Spazio
Ritorno dei Campioni di Marte (NASA–ESA) – Portare Marte sulla Terra
Perché riportare i campioni di Marte invece di analizzarli in situ?
Mars ha a lungo affascinato l’immaginazione di scienziati e scrittori di fantascienza, sin da quando i telescopi primitivi ci fecero credere nella presenza di canali artificiali sulla superficie del pianeta.
Grazie a SpaceX di Elon Musk, che ha ridotto radicalmente il costo di raggiungere l’orbita terrestre, sembra che potremmo essere a pochi anni, o più probabilmente almeno un decennio, dal vedere la prima missione con equipaggio su Marte.
All’arrivo su Marte, i primi esploratori umani dovranno affrontare un insieme di compiti molto diverso da quello degli astronauti che hanno messo piede per la prima volta sulla Luna. Lontano da spedizioni di pochi giorni con scorte minime, qualsiasi missione marziana durerà anni, con almeno diversi mesi sulla superficie. Di conseguenza, una missione marziana con equipaggio dovrà essere una sorta di proto-colonia, richiedendo l’utilizzo di risorse locali per mantenere in vita gli astronauti.
Fonte: Explore Deep Space
Perciò è fondamentale conoscere meglio la superficie e la geologia del pianeta, capire davvero com’è la mineralogia marziana, invece di basarsi su congetture e stime finora possibili.
Per questo, l’analisi locale mediante strumenti montati su sonde e robot è complessivamente insufficiente, poiché devono essere estremamente efficienti dal punto di vista energetico e leggere, escludendo molti dei metodi analitici più utili.
Invece, riportare sulla Terra un campione roccioso marziano darebbe agli scienziati la possibilità di utilizzare i metodi di rilevazione più avanzati e sensibili per comprendere meglio la storia del pianeta rosso.
Questo è il motivo della creazione del Mars Sample Return, sotto la direzione sia della NASA che dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea).
L’idea è di prelevare e raccogliere polvere e rocce marziane e di rimandarle sulla Terra. A causa delle distanze estreme, questo è tutt’altro che un compito facile, e il progetto ha avuto un avvio difficile, con sviluppo problematico e superamento dei costi, con persino la minaccia di una cancellazione.
Tuttavia, poiché altri programmi concorrenti stanno cercando di realizzare per la prima volta il ritorno di minerali da un altro mondo, in particolare dal programma spaziale cinese, è probabile che il programma americano‑europeo continui in una forma o nell’altra.
Il Magazzino di Perseverance: Cosa C’è nei Tubetti (Aggiornamento 2025)
Lanciata nel 2020 e atterrata nel 2021, la missione Perseverance è l’ultima e più ambiziosa sonda inviata su Marte finora, con il rover che pesa quanto un’auto grande.
Perseverance è stata anche affiancata dall’elicottero marziano Ingenuity, il primo elicottero a riuscire a volare nella sottile atmosfera marziana (2 % di quella terrestre). Ingenuity ha effettuato 72 voli, per oltre 11 miglia (18 chilometri).
Queste sonde completano il Orbiter a Gas Traccia ExoMars (TGO) da 3,7 tonnellate, arrivato su Marte nel 2016 e che ha creato, dall’orbita, una mappa globale della distribuzione dell’acqua in termini di ghiaccio d’acqua o minerali idratati nella sottosuperficie poco profonda di Marte.
Perseverance è atterrata nel cratere Jezero, un impatto largo 28 miglia (45 chilometri) che gli scienziati credono sia stato un tempo allagato d’acqua e abbia ospitato un antico delta fluviale. Quindi non solo probabilmente conteneva acqua in passato remoto, ma potrebbe anche contenere prove di vita antica.
Combinato con il paesaggio molto piatto e una posizione appena a nord dell’equatore marziano, il potenziale di depositi d’acqua ancora presenti in profondità sotto la superficie renderebbe anche il cratere Jezero un sito potenziale per un atterraggio umano su Marte.
Perseverance ha percorso intorno al cratere 18,5 miglia (30 chilometri) in 3 anni e mezzo.
