La ricerca della vita della NASA: l’astrobiologia nel sistema solare e oltre

Attraverso lo studio dell'astrobiologia, la NASA investe nella comprensione delle origini, dell'evoluzione e dei limiti della vita sulla Terra

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Siamo soli nell’universo? Finora, l’unica vita che conosciamo è proprio qui sulla Terra. Ma la NASA sta cercando.

La NASA sta esplorando il sistema solare e oltre per aiutarci a rispondere a domande fondamentali sulla vita oltre il nostro pianeta natale. Dallo studio dell’abitabilità di Marte, alla ricerca di promettenti “mondi oceanici”, come Titano ed Europa, all’identificazione di pianeti delle dimensioni della Terra intorno a stelle lontane, le varie missioni scientifiche stanno collaborando con l’obiettivo di trovare segni inconfondibili di vita oltre la Terra (un campo della scienza chiamato  astrobiologia).

Attraverso lo studio dell’astrobiologia, la NASA investe nella comprensione delle origini, dell’evoluzione e dei limiti della vita sulla Terra. Questo lavoro è stato importante per dare forma alle idee su dove concentrare la ricerca della vita.

Mentre la NASA esplora il sistema solare, la nostra comprensione della vita sulla Terra e del potenziale per la vita su altri mondi è cambiata insieme alle numerose scoperte. Lo studio degli organismi in ambienti estremi sulla Terra, dall’altopiano polare dell’Antartide alle profondità dell’oceano, ha evidenziato che la vita come la conosciamo è altamente adattabile, ma non sempre facile da trovare.

La ricerca della vita richiede grande cura e si basa sulla conoscenza che acquisiamo studiando la vita sulla Terra attraverso la lente dell’astrobiologia. Se c’è qualcosa là fuori, potremmo non sapere ancora come riconoscerlo.

Immergiti nel passato, presente e futuro della ricerca della NASA per la vita nell’universo.



Missioni passate   

Viking 1 e 2  

Oltre 45 anni fa, il  progetto Viking ha  trovato un posto nella storia quando è diventata la prima missione statunitense a far atterrare in sicurezza una navicella spaziale sulla superficie di Marte.

Viking 1 e 2, ciascuno composto da un orbiter e un lander, sono stati il ​​primo tentativo della NASA di cercare la vita su un altro pianeta e quindi la prima missione dedicata all’astrobiologia.

Gli esperimenti di biologia della missione hanno rivelato un’attività chimica inaspettata nel suolo marziano, ma non hanno fornito prove chiare della presenza di microrganismi viventi vicino ai siti di atterraggio.

Galileo  

La  missione Galileo della NASA ha  orbitato attorno a Giove per quasi otto anni e ha effettuato passaggi ravvicinati di tutte le sue principali lune. Galileo ha restituito dati che continuano a plasmare la scienza dell’astrobiologia, in particolare la scoperta che la luna ghiacciata di Giove, Europa, ha un oceano sotto la superficie con più acqua della quantità totale di acqua liquida trovata sulla Terra.


Questi risultati hanno anche ampliato la ricerca di ambienti abitabili al di fuori della tradizionale “zona abitabile” di un sistema, la distanza da una stella alla quale l’acqua liquida può persistere sulla superficie di un pianeta.

Cassini  

Per più di un decennio, la   navicella spaziale Cassini ha condiviso le meraviglie di Saturno e della sua famiglia di lune ghiacciate, portandoci in mondi sorprendenti e ampliando la nostra comprensione dei tipi di mondi in cui potrebbe esistere la vita.

Per la prima volta, gli astrobiologi sono stati in grado di vedere attraverso la densa atmosfera di Titano e studiare la superficie della luna, dove hanno trovato laghi e mari pieni di idrocarburi liquidi.

Gli astrobiologi stanno studiando cosa potrebbero significare questi idrocarburi liquidi per il potenziale della vita su Titano. Cassini ha anche assistito all’eruzione di pennacchi di ghiaccio dalla piccola luna di Saturno Encelado.

