Come gli astronauti si preparano ad esplorare nuovi mondi, Luna e Marte, da Lanzarote alle Lofoten

Quando pensiamo all'addestramento degli astronauti, probabilmente immaginiamo tute spaziali, simulazioni di assenza di gravità e duri allenamenti fisici. Prepararsi a una missione che preveda lo sbarco sulla Luna, o in futuro su Marte, significa però anche saper interagire con un territorio nuovo, che gli astronauti dovranno essere in grado di esplorare. Dovranno infatti orientarsi, osservare il paesaggio, riconoscere rocce e strutture geologiche interessanti e scegliere quali campioni raccogliere. Ma come ci si prepara a esplorare geologicamente un altro mondo senza poterci andare?

In realtà, alcuni dei luoghi migliori per farlo si trovano proprio sulla Terra e vengono chiamati analoghi terrestri (Terrestrial Analogues). Deserti, vulcani, crateri da impatto, canyon: sulla Terra esistono ambienti che presentano caratteristiche comparabili a quelle che osserviamo sulla Luna, su Marte e su altri corpi del Sistema Solare. Un ambiente terrestre può essere considerato analogo per le forme del paesaggio, per le rocce che lo compongono oppure perché conserva gli effetti di un determinato processo geologico. È studiando processi che possiamo osservare direttamente sulla Terra che riusciamo a formulare ipotesi su ciò che vediamo a milioni di chilometri di distanza.

Ed è per questo che alcuni di questi luoghi sono diventati anche vere e proprie palestre per gli astronauti. Uno dei programmi che utilizza questo tipo di addestramento è PANGAEA (Planetary ANalogue Geological and Astrobiological Exercise for Astronauts), sviluppato dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA). Dal 2016 il programma porta infatti astronauti dell’ESA, della NASA e cosmonauti dell’agenzia russa Roscosmos in diversi ambienti geologici europei per insegnare loro le basi della geologia e dell’astrobiologia planetaria.

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Di Filippo Bonaventura

Da Lanzarote alle isole Lofoten: l’addestramento sulla Terra

Uno dei luoghi scelti per l'addestramento degli astronauti è Lanzarote, isola vulcanica situata nelle Canarie. Qui colate laviche, coni vulcanici, crateri e depositi prodotti dalle eruzioni sono particolarmente facili da osservare grazie clima arido e la vegetazione limitata.

Il vulcanismo, infatti,  non è una caratteristica esclusiva della Terra. Sia sulla Luna sia su Marte troviamo enormi regioni modellate in passato dall'attività vulcanica. Un esempio particolarmente curioso sono i tubi di lava, cavità che possono formarsi quando la superficie di una colata si solidifica mentre al suo interno la lava continua a scorrere. Quando il flusso termina può rimanere un condotto vuoto. Strutture riconducibili a tubi lavici sono state individuate anche sulla Luna e su Marte.

Un'altra caratteristica fondamentale delle superfici extraterrestri sono i crateri da impatto. Sulla Terra sono relativamente rari e spesso modificati dall'erosione, mentre sulla Luna e su Marte rappresentano elementi molto più evidenti. Nel cratere di Ries, in Germania, gli astronauti possono osservare rocce, brecce e strutture prodotte dall'impatto di un asteroide avvenuto circa 15 milioni di anni fa.

