È improbabile che gli astronauti in una prossima missione con equipaggio sul pianeta rosso trovino piccoli omini verdi, ma ci sono prove convincenti che suggeriscono che potrebbero trovare altre forme di vita. Se su Marte esistono organismi viventi, prevenire la contaminazione incrociata dei microbi è fondamentale per la salute di entrambe le biosfere.
“L’invio di una missione umana su Marte e il ritorno dell’equipaggio sano e salvo sulla Terra è ora un obiettivo nazionale degli Stati Uniti e potrebbe verificarsi già nel 2035”, ha affermato Joel S. Levine, professore di scienze applicate di William & Mary.
“Stiamo offrendo agli studenti universitari di W&M la rara opportunità di svolgere ricerche per la NASA per le loro tesi di laurea. Questi studenti stanno lavorando attivamente su progetti della NASA e alcuni di loro si trasferiscono nel programma spaziale”.
Joel S. Levine
L’anno scorso, Levine ha fatto parte di un gruppo internazionale di 39 scienziati per determinare metodi efficaci di protezione planetaria per l’imminente missione su Marte. Inoltre, tre studenti universitari di W&M hanno svolto ricerche in un seminario pluriennale sulla polvere atmosferica della NASA che ha fornito informazioni chiave al panel per il suo studio recentemente pubblicato.
“Stiamo offrendo agli studenti universitari di W&M una rara opportunità di svolgere ricerche per la NASA per le loro tesi di laurea”, ha affermato Levine. “Questi studenti stanno lavorando attivamente su progetti della NASA e alcuni di loro si trasferiscono nel programma spaziale”.
Levine si è ritirato dalla sua posizione di ricercatore senior e scienziato del programma per il programma Mars Scout della NASA nel 2011, ma continua a partecipare alla ricerca della NASA mentre insegna nel dipartimento di scienze applicate di W&M.
Il 10 aprile, Levine è stato premiato alla Celebrazione del Libro di W&M per i suoi due recenti lavori sull’impatto della polvere atmosferica sull’esplorazione umana rispettivamente di Marte e della Luna.
Perché studiare Marte?
La possibilità di trovare segni di vita, passata o presente, su un altro pianeta cattura da tempo l’immaginazione umana. Levine ha spiegato che per almeno 2 miliardi di anni Marte è stato simile alla Terra. Aveva condizioni favorevoli alla vita: un’atmosfera molto densa, fiumi fluenti e un oceano che copriva gran parte dell’emisfero settentrionale ed era profondo cinque miglia.
Nell’ambito della missione Viking della NASA su Marte nel 1976, furono condotti tre esperimenti per cercare la vita. Due degli esperimenti hanno prodotto una risposta negativa, il che significa che non è stata rilevata alcuna vita, ma uno ha prodotto un risultato fortemente positivo, indicando la presenza di vita.
I ricercatori erano alle prese con cosa dire al pubblico. Date le letture contrastanti, decisero di riferire che la vita non era stata rilevata.
Le missioni successive, tuttavia, hanno fornito maggiori informazioni sulla superficie chimicamente attiva del pianeta rosso. Si scopre che il perossido di idrogeno nella bassa atmosfera di Marte reagisce con la superficie per creare una patina che probabilmente ha interferito con le misurazioni Viking che hanno restituito risultati negativi.
“Ciò non significa che ci sia sicuramente vita su Marte”, ha detto Levine. “Significa che ora possiamo spiegare perché non l’abbiamo rilevato.”
Se la prossima missione troverà segni di vita su Marte, darà ai biologi l’opportunità di studiare la vita che si è formata e si è evoluta indipendentemente dalla vita sulla Terra, aprendo nuovi mondi nel campo.
L’altro motivo principale per studiare Marte è il massiccio cambiamento del suo clima.
“Su Marte è successo qualcosa che ha cambiato l’intero clima”, ha detto Levine. “Ha causato la perdita della maggior parte dell’atmosfera e la scomparsa di tutta l’acqua liquida”.
Due delle ipotesi principali riguardano processi naturali che hanno reso l’atmosfera suscettibile al vento solare o a un evento catastrofico. I ricercatori vorrebbero raccogliere ulteriori prove per determinare se la causa è qualcosa che potrebbe influenzare la Terra in futuro.