Durante il volo attraverso i pennacchi, la navicella ha trovato prove di acqua salata e sostanze chimiche organiche. Ciò ha sollevato il sospetto che  sotto la superficie di Encelado possano esistere ambienti abitabili.

Spirit and Opportunity Mars Exploration Rovers  

Mars Exploration Rovers gemelli della NASA , Spirit e Opportunity, sono stati lanciati verso Marte nel 2003 alla ricerca di risposte sulla storia dell’acqua su Marte. Originariamente una missione primaria di tre mesi, entrambi gli esploratori robotici hanno superato di gran lunga le loro missioni originali e hanno trascorso anni a raccogliere dati sulla superficie di Marte.

Spirit e Opportunity sono state la prima missione a dimostrare che l’acqua liquida, un ingrediente chiave per la vita, un tempo scorreva sulla superficie di Marte. Le loro scoperte hanno plasmato la nostra comprensione della geologia di Marte e degli ambienti passati e, soprattutto, hanno suggerito che gli antichi ambienti di Marte potrebbero essere stati adatti alla vita.

Keplero e K2  

La prima missione di ricerca degli pianeti della NASA, il  Kepler Space Telescope, ha aperto la strada alla nostra ricerca della vita nel sistema solare e oltre. Una parte importante del lavoro di Keplero è stata l’identificazione di pianeti delle dimensioni della Terra attorno a stelle lontane.

Dopo nove anni nello spazio profondo, raccogliendo dati che indicano che il nostro cielo è pieno di miliardi di pianeti il telescopio spaziale si è ritirato nel 2018. Keplero ha lasciato in eredità oltre 2.600 scoperte di esopianeti, molti dei quali potrebbero essere luoghi promettenti per la vita.

Spitzer  

Durante i suoi sedici anni nello spazio, lo  Spitzer Space Telescope si è  evoluto in uno strumento di prim’ordine per studiare gli esopianeti, utilizzando la sua visione a infrarossi dell’universo.

Spitzer ha segnato una nuova era nella scienza planetaria come uno dei primi telescopi a rilevare direttamente la luce dalle atmosfere dei pianeti al di fuori del sistema solare, o esopianeti. Ciò ha permesso agli scienziati di studiare la composizione di quelle atmosfere e persino di conoscere il clima su questi mondi lontani.

Gli strumenti a infrarossi di Spitzer hanno permesso agli scienziati di scrutare nelle regioni cosmiche nascoste ai telescopi ottici, inclusi i polverosi vivai stellari, i centri delle galassie e i sistemi planetari di nuova formazione.

Gli occhi a infrarossi di Spitzer hanno anche permesso agli astronomi di vedere oggetti più freddi nello spazio, come stelle fallite (nane brune), pianeti extrasolari, nuvole molecolari giganti e molecole organiche che potrebbero contenere il segreto della vita su altri pianeti.

Missioni attuali  

Hubble  

Da quando è stato lanciato nel 1990, il  telescopio spaziale Hubble ha dato immensi contributi all’astrobiologia. Gli astronomi hanno utilizzato Hubble per effettuare le prime misurazioni della composizione atmosferica dei pianeti extrasolari e Hubble sta ora caratterizzando vigorosamente le atmosfere degli esopianeti con costituenti come sodio, idrogeno e vapore acqueo.

Le osservazioni di Hubble stanno anche fornendo indizi su come si formano i pianeti, attraverso studi su dischi di polvere e detriti attorno a giovani stelle.

Non tutti i contributi di Hubble riguardano obiettivi lontani. Hubble è stato anche utilizzato per studiare corpi all’interno del sistema solare, inclusi asteroidi, comete, pianeti e lune, come le intriganti lune ghiacciate oceaniche Europa e Ganimede.

Hubble ha fornito informazioni preziose sul potenziale della vita nel sistema solare e oltre.