Nel canyon di Bletterbach, nelle Dolomiti, sono gli strati sedimentari a essere utilizzati per imparare a leggere la storia di un ambiente. Qui gli astronauti possono osservare successioni formate in antichi ambienti fluviali e deltizi, insieme a minerali come il gesso, e confrontare i processi che le hanno originate con quelli riconosciuti su Marte. Ma le forme del paesaggio non sono l'unica caratteristica utile per riuscire a leggere il territorio marziano o lunare. Un altro aspetto importante riguarda la tipologia e la composizione delle rocce, le quali possono raccontarci molto sui processi che una roccia ha subito per diventare ciò che vediamo oggi. Uno degli esempi più curiosi si trova nelle isole Lofoten, in Norvegia. Tra montagne, fiordi e paesaggi modellati dai ghiacciai, a prima vista non sembrano affatto la superficie della Luna. Eppure proprio qui affiorano grandi masse di anortosite, una roccia che costituisce una componente importante della crosta degli altopiani lunari. L'erosione glaciale e la vegetazione limitata hanno lasciato queste rocce particolarmente esposte, permettendo di osservare molto bene strutture e rapporti tra diverse unità rocciose. Per questo le Lofoten sono uno dei siti utilizzati da PANGAEA per il training sulla geologia della crosta lunare.

Un analogo terrestre, quindi, non deve necessariamente assomigliare a un altro pianeta: deve contenere qualcosa che ci permetta di comprenderlo meglio.

Fare il geologo su un altro mondo, come funziona il training?

Durante una futura esplorazione della superficie lunare non basterà raggiungere una determinata posizione, raccogliere una roccia e riportarla sulla Terra. Il contesto geologico in cui viene trovato un campione è fondamentale per poterlo interpretare. In sostanza, devono sviluppare quello che potremmo chiamare un occhio geologico, ovvero imparare a guardare un paesaggio non soltanto per quello che è, ma per la storia che può raccontare. Nella fase più avanzata dell'addestramento, gli astronauti affrontano delle traversate geologiche. All'inizio sono accompagnati dagli istruttori, ma progressivamente diventano più autonomi fino a trovarsi davanti a un'area che non hanno mai visitato e che conoscono principalmente attraverso immagini satellitari e carte geologiche.

Hanno degli obiettivi scientifici, un percorso pianificato, un tempo limitato e possono raccogliere soltanto un certo numero di campioni. Durante la traversata descrivono ciò che osservano e comunicano con una squadra di scienziati che si trova a distanza, il cosiddetto science backroom. Fotografie, osservazioni e informazioni sui campioni permettono agli specialisti di seguire l'esplorazione e aiutare l'equipaggio nelle decisioni. Anche la capacità di descrivere bene ciò che si ha davanti diventa quindi parte dell'addestramento: se gli scienziati non possono vedere direttamente un affioramento, devono riuscire a comprenderlo attraverso le informazioni inviate dagli astronauti.

Trasformare astronauti in geologi: dall’Apollo ad Artemis

L'idea di trasformare gli astronauti anche in osservatori geologici non è nuova. Durante il programma Apollo della NASA, che si svolse tra il 1961 e il 1972, gli astronauti parteciparono a numerose campagne sul terreno e ricevettero centinaia di ore di preparazione geologica.

Oggi programmi come PANGAEA portano avanti lo stesso principio, adattandolo alle future missione sulla Luna e, un giorno, su Marte. Perché prepararsi all'esplorazione di altri corpi celesti, non significa soltanto imparare a vivere e lavorare dove atmosfera, gravità e condizioni ambientali sono completamente diverse dalle nostre, ma significa anche essere pronti a trovarsi davanti a un territorio mai visto prima e riuscire a leggerne la storia attraverso le sue forme e le sue rocce.

Ad oggi, il prossimo obiettivo concreto dell’esplorazione umana è la Luna. Con la missione Artemis IV, prevista per il 2028, la NASA punta a riportare astronauti sulla superficie lunare per la prima volta dai tempi delle missioni Apollo. Due membri dell’equipaggio trascorreranno circa una settimana in una delle regioni candidate nei pressi del Polo Sud lunare, dove svolgeranno attività di geologia sul campo, raccolta di campioni e osservazione dell’ambiente lunare.

Ed è per questo che, prima di mettere piede su un altro mondo, gli astronauti continuano ad allenarsi facendo una cosa che i geologi fanno da sempre: andare sul terreno, osservare e cercare di capire che cosa è successo.