Forse ancora più importante, Perseverance ha anche raccolto 25 campioni di roccia e regolite (piccole rocce e polvere della superficie), oltre a un campione d’aria durante la sua esplorazione del cratere Jezero.
Questi campioni sono stati prelevati con un piccolo trapano che ha creato un lungo tubo di rocce, sigillato in un contenitore metallico.
Altri 5 “tubetti testimoni” saranno raccolti, così come la prova della pulizia del sistema durante l’intero processo di campionamento.
Fonte: NASA
I campioni raccolti sono un mix di rocce sedimentarie (deposte dall’acqua) e rocce ignee (magma solido).
Come Funziona il Mars Sample Return: Lander → MAV → ERO → Terra
Finora, tutte le missioni marziane sono state viaggi a senso unico, con i nostri razzi appena sufficienti a inviare su Marte e far atterrare sulla superficie i rover multi‑tonnellata di ciascuna missione.
In questo senso, Perseverance non era diversa, poiché il rover stesso era destinato a rimanere sulla superficie marziana.
Per raccogliere i campioni prelevati, sarà necessario lanciare un’altra missione che atterri sulla superficie con un sistema dedicato che tornerà nello spazio dopo aver raccolto i campioni.
Ciò richiederebbe un “rover di recupero”, che andrà a raccogliere i campioni lasciati da Perseverance sulla superficie marziana, usando un braccio robotico per prelevarli e caricarli in un razzo capace di tornare nello spazio, il Mars Ascent Vehicle.
Un orbiter sarà presente per ricevere i campioni in orbita marziana e trasportarli di nuovo sulla Terra.
Il campione sarà poi ricevuto in orbita terrestre da una terza missione, che lo farà atterrare in modo sicuro e intatto sulla Terra per l’analisi.
Fonte: ESA
L’obiettivo dichiarato della NASA è di portare questi campioni sulla Terra entro gli anni 2030. Prima che i campioni possano essere aperti sulla Terra, saranno trasferiti in una struttura di Bio‑Sicurezza di livello 4 (Facility di Protezione Planetaria) attualmente in fase di progettazione da NASA e dalla European Space Foundation. Tutti i sistemi di contenimento devono impedire il rilascio di possibili organici o microbi marziani—un passaggio essenziale per garantire la protezione planetaria e la sicurezza pubblica.
SFIDE DEL MSR: Costo, Tempistiche e Dibattiti sull’Architettura
Nel 2023 e nel 2024 è diventato evidente che il piano iniziale e il budget del Mars Sample Return erano in difficoltà, poiché il progetto sarebbe stato massicciamente ritardato (forse fino agli anni 2040) e sforato rispetto al budget.
Con i costi in aumento da un già enorme 6 miliardi di dollari a almeno 11 miliardi, il programma è finito sotto i riflettori in modo negativo.
Quindi, mentre i campioni sono stati creati in modo efficiente da Perseverance, la loro raccolta e il loro ritorno sulla Terra potrebbero soffrire a causa della complessa progettazione della missione.
Sample Retrieval Lander (SRL): Sky‑Crane vs. Consegna Commerciale
Il SRL ha attraversato molti concetti diversi.
Il design del lander è evoluto drasticamente negli ultimi due anni, passando da un lander molto grande con un rover di recupero, a due lander, e ora a un lander di dimensioni medie senza rover di recupero e con due elicotteri.
Fonte: The Planetary Society
Nel gennaio 2025, la NASA ha annunciato che sta valutando 2 possibili design per la fase di atterraggio:
- La prima opzione sfrutterà i sistemi di ingresso, discesa e atterraggio già volati in precedenza, ovvero il metodo sky‑crane, dimostrato con le missioni Curiosity e Perseverance.
- La seconda opzione “capitalizzerà sull’uso di nuove capacità commerciali per consegnare il carico del lander sulla superficie di Marte”.
Fonte: NASA
In entrambi i casi, i pannelli solari della piattaforma saranno sostituiti con un sistema di energia radioisotopica che potrà fornire energia e calore durante la stagione delle tempeste di polvere su Marte, consentendo una ridotta complessità.
