazione da sola non potrà trasformare i robot in esploratori indipendenti; non sempre si può avere una regola su come procedere. Si pensa a robot che sperimentano un’architettura a reti neurali per raccogliere dati d’ingresso, processare le informazioni e produrre dati di uscita e, come gli uomini, creare le proprie regole per l’esplorazione. I computer possono riconoscere un’intera immagine immagazzinata nella loro memoria, analizzando un solo frammento e molti robot hanno macchine fotografiche con lenti multiple con cui scattano foto su scale diverse e hanno la capacità di classificare dei frammenti come familiari e di selezionare quali particolari scegliere o trascurare. Obiettivo più ambizioso è di fornire ai robot la libertà di cambiare la loro architettura logica, riscrivendo il loro cervello. Un robot può rendere una regola più complicata o più semplice, aggiungendo o togliendo dei passi o combinando due regole per derivarne un’altra come una prole (offspring). Se la nuova regola è efficace, si aggiunge al repertorio della soluzione dei problemi. Per ultimo si può instillare nei robot qualcosa come la curiosità. Robot intelligenti e curiosi non devono lavorare da soli. S’immagina uno schema di robot e satelliti con palloni e plotoni di rover. Un satellite intelligente può dirigerli e sondare certe aree. Il satellite dovrebbe decidere su quali siti concentrarsi e come disporre le altre unità; deve anche stabilire il rischio di inviare un rover in luoghi pericolosi e quando finire la raccolta di dati. Potrebbe anche abbandonare un sito dichiarando che non c’è nulla d’interessante. Si può immaginare anche un lavoro di team: un esploratore umano e un assistente robot a rapido apprendimento. Il presidente Obama ha fissato l’obiettivo di inviare uomini su un asteroide nel decennio 2020 e su Marte nel decennio 2030 e, in questo caso si può sperimentare questa collaborazione. Uomini che fanno i piani e organizzano e robot che fanno gli importanti lavori tecnici di routine. Una maggiore capacità cerebrale per un grande problema.

Science, 1 Oct 2010, Vol. 330, pg. 26 – Richard A. Kerr – Le formazioni vermiformi trovate in un meteorite scagliato da Marte, ha dato vigore alla ricerca di vita extraterrestre della NASA nel decennio 1990. In seguito, le forme umane osservate e quasi tutte le altre prove di vita conclamate dal meteorite marziano, hanno perso forza. In tempi recenti, sono stati sostituiti da un insieme di scoperte incoraggianti su Marte, incluso il ghiaccio diffuso sotto le zone polari, minerali di ogni genere prodotti dall’acqua e un terreno favorevole alla coltivazione degli asparagi. Scienziati planetari e astrobiologi dicono che Marte ha soddisfatto tutte le condizioni per sostenere la vita. La comunità scientifica, al momento di stabilire la lista delle priorità nelle missioni del prossimo decennio, si è divisa sulle fasi successive per la ricerca della vita su Marte. Molti ricercatori si accontentano di accettare la direttiva della NASA di “seguire l’acqua” per cercare gli ambienti abitabili, o una volta abitabili, e di “seguire il carbone” nel senso di cercare le tracce chimiche dell’antica vita. Altri, fra cui l’astrobiologo Carol Stoker della NASA Ames Research Center, non sono così pazienti e cercano una rivelazione diretta della vita, vivente, dormiente o da poco cessata, come priorità assoluta. La ricerca per la vita su Marte, aveva avuto inizio, alla fine del decennio 1970, con gli esperimenti di rivelazione dei lander Viking 1 e Viking 2 che fallirono nel cercare chiari segni di creature viventi o di resti organici senza vita. Marte sembrò un pianeta morto da lunghissimo tempo, arido in un ambiente incredibilmente gelido. Tuttavia, non passò molto tempo che le osservazioni dall’orbita dei Viking mostrarono che l’acqua era sgorgata dalla superficie di Marte formando laghi ed anche un oceano settentrionale nel periodo in cui la vita si era sviluppata sulla Terra. Gli spettri rivelati dagli orbiters nell’ultimo decennio, dimostrano che l’acqua liquida è rimasta sulla superficie abbastanza a lungo da corrodere le rocce e alterare i minerali in condizioni favorevoli alla vita. Il rover Spirit ha trovato su Marte antichi minerali prodotti da acque