Maven

La missione  Mars Atmosphere and Volatile Evolution  (MAVEN) della NASA è stata lanciata nel novembre 2013 e ha iniziato a orbitare intorno a Marte circa un anno dopo. Da quel momento, la missione ha fornito contributi fondamentali alla comprensione della storia dell’atmosfera e del clima marziano.

Gli astrobiologi stanno lavorando con questi dati atmosferici per capire meglio come e quando Marte ha perso la sua acqua e identificare i periodi nella storia di Marte in cui era più probabile che esistessero ambienti abitabili sulla superficie del pianeta.

Odyssey  

Per due decenni,  Mars Odyssey della NASA,  la navicella spaziale più longeva del Pianeta Rosso, ha aiutato a localizzare il ghiaccio, valutare i siti di atterraggio e studiare le misteriose lune del pianeta.

Odyssey ha fornito mappe globali degli elementi chimici e dei minerali che compongono la superficie di Marte. Queste mappe dettagliate vengono utilizzate dagli astrobiologi per determinare l’evoluzione dell’ambiente marziano e il suo potenziale di vita.

Mars Reconnaissance Orbiter  

Il Mars Reconnaissance Orbiter  (MRO) della NASA  è alla ricerca di prove che l’acqua sia rimasta sulla superficie di Marte per un lungo periodo di tempo. Mentre altre missioni su Marte hanno dimostrato che l’acqua scorreva sulla superficie nella storia di Marte, rimane un mistero se l’acqua sia mai stata presente abbastanza a lungo da fornire un habitat per la vita.

I dati della MRO sono essenziali per gli astrobiologi che studiano il potenziale degli ambienti abitabili su Marte passato e presente. Inoltre, questi studi sono importanti nella costruzione di modelli climatici per Marte e per l’uso in studi di planetologia comparativa per la potenziale abitabilità degli esopianeti che orbitano attorno a stelle lontane.

Curiosity Mars Rover  

Il  rover Curiosity  sta studiando se Marte abbia mai avuto ambienti in grado di supportare la vita microbica. In altre parole, la sua missione è determinare se il pianeta avesse tutti gli ingredienti di cui la vita ha bisogno – come acqua, carbonio e una fonte di energia – studiandone il clima e la geologia.

Sono passati quasi nove anni da quando Curiosity è atterrato su Marte nel 2012 e il geologo robot continua a fare nuove scoperte. Curiosity ha fornito la prova che un lago d’acqua dolce riempiva il Gale Grater miliardi di anni fa.

I laghi e le acque sotterranee sono sopravvissuti per milioni di anni e contenevano tutti gli elementi chiave necessari per la vita, dimostrando che un tempo Marte era abitabile.

Missione TESS  

Il  Transiting Exoplanet Survey Satellite  (TESS) è impegnato nella ricerca di pianeti al di fuori del nostro sistema solare, compresi quelli che potrebbero supportare la vita. Lanciato nel 2018, TESS è in missione per sorvegliare l’intero cielo e dovrebbe scoprire e catalogare migliaia di esopianeti intorno a stelle luminose vicine.

Ad oggi, TESS ha scoperto più di 120 esopianeti confermati e più di 2.600 pianeti candidati. Il cacciatore di pianeti continuerà a individuare possibili esopianeti che il futuro  James Webb Space Telescope  studierà in modo più dettagliato.

Perseverance Mars Rover  

Il nuovo robot astrobiologo della NASA, il  rover Perseverance, è atterrato in sicurezza su Marte il 18 febbraio 2021 e sta dando il via a una nuova era di esplorazione sul Pianeta Rosso. Perseverance cercherà segni di antica vita microbica, il che farà avanzare la ricerca dell’agenzia per esplorare l’abitabilità passata di Marte.