Nel complesso, sembra che all’interno della NASA ci sia un acceso dibattito se perseguire un “business‑as‑usual”, attenendosi a metodi meno ambiziosi ma più costosi e collaudati, oppure correre il rischio di perdere i campioni marziani di Perseverance con un design più nuovo, più economico e non testato prodotto da aziende private.
Mars Ascent Vehicle (MAV): Design, Rischi e Prontezza
Anche i design del Mars Ascent Vehicle (MAV) e dell’Earth Return Orbiter (ERO) sono oggetto di discussione.
Il MAV è stato progettato come un razzo a due stadi e sarebbe immagazzinato all’interno del SRL.
Fonte: NASA
Fonte: NASA
Questo rende il razzo difficile da costruire, poiché deve sopportare intatto 15 g di decelerazione durante l’atterraggio su Marte, per poi dispiegarsi autonomamente e lanciare automaticamente senza controllo diretto dalla Terra, a causa del ritardo di trasmissione.
Quindi, senza un team a terra per riparazioni e aggiustamenti pre‑lancio, la soglia di affidabilità è notevolmente più alta.
Si ha la percezione che la missione Mars Sample Return (MSR) della NASA sia ritardata dall’indecisione, ma il vero ritardo è stato di decenni nella ricerca di una soluzione di propulsione heritage invece di un avanzamento tecnologico per sviluppare e testare un Mars Ascent Vehicle (MAV) per lanciare i campioni in orbita marziana.
Il MAV è probabilmente la parte più complessa della missione, ed è quella meno avanzata nello stadio di sviluppo. Potenzialmente, un lander più pesante potrebbe risolvere il problema consentendo un design MAV più grande e più facile da costruire.
Earth Return Orbiter (ERO): Propulsione Ibrida e Cattura
Finora, l’ERO è di competenza dell’ESA; sarebbe il più grande veicolo spaziale mai messo in orbita attorno a Marte, con un’apertura alare di 38 metri (125 piedi).
Questa grande dimensione deriva dal suo massiccio pannello solare, poiché utilizzerà la propulsione elettrica più potente mai usata per una missione interplanetaria, combinata con propulsione chimica per entrare in orbita marziana.
Fonte: ESA
Ci vorrebbero circa due anni all’ERO per raggiungere la sua orbita operativa intorno a Marte, un anno per svolgere la missione marziana, e altri due anni per lasciare Marte e tornare sulla Terra.
L’ERO è probabilmente meno problematico del MAV, poiché è per lo più una versione più grande di design già testati con cui l’ESA ha familiarità. Tuttavia, i controlli sui costi sono stati un problema in passato per l’Agenzia Spaziale Europea.
Proposte di Bilancio FY2026: Cosa è in Gioco per il MSR
Ad aprile 2024, la NASA ha annunciato che avrebbe iniziato a “cercare design innovativi” per la missione Return Mars Samples.
“Il risultato finale è che un budget di 11 miliardi di dollari è troppo costoso, e una data di ritorno nel 2040 è troppo lontana.
Dobbiamo guardare fuori dagli schemi per trovare una via che sia sia accessibile sia in grado di riportare i campioni in un arco di tempo ragionevole.”
Una pressione aggiuntiva è il bilancio federale USA 2026, che prevede tagli significativi alla NASA, incluso il ritorno dei campioni marziani.
Ciò avviene nello stesso contesto decisionale che prevede anche il razzo SLS (Space Launch System) e le capsule Orion, precedentemente al centro delle missioni Artemis, da ritirare dopo Artemis III, e la sostituzione della ISS con una stazione spaziale commerciale.
Coerente con la priorità dell’amministrazione di tornare sulla Luna prima della Cina e di mettere un americano su Marte, il bilancio avanzerà missioni scientifiche e di ricerca prioritarie, eliminando programmi finanziariamente insostenibili, incluso il Mars Sample Return.
Si può anche notare che lo stesso annuncio presidenziale ha criticato la NASA per la sua agenda “verde” o progressista, portando a preoccupazioni che il Mars Sample Return sia un danno collaterale di una lotta prevalentemente politica.
“Questo bilancio elimina la spesa per l’aviazione “verde” focalizzata sul clima.
Questo bilancio garantirà anche l’eliminazione di qualsiasi finanziamento verso iniziative DEIA non allineate, destinando invece quei fondi a missioni capaci di far progredire la missione principale della NASA.”