calde come nelle sorgenti di Yellowstone popolate da organismi viventi. In tempi recenti, la strumentazione orbitante ha trovato ghiaccio sotto la superficie del suolo, spessori di centimetri nelle regioni polari e di metri in un ghiacciaio immobile a latitudini intermedie. Quest’acqua non è stata sempre ghiacciata, le oscillazioni dell’asse di Marte, nel corso del tempo, hanno scaldato parte del pianeta creando cicli climatici che hanno reso Marte un posto più interessante di quanto si pensi. In alcune gole di fresca formazione è sgorgata acqua liquida in tempi geologici vicini. Cercando tracce biologiche, la NASA ha inviato il lander Phoenix nella regione artica marziana, in un posto attualmente non favorevole alla vita, ma nei passati 10 milioni di anni, nei periodi caldi, la vita poteva resistere e perfino prosperare. Stoker e 12 co-autori hanno pubblicato un’analisi sulla potenziale abitabilità del sito Phoenix e dei fattori favorevoli. La scoperta di Phoenix dei carbonati richiede acqua liquida per produrli, l’alta concentrazione di sali perclorati permette la formazione di acqua salata che può rimanere liquida anche alle attuali temperature. Anche senza quest’acqua salata, nei periodi climatici favorevoli del recente passato, l’acqua liquida sarebbe stata presente. I perclorati possono servire come fonte di energia per microbi adattati a queste sostanze. Indicazioni più allettanti su una vita presente si sono avute nel 2003, quando si è rivelata la presenza di metano nell’atmosfera di Marte, prima dalle osservazioni spettroscopiche del Mars Express e poi da quelle dei telescopi dalla Terra. Una reazione delle rocce con l’acqua, detta serpentinizzazione ne può essere l’origine, senza ricorrere alla vita, ma un’altra sorgente possono essere i microbi che lo generano. Un altro indizio incoraggiante è venuto dai laboratori che hanno analizzato la prova del Viking sui composti organici di Marte. Nella prova, il suolo di Marte era riscaldato a 500 °C e se ne analizzavano i gas. Il Viking trovò solo anidride carbonica e due composti clorinati del metano che furono ritenuti contaminazioni portate dalla Terra, anche se la cosa non si ripeté durante un’altra prova fatta senza suolo marziano, quando il Viking era nello spazio. Ripetendo l’esperimento del Viking in laboratori del team di Navarro-Gonzales, fra cui Christopher McKay della ARC, usando terra simile a quella di Marte, presa dal deserto di Atacama, nel Cile, e aggiungendo del perclorato, fu riprodotto il risultato del Viking: nessuna traccia organica volatile, solo CO2 e gli stessi due composti di metano clorinato. La spiegazione più semplice è che vi fosse perclorato e materia organica nel campione del Viking e, riscaldato, il perclorato avrebbe ossidato la maggior parte della materia organica e clorinato una piccola parte di questa. Gli astrobiologi sono impazienti. Stoker dice che sappiamo abbastanza da affrontare la fase successiva del “seguire l’acqua” e cercare di rivelare direttamente la vita presente o dormiente attuale. Con i metodi moderni la probabilità di rivelare la presenza di vita è alta. Il metodo migliore, secondo McKay, è di inviare su Marte sensori biochimici capaci di rivelare direttamente complesse biomolecole come il DNA dagli organismi viventi o dormienti. Gli astrobiologi della NASA sono orientati più alla vita passata e, nel 2011 la NASA lancerà il Mars Science Laboratory, detto Curiosity, per seguire la presenza di carbonio nelle zone di bassa latitudine. In uno sforzo comune con l’ESA nel 2016, si invierà il Trace Gas Orbiter alla ricerca del metano. Nel 2018 la NASA sta considerando un rover per raccogliere campioni da riportare alla fine a Terra. La maggioranza degli astrobiologi dice che la vita passata è più facile da trovare di quella presente e si tratta di decidere le misure necessarie per rivelarla. Una difficoltà sarà di eliminare ogni possibile contaminazione dalla Terra. Il National Research Council sta valutando le probabilità di successo di due metodologie in base ai finanziamenti disponibili e prepara la prima bozza del Planetary Science Decadal Survey con la lista delle missioni prioritarie dal 2013 al 2022. Si tratta di vedere se le missioni su Marte continueranno.