Ciò che distingue davvero questa missione è che il rover ha un trapano per raccogliere campioni di roccia e suolo marziani che conserverà in tubi sigillati che una futura   missione chiamata Mars Sample Return porterà sulla Terra per un’analisi dettagliata.

Prossime missioni  

Telescopio spaziale James Webb  

Il  James Webb Space Telescope, il cui lancio è previsto per novembre 2021, sarà il principale osservatorio spaziale del prossimo decennio. Webb è un grande telescopio a infrarossi con uno specchio primario di 6,5 metri.

Le osservazioni di Webb verranno utilizzate per studiare ogni fase della storia dell’universo, compresi i pianeti e le lune del nostro sistema solare, e la formazione di sistemi solari distanti potenzialmente in grado di supportare la vita su esopianeti simili alla Terra.

Il telescopio Webb sarà anche in grado di effettuare osservazioni dettagliate delle atmosfere dei pianeti in orbita attorno ad altre stelle, per cercare gli elementi costitutivi della vita su pianeti simili alla Terra oltre il nostro sistema solare.

Missione Europa Clipper  

La luna di Giove Europa potrebbe avere il potenziale per ospitare la vita. La   missione Europa Clipper condurrà una ricognizione dettagliata di Europa e indagherà se la luna ghiacciata potrebbe ospitare condizioni adatte alla vita. Mirando a un lancio nel 2024, la missione metterà un veicolo spaziale in orbita attorno a Giove per eseguire un’indagine dettagliata su Europa, un mondo che mostra forti prove di un oceano di acqua liquida sotto la sua crosta ghiacciata.

Europa Clipper non è una missione di rilevamento della vita, anche se indagherà se la luna ghiacciata, con il suo oceano sotto la superficie, ha la capacità di supportare la vita. Comprendere l’abitabilità di Europa aiuterà gli scienziati a capire meglio come si è sviluppata la vita sulla Terra e il potenziale per trovare la vita oltre il nostro pianeta.

Missione Dragonfly su Titano  

La   missione Dragonfly consegnerà un elicottero che visiterà la luna più grande e riccamente organica di Saturno, Titano. Previsto per il lancio nel 2027 e l’arrivo nel 2034, Dragonfly campionerà ed esaminerà dozzine di siti promettenti sulla luna ghiacciata di Saturno e farà avanzare la nostra ricerca dei mattoni della vita.

Questa missione rivoluzionaria esplorerà diverse località per cercare processi chimici prebiotici comuni sia su Titano che sulla Terra. Titano è un analogo della Terra primitiva e può fornire indizi su come potrebbe essere progredita la chimica prebiotica in queste condizioni.

Nancy Grace Roman Telescope 

Previsto per il lancio a metà del 2020, il  Telescopio Spaziale Roman  avrà un campo visivo 200 volte maggiore dello strumento a infrarossi di Hubble, catturando più cielo con meno tempo di osservazione.

Oltre all’astrofisica e alla cosmologia rivoluzionarie, lo strumento principale di Roman, il Wide Field Instrument, ha un ricco menu di scienza degli esopianeti. Effettuerà un’indagine con microlenti della Via Lattea interna che rivelerà migliaia di mondi orbitanti all’interno della zona abitabile della loro stella e più lontano, individuando, si stima, allo stesso tempo  oltre  100.000 esopianeti in transito.

La missione sarà inoltre dotata di “starglasses”, uno strumento coronografo che può bloccare il bagliore di una stella e consentire agli astronomi di visualizzare direttamente i pianeti giganti in orbita attorno ad essa.

Il coronografo fornirà la prima dimostrazione nello spazio delle tecnologie necessarie per le future missioni per l’immagine e la caratterizzazione di pianeti rocciosi più piccoli nelle zone abitabili delle stelle vicine.

Il coronografo del roman farà osservazioni che potrebbero contribuire alla scoperta di nuovi mondi oltre il nostro sistema solare e far progredire lo studio di pianeti extrasolari che potrebbero essere adatti alla vita.