Molto probabilmente, la minaccia al Mars Sample Return è soprattutto una strategia della Casa Bianca per costringere la NASA a considerare nuove opzioni per il progetto, invece di accettare passivamente un superamento di budget multimiliardario, in un momento in cui i finanziamenti ai progetti scientifici sono in riduzione.
Le aziende private stanno offrendo le proprie alternative, con molte che affermano di gestire i compiti per una frazione delle previsioni della NASA.
Corsa Globale: Tianwen‑3 della Cina e MMX della JAXA
Scorri per visualizzare →
| Elemento | Cosa Fa | Agenzia Capofila | Stato (2025) | Rischi Chiave | Opzioni Industriali Notevoli |
|---|---|---|---|---|---|
| Sample Retrieval Lander (SRL) | Atterrare vicino al magazzino; caricare i tubi nel MAV | NASA JPL | Architetture di atterraggio doppie in studio (sky‑crane vs commerciale), energia nucleare preferita | Margini di massa/energia; complessità EDL | Consegna lander commerciale; lander heritage InSight di Lockheed |
| MAV (Mars Ascent Vehicle) | Lanciare il contenitore del campione in orbita marziana | NASA MSR | Il più tecnicamente rischioso; spazio di trade‑off a due stadi solido/liquido | Lancio autonomo, carichi termici, affidabilità | Lockheed/altri prime; concetti basati su Neutron di Rocket Lab |
| ERO (Earth Return Orbiter) | Rendezvous, cattura, crociera verso la Terra | ESA | Apertura alare ~38 m; propulsione ibrida; missione ~5 anni | Durata potenza/propulsione, dinamiche di cattura | Team industriale guidato da ESA; Sistema di ingresso terrestre NASA |
| Earth Entry System (EES) | Capsula di rientro; contenimento del campione | NASA | Eredità da OSIRIS‑REx; protocolli PPRO | Manipolazione sterile; catena di custodia | Eredità della capsula di ritorno Lockheed |
| Tianwen‑3 della Cina (confronto) | Raccolta con drone; ≥500 g di ritorno | CNSA | Lancio ~2028; ritorno ~2031 | Complessità del doppio lancio; perforazione profonda | Team industriale cinese |
Missione Cinese
Un buon motivo per dubitare di una cancellazione permanente della missione Mars Sample Return, invece di una riprogettazione radicale da zero, è che altre agenzie spaziali stanno spingendo per la propria missione con obiettivi simili.
Considerando l’intento degli USA di rimanere la potenza spaziale leader, sarebbe politicamente inaccettabile che la Cina superi la NASA in questo compito, qualcosa che un ritorno negli anni 2040 potrebbe permettere.
La Cina ha annunciato piani per una missione di ritorno dei campioni marziani chiamata Tianwen‑3, che dovrebbe essere lanciata alla fine del 2028, con l’obiettivo di riportare “non meno di 500 grammi di campioni marziani sulla Terra intorno al 2031”.
Pur trattandosi di un campione molto più piccolo, la tempistica più breve consentirebbe comunque alla Cina di rivendicare la vittoria per il primo campione marziano riportato sulla Terra.
Tianwen‑3 non utilizzerà un rover, ma un drone per raccogliere campioni da posizioni entro diverse centinaia di metri dal sito di atterraggio.
L’intero processo del piano di missione è molto complesso, coinvolgendo 13 fasi e utilizzando tecnologie di rilevamento in situ e a distanza.
Tianwen‑3 sarà la prima missione a livello internazionale a effettuare perforazioni a 2 metri di profondità per la raccolta di campioni su Marte.
Missione Giapponese
L’Agenzia Giapponese per l’Esplorazione Aerospaziale (JAXA) ha annunciato un piano chiamato Martian Moons Exploration (MMX) per recuperare campioni dalle lune di Marte, Phobos o Deimos.
Anche se non è esattamente una missione marziana, questo potrebbe suscitare grande interesse, poiché questi piccoli asteroidi che orbitano Marte sono stati spesso considerati per una stazione spaziale permanente attorno al pianeta rosso.
