Il 19 giugno 2025 è stato pubblicato sulla rivista Nature Astronomy un nuovo studio firmato da un ampio team di ricercatori cinesi che delinea nel dettaglio la missione Tianwen-3, la prima missione della Cina dedicata al ritorno di campioni da Marte.
L’obiettivo è raccogliere circa 500 grammi di materiale dal suolo e dal sottosuolo del pianeta, e riportarli sulla Terra entro il 2031. Il lancio è attualmente previsto per il 2028, con due vettori Lunga Marcia 5: uno trasporterà l’orbiter con il modulo di rientro terrestre, l’altro un lander con il veicolo di risalita. La missione segue il successo di Tianwen-1, che nel 2021 ha portato su Marte un orbiter, un lander e un rover in un’unica missione.
Lo studio dettaglia gli obiettivi scientifici, la sequenza operativa della missione, i criteri per la selezione dei siti di atterraggio e le misure di protezione planetaria. La scelta dei campioni sarà guidata da analisi in situ condotte da strumenti dedicati, e il materiale sarà trasferito in orbita marziana per il rientro tramite una complessa sequenza automatica.
Tianwen-3: struttura e obiettivi della missione
Tianwen-3 si articolerà in due lanci distinti, entrambi affidati al razzo Lunga Marcia 5. Il primo invierà verso Marte un orbiter con il modulo di rientro; il secondo trasporterà un lander dotato del veicolo di risalita. Una volta giunto sul pianeta, il lander opererà per circa due mesi, durante i quali raccoglierà campioni in prossimità del sito di atterraggio e in altri punti selezionati mediante l’utilizzo di piccoli velivoli. I campioni saranno prelevati con un braccio robotico e un trapano in grado di penetrare fino a due metri nel sottosuolo.
Completata la fase di raccolta, il materiale sarà trasferito al veicolo di risalita, che lo porterà in orbita marziana. Qui il modulo di ritorno effettuerà un rendez-vous automatico, aggancerà il contenitore dei campioni e inizierà il viaggio verso la Terra. Il rientro atmosferico sarà gestito da una capsula che rilascerà il carico in sicurezza durante un flyby del nostro pianeta. L’intera sequenza operativa sarà completamente autonoma, non prevedendo interventi da Terra.
Tra gli strumenti scientifici previsti ci sono:
- Mars Subsurface Penetrating Radar: per aiutare a mappare gli strati sotterranei, guidare la perforazione, analizzare la geologia in situ, selezionare i siti ottimali per la raccolta di campioni.
- Raman and Fluorescence Analyzer: per identificare minerali e potenziali biofirme attraverso l’analisi chimica in situ e aiuta nella scelta di campioni scientificamente preziosi.
- Precipitating Energetic Neutral Atom and Aurora Analyzer: per studiare le interazioni delle particelle e le aurore marziane e aiutare a rivelare i processi di fuga atmosferica e gli effetti meteorologici spaziali.
- Mars Orbiter Vector Magnetometer: per misurare il campo magnetico e la struttura della ionosfera di Marte, per fornire informazioni sulla perdita interna e atmosferica del pianeta.
- Mid-Infrared Hyperspectral Imager: per tracciare il vapore acqueo e il deuterio nell’atmosfera, che è fondamentale per studiare l’evoluzione dell’acqua e la storia del clima.
- Martian Multispectral Camera: camera per monitorare le tempeste di polvere e le condizioni superficiali, che saranno essenziali per la sicurezza operativa durante le fasi di atterraggio e salita.
I siti candidati per l’atterraggio includono regioni con varietà geologiche significative come Kasei Valles, Utopia Planitia, McLaughlin Crater e Oyama Crater. La scelta definitiva sarà fatta nelle prossime fasi di progettazione.
Apertura alla collaborazione internazionale e contesto globale
La missione Tianwen-3 sarà anche un’opportunità di cooperazione internazionale. La CNSA ha infatti lanciato una call per esperimenti esterni da integrare come payload di bordo. Le proposte devono essere presentate entro il mese di giugno 2025, con una selezione preliminare prevista nei mesi successivi e una decisione finale a ottobre. I payload selezionati dovranno essere consegnati nel 2027 per l’integrazione.
I requisiti tecnici per gli esperimenti sono stringenti: potenza massima di 40 watt, temperatura operativa tra -50°C e +70°C, e massa inferiore a 15 kg per i moduli ospitati sull’orbiter (con tre anni di operatività previsti in orbita marziana a 350 km). Per gli esperimenti sul modulo di servizio del lander, la massa limite sarà di 5 kg, con una durata operativa di cinque anni in un’orbita più ellittica.
I campioni riportati, una volta superati i protocolli di quarantena, saranno accessibili anche a ricercatori stranieri. Le misure di protezione planetaria includeranno la realizzazione di un laboratorio ad alto contenimento biologico, ancora inesistente a livello globale, per gestire i materiali provenienti da Marte in condizioni di massima sicurezza.
La “necessità” del ritorno di campioni da Marte
L’interesse scientifico per un ritorno di campioni da Marte è particolarmente alto, da molti anni ormai. Il materiale raccolto potrebbe contenere tracce di vita microbica passata o attuale, oltre a informazioni cruciali sulla storia geologica e climatica del pianeta.
In questo contesto, l’iniziativa della Cina con Tianwen-3 acquisisce ulteriore rilevanza, soprattutto alla luce delle incertezze che circondano il programma di missioni Mars Sample Return di NASA ed ESA. Nella proposta di budget NASA per l’anno fiscale 2026, Mars Sample Return è esplicitamente segnalata come missione da cancellare, nonostante tutti i recenti tentativi di rivederne l’architettura per poter andare a recuperare i campioni raccolti dal rover Perseverance, che si trova su Marte dal 2021.
Con Tianwen-3, la Cina si colloca quindi in una posizione centrale nella “corsa” al ritorno di campioni marziani. Se il calendario verrà rispettato, Tianwen-3 potrebbe essere presto la prima missione a riportare campioni di Marte sulla Terra, aprendo una nuova fase dell’esplorazione planetaria.
