Con Tianwen-3 la Cina punta a portare sulla Terra campioni di Marte nel 2031: la NASA è indietro

Durante la quarta edizione dell’International Deep Space Exploration Conference (conosciuta come Tiandu Forum), la conferenza internazionale sull'esplorazione dello spazio profondo che si è tenuta a inizio settembre a Hefei, il capo scienziato della missione Tianwen-3, Hou Zengqian, ha confermato che il lancio della missione resta fissato per il 2028, con l'obiettivo di riportare sulla Terra i primi campioni di suolo marziano della storia entro il 2031.

Tianwen-3 è la terza missione del programma di esplorazione interplanetaria cinese, dopo Tianwen-1 (la prima missione interplanetaria cinese sempre verso Marte) e Tianwen-2 (attualmente in viaggio verso l'asteroide Kamoʻoalewa). Sviluppata dalla China National Space Administration (CNSA), l'agenzia spaziale cinese, ha l'obiettivo di riportare sulla Terra campioni di terreno prelevati direttamente dalla superficie di Marte con lo scopo scientifico primario della ricerca di tracce di vita passata o presente, sia forme simili a quelle terrestri, sia possibili forme di vita sconosciute e legate all'evoluzione particolare che potrebbe essere avvenuta su Marte.

Il Tiandu Forum è diventato negli ultimi anni il principale evento internazionale con cui la Cina mostra i progressi del proprio programma spaziale annunciando missioni e nuove collaborazioni scientifiche con altri Paesi. Se Tianwen-3 rispettasse i tempi, la Cina batterebbe sul tempo gli Stati Uniti in un'impresa mai riuscita a nessuno finora, aggiudicandosi un primato scientifico e simbolico enorme, cioè quello di riportare campioni di suolo da un altro pianeta del Sistema Solare. Il Congresso degli Stati Uniti ha di fatto azzerato i fondi per Mars Sample Return, il programma della NASA che avrebbe dovuto riportare sulla Terra i campioni già raccolti dal rover Perseverance, a causa dei costi lievitati fino a un valore stimato di circa 11 miliardi di dollari.

La prima missione della storia: lancio nel 2028 e rientro nel 2031

Tianwen-3 (in cinese ha il significato letterale di domande al cielo, che è il nome dato a tutte le missioni interplanetarie cinesi) ha l’ambizione di diventare la prima missione della storia a riportare sulla Terra campioni prelevati direttamente dalla superficie di Marte. Per farlo l’agenzia spaziale cinese userà due razzi Long March 5, lanciati separatamente dalla base di lancio di Wenchang, sull'isola di Hainan nel sud della Cina, sfruttando la finestra di lancio verso Marte che si aprirà tra dicembre 2028 e gennaio 2029. Per inviare missioni su Marte le finestre utili si aprono solo ogni 26 mesi, quando l'allineamento orbitale tra Terra e Marte rende il viaggio energeticamente sostenibile.

La missione è composta da cinque elementi distinti: un lander che scenderà sulla superficie, un veicolo di ascesa per il decollo da Marte, un modulo di servizio, un orbiter e una capsula per il rientro sulla Terra. Il primo razzo porterà verso Marte il lander e il veicolo di ascesa già accoppiati, mentre il secondo lancerà separatamente l'insieme orbiter più capsula di rientro, che resteranno in orbita marziana ad attendere l'appuntamento con i campioni.

Una volta atterrato il lander raccoglierà circa 500 grammi di suolo e rocce marziane. Il veicolo di ascesa decollerà quindi da Marte portando la capsula contenente i campioni in orbita marziana. Sarà il primo lancio orbitale dalla superficie di un altro pianeta mai tentato prima da parte di un’agenzia spaziale. Qui avverrà una delicata fase di rendez-vous, ovvero la parte di avvicinamento e attracco tra due navicelle nello spazio, durante la quale i campioni verranno trasferiti nella capsula di rientro per il viaggio di ritorno, con arrivo sulla Terra previsto nel 2031.

