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La missione MMX punta a Phobos per chiarire come si formato Marte, diverso dalla Terra. I campioni raccolti sulla luna marziana potranno svelarne la chimica e ricostruire capitoli cruciali della storia del pianeta.
Uno studio guidato dallUniversit di Copenaghen stima che circa il 73% della massa di Marte provenga da planetesimi, grandi corpi rocciosi, e il 27% dallaccrescimento di ciottoli cosmici. La ricerca, pubblicata nel 2026 su Nature Astronomy, ricostruisce la formazione del pianeta a partire dalla composizione chimica del mantello. Nellottobre dello stesso anno partita la missione MMX: con lanalisi dei campioni di Phobos potr aggiungere informazioni sui materiali marziani, perch la luna potrebbe custodire anche detriti espulsi dal pianeta.
Marte, una formazione diversa dalla Terra
Il lavoro si intitola Volatile depletion in rocky planets as a chemical fingerprint of hybrid accretion. Lo firmano Haiyang S. Wang, Anders Johansen, Ziyan Xu, Marie-Luise Steinmeyer, Michiel Lambrechts, Elishevah van Kooten, Chao-Chin Yang, Zhaohuan Zhu, Dante S. Lauretta e Martin Bizzarro. La ricostruzione descrive la crescita dei pianeti come una combinazione di due processi: laccumulo di particelle e le collisioni tra corpi pi grandi. A cambiare, tra Terra e Marte, sarebbero le proporzioni.
Per stimarle, il gruppo ha esaminato gli elementi presenti nel cosiddetto silicato totale del pianeta, vale a dire mantello e crosta, escluso il nucleo metallico. Lanalisi prende in considerazione 13 elementi: tra questi, sodio, potassio, zinco, litio e indio. Sono elementi litofili, che tendono a rimanere nelle rocce, e in parte volatili, quindi pi inclini a evaporare quando la temperatura aumenta. La quantit che ne resta, confrontata con quella prevista nel materiale originario del Sistema solare, conserva indizi sui processi che hanno accompagnato la formazione planetaria.
Il gruppo ha applicato modelli statistici e bayesiani alle composizioni. Nello scenario di riferimento, il 27% della massa di Marte deriva da ciottoli, mentre il 73% proviene da planetesimi con una composizione simile a quella dellasteroide Vesta. Per entrambe le quote lincertezza stimata di cinque punti percentuali. La ricostruzione della Terra diversa: almeno il 75% del materiale proverrebbe da due protopianeti cresciuti accumulando ciottoli; ai planetesimi sarebbe attribuibile una quota fino al 25%.
Il confronto con le meteoriti aiuta a individuare quali materiali possano aver costituito i pianeti. Vesta, corpo differenziato con crosta e interno distinti, rappresenta un riferimento per i planetesimi poveri di volatili. Le meteoriti marziane contribuiscono a definire le somiglianze e le differenze chimiche tra i due pianeti. La vicinanza delle loro orbite aveva alimentato lipotesi di una storia in parte comune, ma i dati chimici descrivono percorsi di crescita con proporzioni diverse.
Le teorie sulla formazione dei pianeti contemplano le collisioni tra planetesimi, laccrescimento di ciottoli trascinati dal gas del disco primordiale oppure una combinazione dei due meccanismi. Il nuovo studio propone per Marte e Terra un modello misto, con contributi differenti dei due tipi di materiale. La stima nasce dallanalisi delle composizioni chimiche e dalla loro interpretazione attraverso modelli.
Che cosa pu rivelare Phobos
MMX si occuper anche dellorigine delle lune marziane e di ci che la loro composizione pu dire sul sistema di Marte. Per Phobos sono considerate due possibilit: che sia un asteroide catturato dalla gravit del pianeta, oppure che si sia formato aggregando detriti prodotti da un grande impatto su Marte. In questultimo caso, il suolo della luna potrebbe contenere una miscela di materiale originario di Phobos e frammenti espulsi dalla superficie marziana.
La sonda raccoglier campioni da analizzare direttamente. Il confronto tra minerali, elementi e firme isotopiche, cio le proporzioni tra forme diverse dello stesso elemento, servir a distinguere i materiali marziani da quelli di Phobos. Le misure permetteranno inoltre di cercare acqua legata ai minerali e composti organici, e di valutare quale scenario spieghi meglio lorigine della luna. I frammenti e la loro provenienza offriranno cos dati utili anche per ricostruire gli scambi di materiale tra Marte e lambiente circostante.
MMX stata lanciata il 20 ottobre 2026 e ha in programma di raggiungere il sistema marziano nel 2027. La missione osserver Phobos e Deimos, la seconda luna di Marte, e prevede due operazioni di raccolta sulla superficie di Phobos. Lobiettivo riportare sulla Terra almeno 10 grammi di regolite, il materiale sciolto che ricopre il suolo. Il rientro della capsula previsto nel 2031.
Nel corso delle osservazioni, fotocamere, spettrometri e un altimetro laser mapperanno la superficie. Altri strumenti misureranno raggi gamma e neutroni per raccogliere dati sulla composizione. Una volta arrivati in laboratorio, i campioni potranno essere sottoposti a tecniche di analisi pi precise di quelle utilizzabili a distanza. La quantit di materiale marziano presente nei campioni e la possibilit di riconoscerlo rispetto a quello della luna saranno importanti per interpretare i risultati.
Dalla chimica dei campioni alla storia di Marte
Se le analisi individueranno frammenti provenienti dal pianeta, la loro chimica potr essere confrontata con quella delle meteoriti marziane e con le composizioni impiegate nei modelli del 2026. Il confronto potr mettere alla prova alcuni elementi della ricostruzione e chiarire meglio quali materiali siano passati tra Marte e il suo ambiente. Le misure di minerali, elementi e isotopi contribuiranno anche a collegare la composizione di Phobos alle ipotesi sulla sua origine.
Una missione diretta a una piccola luna porter dunque sulla Terra campioni che possono contenere tracce del pianeta vicino. In questo modo, lo studio dei satelliti marziani si affiancher alle analisi delle meteoriti e ai modelli sulla formazione dei pianeti. I campioni di MMX sono attesi dopo il viaggio di ritorno, previsto nel 2031.