L'umanità sta tornando sulla Luna e presto gli astronauti e le astronaute delle missioni Artemis pianificheranno e porteranno a termine spedizioni geologiche sulla superficie lunare.

Nelle esplorazioni spaziali padroneggiare il metodo di lavoro del geologo di terreno è infatti molto importante per identificare i luoghi scientificamente più interessanti, stabilire le priorità di campionamento, esaminare gli affioramenti e, più in generale, saper leggere la geologia e la topografia della superfici su cui si metterà piede.

Dal 2016 l’European Space Agency (ESA) ha lanciato il corso PANGAEA con lo specifico obiettivo di preparare gli astronauti a riportare campioni, informazioni e testimonianze sulla geologia di altri pianeti.

L’esperienza maturata finora ha consentito di formare dieci astronauti e astronaute di tre agenzie spaziali ed è confluita di recente nella pubblicazione di un paper sulla rivista Acta Astronautica in cui si descrive la ricerca mirata a progettare il migliore addestramento geologico possibile per i prossimi astronauti e astronaute che cammineranno sul suolo lunare.

"Dopo cinque edizioni del corso, è arrivato il momento per trasmettere le nostre esperienze alla comunità allargata che si occupa di esplorazione spaziale", spiega Samuel Payler, coordinatore dell'addestramento di PANGAEA.

I futuri e le future moonwalker godranno dell'estremo privilegio esplorare la superficie lunare, ma saranno anche sottoposti alla costante pressione di dover prendere decisioni scientifiche oculate in breve tempo.

"Ci auguriamo che questa pubblicazione possa essere utile ad altre agenzie spaziali coinvolte nell'addestramento per future missioni planetarie e per promuovere un'ulteriore cooperazione internazionale", aggiunge Payler.

La motivazione e la formazione geologica di astronauti e astronaute

La pubblicazione illustra gli approcci utilizzati dal team per addestrare gli astronauti e le astronaute all'esplorazione della superficie lunare.

“Essere in grado di osservare un ambiente geologico e i suoi dettagli, saperlo documentare, trovare le posizioni migliori per i campioni e raccoglierli, essere flessibili nel modificare i piani di attraversamento in funzione di nuove scoperte acquisite sul campo sono abilità molto simili a quelle che insegniamo ai nostri studenti di Geoscienze, ma deve essere adattato alle esigenze dell'esplorazione umana dello spazio, degli strumenti analitici avanzati e dei vincoli operativi in cui opereranno gli astronauti”, spiega Riccardo Pozzobon, geologo planetario e istruttore PANGAEA.

"In base alla nostra esperienza, gli astronauti e le astronaute ottengono i migliori risultati quando possono muoversi con una ragionevole dose di autonomia. Incoraggiamo gli astronauti e le astronaute ad apprezzare lo spirito dell'esplorazione", spiega Matteo Massironi, coordinatore scientifico di PANGAEA e primo istruttore.

Nel corso del programma PANGAEA, l'addestramento diventa gradualmente più complesso, ponendo i partecipanti e le partecipanti di fronte a sfide in ambienti reali. Con il progredire dell'addestramento, sperimentano un cambiamento di prospettiva: trovano motivazione nel dedicarsi alla scoperta scientifica.

"Non vogliamo che agiscano come robot, ma che diventino scienziati e scienziate sul campo davvero esperti. Li addestriamo a proseguire nell'esplorazione e a prendere decisioni con il supporto di un team scientifico remoto", aggiunge il professor Massironi.

L'eredità di Apollo

Una pietra miliare per lo sviluppo di PANGAEA è stata la ripresa dell'addestramento previsto durante l'era Apollo. Sebbene siano trascorsi quasi 50 anni dalla sua conclusione, il programma Apollo rimane l'unico esempio in cui l'addestramento geologico era essenziale per il successo della missione.

"Addestrateli, fidatevi di loro e lasciateli liberi" era il motto dell'addestramento durante le ultime tre missioni Apollo, le più produttive in termini di scoperte scientifiche. L'addestramento PANGAEA in Europa attinge all'eredità del programma Apollo.

Dopo le prime lezioni in aula, il team di istruttrici e istruttori, affiancato da alcuni dei più illustri rappresentanti della geologia planetaria d'Europa, consente progressivamente agli astronauti e alle astronaute di dedicare più tempo all'esplorazione in autonomia.

L'addestramento geologico prevede un soggiorno presso la catena montuosa delle Dolomiti, nota per i suoi strati sedimentari incontaminati, il cratere meteoritico di Ries in Germania, l'isola vulcanica spagnola di Lanzarote e i fiordi norvegesi di Lofoten per conoscere rocce simili a quelle presenti negli altopiani lunari.

La somiglianza di questi luoghi con la struttura geologica lunare e marziana conferisce rende l'addestramento ancora più realistico.

Un nuovo approccio all'esplorazione

Sebbene ispirato all'eredità delle missioni Apollo, PANGAEA ha fatto suoi molti dei progressi a livello di tecnologie e conoscenze scientifiche compiuti a partire dagli anni '70.

"Lo stiamo rendendo più pertinente allo scenario attuale, integrando tutte le conoscenze che abbiamo acquisito sulla Luna con nuove tecnologie che possono supportare e migliorare la geologia sul campo", spiega Francesco Sauro, direttore del corso di PANGAEA.

Nel 2017, il team ha iniziato a sviluppare un nuovo sistema per registrare, classificare e fornire informazioni raccolte sul campo, comprese immagini, dati provenienti da strumenti di analisi, mappe 3D e note audio. Il risultato di questo sviluppo è l'Electronic Field Book, uno strumento esclusivo che ha reso la raccolta di campioni più efficiente. 

Il futuro è già qui

Anche se PANGAEA non è un corso di addestramento per missioni specifiche, verrà aggiornato affinché risulti valido per gli attuali scenari di esplorazione. "Saremo in grado di adattarci a tutto quanto il futuro dell'esplorazione spaziale riserva", afferma Francesco Sauro.

"Il nostro intento è fornire un addestramento utile per preparare gli astronauti e le astronaute alla missione della NASA mirata alla costruzione di Artemis”.

Il team è impaziente di condividere l'esperienza maturata nel corso degli anni. "Il corso ha raggiunto un tale livello di maturità che lo riteniamo davvero utile per la comunità della scienza planetaria e per contribuire alla formazione degli astronauti e delle astronaute del futuro", conclude Sauro.

L’articolo pubblicato di recente è disponibile qui: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0094576522007068

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Video sul sito dell'ESA: https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Videos/2023/01/Training_astronauts_for_the_Moon