Science, 19 Nov 2010, Vol. 330, pg. 1028 – Andrew Lawler and Yudhijit Bhattacharjee – L’ultima notizia della scorsa settimana sullo James Webb Space Telescope (JWST) è che l’aumento dei costi del progetto ha raggiunto 1,7 miliardi di US$, portando il totale a 6,8 miliardi. La NASA e la comunità astronomica degli Stati Uniti si troveranno ora a differire il lancio del telescopio di 3 anni fino al 2017. I Repubblicani avevano promesso di ridurre le spese del governo. Avuta la maggioranza alla Camera dei Rappresentanti, Congresso e Casa Bianca non hanno ancora deciso cosa fare sul programma dei voli umani nello spazio, una volta che lo space shuttle sia stato ritirato il prossimo anno. In autunno, il National Research Council aveva presentato un piano ambizioso per l’astronomia che diventerebbe un sogno con i problemi fiscali di JWST. L’aumento di costo è 700 milioni più di quanto spende la NASA ogni anno in tutti i progetti astronomici. A rischio è il progetto di massima priorità del Wide-Field Infra-Red Survey Telescope (WFIRST) che ha lo scopo di studiare l’energia oscura e gli exoplanets e il survey delle galassie. JWST è stato concepito nel decennio 1990 come successore dello Hubble Space Telescope e prevede uno specchio di 6,5 m di diametro in una posizione di equilibrio gravitazionale a 1,5 milioni di Km dalla Terra. Si potranno vedere le più antiche stelle e galassie e ci fornirà la prima immagine dell’alba cosmica. Nel 2001 il suo costo stimato era un miliardo. Nel 2008 la NASA affermò che il costo del progetto era di 5,1 miliardi e il lancio nel 2014. Quest’estate, dopo una nuova richiesta di fondi della NASA, la senatrice Barbara Mikulski che controlla il budget NASA, ha richiesto un controllo indipendente. Il controllo trovò che, anche per uno scenario più ottimistico, la NASA non sarebbe stata in grado di lanciare il telescopio fino a settembre del 2015 e questo termine avrebbe richiesto altri 200 milioni per il progetto in ambedue gli anni 2011 e 2012. Il totale raggiungeva così una cifra fra 6,2 e 6,8 Milioni di US$. La NASA non fu capace di identificare gli errori del budget, non aveva le persone per un controllo incrociato e per le analisi richieste a conferma del budget. Per evitare altre sorprese, ha deciso una serie di modifiche al management con un nuovo ufficio del programma. La NASA aveva ormai speso 3 miliardi sul telescopio e il progetto non poteva essere più cancellato. Non si sapeva però come trovare i 200 milioni per il 2011. Bisognava rivedere gli altri progetti e pensare di tagliare altri programmi. Un’opzione era di unificare WFIRST e l’osservatorio dell’energia oscura, detto Euclid dell’ESA e Roger Bonnet, ora direttore, a Berna, dell’International Space Science Institute afferma che una cooperazione fra NASA ed ESA sarebbe stata opportuna. Tuttavia, gli Stati Uniti sono stati leader nell’energia oscura e gli exoplanets e non possono interrompere questo vantaggio. JWST ha una solida base tecnica e tutti confidano che sarà lanciato nello spazio. Anche Hubble ha avuto simili sovra costi ed è diventato un cavallo di battaglia per gli astronomi.