Questo dovrebbe anche essere molto più semplice, poiché atterrare su un asteroide può essere definito semplice, dato che le sonde e i campioni non dovrebbero gestire l’atterraggio e poi l’uscita dal pozzo gravitazionale marziano.
Fonte: ManyWorlds
Investire negli Innovatori Marziani
1. Lockheed Martin
(LMT )
Lockheed Martin è una delle più grandi aziende aerospaziali e di difesa al mondo.
Quindi non è solo un’azienda spaziale, ma anche quella dietro a velivoli iconici come gli elicotteri Black Hawk o il F‑16, così come equipaggiamenti avanzati come il F‑35, aerei radar volanti o velivoli logistici come il C‑5 Galaxy & C‑130J Super Hercules.
Fonte: Lockheed Martin
È anche il produttore di alcuni dei sistemi missilistici più importanti dell’esercito statunitense, come il JASSM, Javelin, ATACMS, e HIMARS, in estrema domanda a seguito dell’esaurimento delle scorte dovuto al conflitto in Ucraina.
È anche un fornitore importante di sistemi di difesa antimissile come il navale AEGIS e il THAAD (Terminal High Altitude Area Defense) contro missili balistici.
Fonte: Lockheed Martin
Le armi non sono, tuttavia, tutto ciò che l’azienda fa. L’expertise in avionica militare e missili si traduce bene in expertise in propulsione e veicoli spaziali.
Per quanto riguarda la missione Mars Sample Return, Lockheed ha una vasta esperienza, avendo costruito 11 dei 22 veicoli marziani della NASA nel corso degli anni e supportato tutti loro. Ha proposto una missione più economica e snella che userebbe un lander più piccolo, un veicolo di ascesa marziano più piccolo e un sistema di ingresso terrestre più piccolo.
Il prezzo target sarebbe “solo” 3 miliardi di dollari. Il lander si baserebbe sul lander InSight, che ha atterrato con successo su Marte nel 2018.
Lockheed è anche il principale contraente per la progettazione, sviluppo, test e produzione della navicella Orion, che è la parte meno controversa o a rischio di tagli di budget dell’intero programma Artemis.
L’azienda è attiva in altri programmi spaziali, come i satelliti meteorologici GOES‑R, la raccolta di campioni di asteroidi da parte di OSIRIS‑REx, la sonda gioviana JUNO, e un gilet di protezione dalle radiazioni AstroRad.
Nel complesso, dai sistemi militari chiave ai veicoli e programmi spaziali altrettanto importanti, Lockheed Martin è in prima linea nell’innovazione americana e nell’esplorazione dello spazio profondo.
L’azienda dovrebbe beneficiare delle successive iterazioni del programma Artemis, così come di molte altre missioni di spazio profondo e focalizzate su Marte a lungo termine.
(Puoi leggere di più sull’azienda nel nostro rapporto di investimento dedicato “Lockheed Martin (LMT) Spotlight: A Leader In Defense and Aerospace”.
2. Northrop Grumman
(NOC )
Northrop Grumman è una società di difesa aerospaziale più famosa per la creazione del iconico bombardiere strategico stealth B‑2, ciascuno del costo di quasi un miliardo di dollari. Questo design di oltre 20 anni verrà sostituito dal B‑21, ancora in sviluppo.
L’azienda è anche all’avanguardia della tecnologia spaziale e ha lavorato notevolmente al telescopio spaziale James Webb.
Fonte: Northrop
L’azienda ricava la maggior parte dei suoi ricavi da sistemi spaziali e aeronautici, con un altro grande segmento, la divisione mission systems, che copre una vasta gamma di sensori, software di cyber‑difesa, comunicazioni sicure e C4ISR (Command, Control, Communications, Computers, Intelligence, Surveillance and Reconnaissance).
È anche un produttore leader di munizioni, da calibri piccoli a proiettili guidati e di grosso calibro.
Fonte: Northrop
L’azienda guarda al futuro nella sua posizione di fornitore di armi avanzate, con lo sviluppo e il dispiegamento di sistemi d’arma autonomi come l’X‑47B, il drone‑elicottero Fire Scout, i droni di sorveglianza Global Hawk e MQ‑4C Triton, o futuri droni d’attacco autonomi.
