ExoMars è una doppia missione dell’ESA a guida italiana realizzata in collaborazione con l’agenzia spaziale russa Roscosmos, con l’obiettivo di indagare le tracce di vita passata e presente su Marte e la caratterizzazione geochimica del pianeta. La prima missione – il Trace Gas Orbiter (TGO) – è stata lanciata nel 2016 mentre la seconda, che comprende un rover e una piattaforma di superficie, è prevista per il 2022. Insieme affronteranno la questione se la vita sia mai esistita su Marte.

La seconda missione consiste infatti di un innovativo rover, chiamato Rosalind Franklin, in grado di esplorare Marte e di penetrare la superficie per analizzarla.
L’Italia, attraverso l’ASI, è il principale sostenitore della doppia missione ExoMars con il 40% dell’investimento totale.

ExoMars2022 atterrerà su Marte nella regione di Oxia Planum, situata al margine orientale del bacino di Chryse all’uscita del sistema di Coogoon Valles. Oxia Planum contiene una delle più grandi esposizioni di rocce su Marte datate circa 3,9 miliardi di anni e ricche di argilla, il che indica che l’acqua un tempo qui svolgeva un ruolo importante. Per massimizzare le possibilità di trovare segni di vita passata su Marte, è infatti necessario mirare al “punto debole” nella storia geologica di Marte, guardare cioè all’inizio dell’era Noachiana e cercare vaste aree che preservano evidenza di ambienti a bassa energia e ricchi di acqua. Le rocce che compaiono nell’area del sito di atterraggio hanno composizioni diverse. Inoltre, sotto la superficie potrebbero essersi conservati resti di un antico periodo di attività vulcanica, protetti dalle radiazioni e dall’ossidazione del pianeta, ed esposti all’erosione solo nelle ultime centinaia di milioni di anni.

Il rover europeo sarà la prima missione a combinare la capacità di muoversi sulla superficie e di studiare Marte in profondità. ExoMars avrà una durata nominale di circa 7 mesi terrestri, durante i quali garantirà una mobilità di diversi chilometri facendo affidamento sull’energia elettrica dei pannelli solari.

Il Rover dell’ESA ha alcune funzionalità chiave per la doppia missione ExoMars: mobilità superficiale, perforazione del sottosuolo e raccolta automatica dei campioni, elaborazione e distribuzione ai vari strumenti.

Ospita una serie di strumenti, nota come payload Pasteur, dedicata all’eso-biologia e alla ricerca geochimica.

• PanCam (fotocamera panoramica): due fotocamere stereo grandangolari e una fotocamera ad alta risoluzione per studiare l’ambiente del rover e la geologia del sito di atterraggio. Molto importante anche per la selezione del bersaglio e per gli studi sulla tessitura della roccia.
• ISEM: Spettrometro IR per la caratterizzazione della mineralogia di massa, l’identificazione di minerali legati all’acqua e per aiutare PanCam nella selezione del bersaglio.
• Radar WISDOM (osservazioni di depositi di acqua, ghiaccio e sottosuolo su Marte): per stabilire la stratigrafia del sottosuolo fino a 3 m di profondità e aiutare a pianificare la strategia di perforazione.
• ADRON (rivelatore attivo per raggi gamma e neutroni): rivelatore di neutroni sotto la superficie per determinare il livello di idratazione del sottosuolo e l’eventuale presenza di una frazione di ghiaccio a 1 m di profondità.
• CLUPI (Close-up Imager): per studiare bersagli rocciosi a distanza ravvicinata (50 cm) con risoluzione sub-millimetrica. Questo strumento analizzerà anche i campioni di immagine raccolti dal trapano durante le operazioni di perforazione. Il close-up imager ha una messa a fuoco variabile e può ottenere immagini ad alta risoluzione anche a distanze maggiori. Alcune biofirme morfologiche, come la biolaminazione, se presente, possono essere identificate da CLUPI.
• Ma_MISS: spettrometro IR sul trapano atto a condurre studi mineralogici nelle pareti del pozzo di trivellazione.
• Trivella sotterranea: in grado di ottenere campioni da 0 a 2 m di profondità, dove le molecole organiche possono essere ben preservate dai danni delle radiazioni. Include un blank sample, sensori di temperatura e uno spettrometro IR (Ma_MISS).
• SPDS (Sistema di preparazione e distribuzione del campione): riceve un campione dal sistema di perforazione, produce materiale particolato preservando le frazioni organiche e acquose e lo presenta a tutti gli strumenti di laboratorio. Include un dispensatore con blank samples aggiuntivi.
• MicrOmega (Micro observatoire pour la mineralogie, l’eau, les glaces et l’activite ́): spettrometro imager VIS+IR che esaminerà il materiale del campione frantumato per caratterizzarne la struttura e la composizione a livello di granulometria. Queste misurazioni saranno utilizzate per aiutare a puntare gli strumenti basati su laser (RLS e MOMA).
• RLS (Raman Laser Spectrometer): volto a identificare le fasi minerali a scala di grani nel campione frantumato, determinarne la composizione e stabilire la presenza di carbonio (inorganico/organico).
• MOMA (LD + Der-TV GCMS): l’analizzatore di molecole organiche di Marte è anche lo strumento più grande del rover. Il suo obiettivo è condurre una ricerca ad ampio raggio e ad altissima sensibilità per le molecole organiche nel campione raccolto. Include due diversi modi di estrarre sostanze organiche: (1) LD (desorbimento laser) e (2) TV (volatilizzazione termica), con o senza agenti di derivatizzazione (Der). L’identificazione delle molecole organiche evolute si ottiene con una trappola ionica MS.