I gas intrappolati nelle bolle all’interno delle calotte polari marziane possono fornire prove dei cambiamenti nella composizione atmosferica nel tempo. Levine ha affermato che la tecnologia robotica non è all’altezza del compito di perforare, estrarre e immagazzinare carote di ghiaccio a scopo di studio, né è in grado di adottare diversi metodi di ricerca di fossili e altri segni di vita. Ha spiegato che per svolgere adeguatamente questi compiti è necessaria la presenza umana. Pertanto, la NASA si sta preparando a lanciare la missione con equipaggio su Marte.
Evitare il ceppo di Andromeda
L’invio di esseri umani su Marte aggiunge complicazioni. Una delle questioni più urgenti è la necessità di prevenire la contaminazione incrociata di microrganismi tra i due pianeti. Se la vita esiste su Marte, gli organismi provenienti dalla Terra potrebbero influenzarla, alterarla o danneggiarla. I microbi marziani, a loro volta, potrebbero devastare la Terra.
La polvere atmosferica ha il potenziale di contribuire sia alla contaminazione diretta, il trasporto di microrganismi dalla Terra su Marte, sia alla contaminazione all’indietro, il trasferimento di microbi da Marte alla Terra.
Levine ha utilizzato un esempio dalla Terra per illustrare questo punto. Ha spiegato che la polvere del deserto del Sahara può viaggiare per migliaia di chilometri e trasportare microrganismi viventi che diventano vitali e si moltiplicano quando si stabiliscono in nuovi siti.
Le tempeste di polvere sono estremamente comuni su Marte, a volte raggiungono un livello globale e hanno il potenziale per contribuire in modo significativo alla contaminazione microbica.
Levine ha spiegato che la sterilizzazione delle apparecchiature robotiche è abbastanza semplice e può essere eseguita con calore estremo e luce ultravioletta. Gli esseri umani, tuttavia, trasportano microrganismi ovunque vadano sotto forma di microbioma, che è essenziale per la sopravvivenza umana. Le quarantene sono una misura aggiuntiva che può essere efficace per le missioni con equipaggio e i team di ricerca stanno lavorando attivamente per trovare altre soluzioni.
Studenti della NASA
Gli studenti universitari Jason D. Nykorczuk ’18, Bjorn Shockey ’23 e Maximilian S. Weinhold ’21 hanno partecipato al workshop pluriennale della NASA studiando l’impatto della polvere atmosferica sulla superficie di Marte. Una giornata tipica della loro ricerca prevedeva la partecipazione alle riunioni della NASA, l’interazione con gli scienziati e la raccolta e il riepilogo delle informazioni.
Nykorczuk attualmente lavora come analista geospaziale, ma mantiene il suo interesse per il pianeta rosso.
“Dott. Levine porta una passione contagiosa nello studio dello spazio, in particolare di Marte”, ha affermato Nykorczuk. “È notevole quante persone ho incontrato – sia a conferenze professionali mentre frequentavo William & Mary, sia a livello professionale attraverso il mio lavoro con la NASA e la FEMA – che conoscono il dottor Levine e hanno storie meravigliose da raccontare sulla sua tenacia nel lavorare verso un missione umana su Marte”.
Shockey, nel frattempo, è passato dallo studio delle complicazioni legate alla polvere su Marte al potenziale impatto umano sulla Luna durante le prossime missioni lunari a lungo termine nell’ambito del nuovo programma Artemis della NASA. Per la sua tesi di laurea alla W&M, ha ricevuto uno stipendio di ricerca di 10.000 dollari dalla NASA attraverso il Virginia Space Grant Consortium.
“È molto raro che la NASA conceda una borsa di studio a uno studente universitario”, ha affermato Levine, “specialmente quando si tratta di una tesi di laurea o di un requisito per la laurea”.
Shockey ha spiegato che il suo progetto è nato dalla “preoccupazione per la sicurezza degli astronauti a causa della prevalenza di polvere spaziale e del potenziale danno irreversibile all’atmosfera lunare causato dalla presenza umana”.
È stato accettato per un programma di dottorato in Biologia fisica e sintetica dei sistemi presso la Rice University e inizierà nell’autunno del 2024. La Rice University si trova nelle immediate vicinanze del Lyndon B. Johnson Space Center della NASA, sede delle missioni spaziali umane della NASA.
“Anche se i miei studi personali sono passati, sarò ancora fortemente coinvolto nella ricerca applicabile allo spazio a Houston presso il Johnson Space Center e, ovviamente, rimarrò in buon contatto con il dottor Levine”, ha affermato Shockey. “È stato un mentore fantastico e ha motivato il mio perseguimento dell’istruzione superiore e il continuo interesse per la scienza planetaria e l’esplorazione spaziale.”
Laura Boschetto, Scrittore di ricerche
