Le micrometeoriti sono un potenziale pericolo per qualsiasi missione spaziale, incluso il Mars Sample Return, programma di respiro internazionale a guida Nasa che ha l’obiettivo di portare a terra campioni di suolo marziano. Le minuscole rocce possono viaggiare fino a 80 chilometri al secondo. A queste velocità, «anche la polvere potrebbe causare danni a un veicolo spaziale», ha affermato Bruno Sarli, ingegnere della Nasa presso il Goddard Space Flight Center della Nasa, a Greenbelt nel Maryland. Sarli guida un team che progetta scudi per proteggere il Mars Earth Entry System della Nasa da micrometeoriti e detriti spaziali.
Il team utilizza un laboratorio progettato per ricreare in sicurezza impatti pericolosi, testare gli scudi delle missioni ed effettuare simulazioni al computer. Situato lontano da aree residenziali e circondato dalle dune, il Remote Hypervelocity Test Laboratory presso il White Sands Test Facility della Nasa a Las Cruces, in New Mexico, ha supportato ogni programma di volo spaziale umano dallo Space Shuttle ad Artemis. Il laboratorio supporta anche i test per i programmi Stazione spaziale internazionale, Equipaggio commerciale e Rifornimento commerciale.
Il laboratorio utilizza pistole a gas leggero a 2 stadi per accelerare gli oggetti a velocità che simulano l’impatto di micrometeoriti e di detriti orbitali sulla schermatura dei veicoli spaziali. Il primo stadio della pistola utilizza la polvere da sparo come propellente come fa una pistola standard. Il secondo stadio utilizza gas idrogeno altamente compresso che spinge il gas in un tubo più piccolo, aumentando la pressione nella pistola, come un pistone di un’auto. La pressione della pistola diventa così alta che, se esplodesse, potrebbe radere al suolo l’edificio in cui si trova. «Ecco perché siamo rimasti nel bunker durante il test», ha detto Sarli.
Gli ingegneri hanno trascorso tre giorni a prepararsi per un esperimento di un secondo. Hanno usato la pistola a gas leggera a 2 stadi ad alta pressione (gamma calibro 50) di medie dimensioni che spara piccoli pallini a una velocità di 5-6 metri al secondo. «A quella velocità, si va da San Francisco a New York in cinque minuti», ha detto Dennis Garcia, che ha condotto il test.
Sebbene la velocità dei pallini sia estremamente elevata, le micrometeoriti viaggiano da sei a sette volte più velocemente nello spazio. Di conseguenza, il team si affida a modelli computerizzati per simulare le velocità effettive.
Mars Sample Return è una campagna multi-missione progettata per recuperare campioni selezionati di roccia e sedimenti scientificamente che il rover Perseverance sta raccogliendo sulla superficie di Marte. Portare quei campioni sulla Terra consentirebbe agli scienziati di studiarli utilizzando gli strumenti di laboratorio più avanzati, quelli che esisteranno nel prossimo decennio e quelli nei decenni a seguire. La campagna è uno degli sforzi più ambiziosi nella storia del volo spaziale, che coinvolge più missioni, più lanci e diverse agenzie governative e in cui anche l‘expertise italiana gioca un ruolo di primo piano.