L’azienda è al centro dello sviluppo di armi a energia diretta (laser), guerra elettronica, sistemi anti‑drone, e missili balistici intercontinentali.
Northrop Grumman fornisce agli USA alcune delle sue capacità più avanzate, dallo spazio ai sistemi di comando integrato e ai bombardieri stealth pesanti.
Potrebbe essere influenzata dalla cancellazione del SLS, ma rimane leader in tecnologie spaziali come veicoli ipersonici, avvisi e tracciamento missili, comunicazioni satellitari e sistemi di propulsione.
3. Rocket Lab
(RKLB )
Rocket Lab è uno dei concorrenti più seri di SpaceX nel mercato dei razzi riutilizzabili.
L’azienda si è inizialmente concentrata su piccoli razzi, con il sistema di lancio Electron (payload di 320 kg), che sta progressivamente diventando un razzo parzialmente riutilizzabile. Finora, Electron ha messo in orbita 224 satelliti in 70 lanci.
Successivamente, Rocket Lab sta valutando la creazione di un razzo riutilizzabile di dimensioni medie, il Neutron, comparabile al Falcon 9 (8 000 kg in LEO in modalità totalmente riutilizzabile, 1 500 kg verso Marte o Venere).
Fonte: Rocket Lab
Il Neutron sarà alimentato da un motore a razzo a metano (come lo Starship), che sembra essere la tendenza per la prossima generazione di razzi.
Utilizzerà il nuovo Launch Complex 3, così come una piattaforma di atterraggio costruita su misura al mare da Bollinger Shipyards, il più grande costruttore privato di navi nuove e di riparazione negli Stati Uniti.
Fonte: Rocket Lab
Rocket Lab ha proposto di usare il Neutron per una missione Mars Sample Return da 2 miliardi di dollari. Non è la prima volta che Rocket Lab ha aiutato la NASA:
- La prossima missione ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) della NASA per studiare come il vento solare interagisce con il campo magnetico e l’atmosfera di Marte sarà costruita da Rocket Lab.
- Fornisce il cubesat per la missione CAPSTONE (Cislunar Autonomous Position System Technology Operations and Navigation Experiment) della NASA per testare la stabilità dell’orbita intorno alla Luna proposta per il futuro Lunar Gateway.
L’azienda è anche notevole per il suo processo di produzione di satelliti completamente verticalmente integrato, che le consente di ottimizzare costi e velocità di progettazione.
Ciò ha portato a molteplici contratti con la NASA & il governo degli USA, inclusi un contratto satellitare militare da 515 milioni di dollari. E un contratto civile da 143 milioni di dollari per Globalstar.
Rocket Lab è anche un grande produttore di pannelli solari per satelliti dopo le acquisizioni del 2022 di SolAero Technologies, con oltre 1 000 satelliti alimentati da questi pannelli, e un totale di 4 MW di celle solari prodotte.
Fonte: Rocket Lab
Per ora, il suo sistema di lancio dipende da fornitori esterni, ma una serie di acquisizioni strategiche sta cambiando questo, replicando per i sistemi di lancio la strategia di integrazione verticale già raggiunta nella progettazione e produzione di satelliti.
L’azienda sta anche valutando la possibilità di una costellazione LEO di telecomunicazioni per generare ricavi ricorrenti. Contribuisce inoltre alla ricerca per la produzione in spazio con Varda Space Industries e l’ispezione dei detriti orbitali.
Mentre SpaceX ha il talento imprenditoriale di Elon Musk (e i soldi) per sviluppare la sua tecnologia da zero, Rocket Lab ha usato una combinazione di R&D e acquisizioni per integrare verticalmente la tecnologia necessaria.
Ha dimostrato grande successo nella produzione di satelliti, e ora sta cercando di replicare questa strategia per i razzi riutilizzabili. Considerando il flusso di cassa esistente dalla produzione di satelliti & i successi di Electron, Rocket Lab è un buon candidato per recuperare il vantaggio iniziale di SpaceX.
(Puoi leggere di più sull’azienda nel nostro rapporto di investimento dedicato su Rocket Lab.)