Tianwen-3 è la terza missione interplanetaria cinese che erediterà i dati raccolti dall’orbiter di Tianwen-1, la prima missione interplanetaria cinese, lanciata nel 2020 e che portò sulla superficie anche il rover Zhurong. Quest'ultimo dopo aver percorso quasi 2 chilometri in un anno di attività scientifica è entrato in ibernazione per l'inverno marziano nel maggio 2022 e da allora non ha più dato segni di vita, probabilmente a causa dell'accumulo di polvere sui pannelli solari che ha impedito la ricarica delle batterie.

Invece la missione Tianwen-2, lanciata nel maggio 2025, è tuttora in fase di avvicinamento verso l'asteroide Kamoʻoalewa, da cui riporterà un campione sulla Terra entro la fine del 2027. Questa missione è un vero test tecnologico per le procedure di raccolta e rientro che Tianwen-3 dovrà applicare su scala ben più complessa.

Il problema di non contaminare i campioni marziani con organismi terrestri

Individuare il punto giusto in cui atterrare è uno dei punti centrali della missione per massimizzare la probabilità di trovare campioni contenenti tracce di vita. Il team scientifico ha già selezionato otto siti candidati sulla base di criteri come l'età geologica del terreno, la presenza di tracce di antica attività dell'acqua, il grado di abitabilità e la capacità del sito di aver preservato eventuali biosignature (cioè tracce dirette o indirette di forme di vita) nel tempo. La scelta definitiva è attesa entro fine 2026, supportata grazie anche ai dati raccolti dall'orbiter di Tianwen-1.

Una volta a terra la raccolta avverrà con tre metodi complementari, rinunciando per la prima volta al classico rover usato nelle architetture di missione più tradizionali. Il lander userà infatti un braccio robotico per raccogliere del materiale superficiale e userà una trivella per perforare fino a circa 2 metri di profondità (dove i campioni sono meno esposti a radiazioni ed erosione). Infine verrà usato un piccolo drone elicottero (sul modello di Ingenuity della NASA) capace di allontanarsi fino a qualche centinaio di metri per recuperare rocce altrimenti irraggiungibili dal braccio meccanico e riportarle al lander prima del lancio.

Portare materiale marziano sulla Terra comporta però un ulteriore rischio, quello della contaminazione biologica in entrambe le direzioni (cioè contaminare i campioni marziani con organismi terrestri e liberare accidentalmente eventuali organismi marziani nella biosfera terrestre). Per questo la Cina sta costruendo un  laboratorio di protezione planetaria unico al mondo per isolare in sicurezza i campioni marziani una volta rientrati sulla Terra e anche per proteggere la biosfera terrestre da eventuali forme di vita sconosciute portate dalla sonda e che potrebbero contaminare la biosfera terrestre con scenari imprevedibili.

Lo stallo della NASA con la cancellazione di Mars Sample Return

L'ex responsabile dei programmi Mars della NASA Scott Hubbard ha parlato di un possibile "momento Sputnik" per gli Stati Uniti se la tabella di marcia cinese venisse rispettata. Gli Stati Uniti e la NASA si troverebbero superati proprio nel campo dell’esplorazione planetaria in cui erano stati finora leader indiscussi, in analogia con quanto successe nel 1957 quando in piena guerra fredda l'Unione Sovietica fu la prima nazione a mandare in orbita un satellite artificiale.

Allo stato attuale Tianwen-3 è l’unica missione attualmente attiva con l’obiettivo di riportare campioni di suolo marziano sulla Terra. Il programma Mars Sample Return della NASA, pensato per prelevare  i campioni già raccolti dal rover Perseverance a partire dal 2021 nel cratere Jezero, era arrivato a costare tra gli 8 e gli 11 miliardi di dollari, con un possibile ritorno dei campioni rimandato fino al 2040. A gennaio 2026 il Congresso ha approvato l'eliminazione dei finanziamenti per la missione Mars Sample Return della NASA, lasciando solo 110 milioni di dollari destinati a preservare alcune tecnologie senza prevedere di finanziare un vero recupero dei campioni.

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