Lo Spazio pt. 3 - Le mete del Sistema Solare
- D. e M.
- 22 apr 2020
- Tempo di lettura: 6 min
In questo post esploreremo alcuni corpi celesti del nostro sistema solare, alla ricerca delle mete più interessanti per future missioni umane. Nessun pianeta o satellite naturale del sistema solare è ospitale quanto la Terra, ovviamente, ma possiamo individuare alcuni corpi più adatti a stabilire una colonia umana. Ciò che cerchiamo è la possibilità di creare un avamposto autosufficiente, ossia in grado di produrre cibo per i suoi abitanti e energia per i suoi impianti senza missioni di rifornimento costanti dalla Terra. Discuteremo quindi delle caratteristiche e risorse disponibili sui vari corpi celesti, mentre nel prossimo post vedremo come queste risorse possono essere estratte e utilizzate e quali tecnologie siano necessarie per farlo.
I fattori che influiscono sull'adeguatezza di un corpo celeste ad un insediamento umano sono molteplici. Fattori come la temperatura superficiale e la presenza di un’atmosfera possono essere molto importanti, così come la distanza dal nostro pianeta. Partiamo quindi con il selezionare quali pianeti non sono adatti ad un insediamento e perché non lo sono.
Mercurio è il pianeta più vicino al Sole; è totalmente privo di atmosfera, il che rende la porzione di superficie esposta al Sole tremendamente calda e quella in ombra tremendamente fredda. La superficie è sterilizzata dalle radiazioni solari e totalmente desertica; se a ciò aggiungiamo il fatto che, data la vicinanza del Sole, recarsi su Mercurio richiederebbe moltissima energia, si completa il quadro di meta non gradita.
Venere è il secondo pianeta partendo dal Sole. È di dimensioni molto simili alla Terra, sufficientemente facile da raggiungere e anche vicino; ha addirittura un’atmosfera! Purtroppo, però, l’atmosfera è talmente densa che in superficie si misura 92 volte la pressione terrestre a livello del mare, simile a quella che troveremmo circa 1 km sotto la superficie del mare. Per avere un confronto, basti pensare che è troppo elevata anche per la maggior parte dei sommergibili! Inoltre questa densa atmosfera e la vicinanza al Sole rendono la superficie molto calda. Se a questo aggiungiamo che la composizione acida dell'atmosfera riuscirebbe a corrodere tessuti e metalli, possiamo escludere anche Venere senza alcuna remora.
Giove, Saturno, Urano e Nettuno sono anch'essi mete inospitali. Potremmo individuare moltissime ragioni come la distanza dal Sole, la temperatura gelida, i venti a migliaia di chilometri orari, ma ci limiteremo a dire che, essendo questi pianeti gassosi, non hanno una superficie solida, il che rende impossibile colonizzarli.
La Luna, il satellite del nostro pianeta, può invece essere una meta interessante. Non ha atmosfera ed è molto fredda o molto calda, a seconda se sia o meno illuminata dal Sole, ma non avendo atmosfera non c'è convezione. Quindi questo implica che mantenere il calore all'interno della tuta di un astronauta o fare in modo che non si cuocia come in un forno è relativamente semplice. Però, il vero vantaggio della Luna è la sua vicinanza.
La Luna è stato il primo e unico (per ora) corpo celeste diverso dalla Terra sul quale l'essere umano abbia messo piede. Ai fini dello sviluppo di una colonia permanente su un corpo celeste diverso dalla Terra, la Luna non è un candidato interessante. Non possiede un campo magnetico o un’atmosfera per proteggere gli umani dalle radiazioni cosmiche e non possiede risorse naturali essenziali come l'acqua; pensare di stabilirvi una colonia autosufficiente è inverosimile.
Ciò che però sarebbe molto utile è crearvi una base di ricerca, per pochi astronauti, che potrebbero andarvi per periodi di qualche mese. La vicinanza al nostro pianeta eviterebbe gli enormi svantaggi dei lunghissimi viaggi spaziali necessari per raggiungere qualunque altro corpo celeste e garantirebbe una via di fuga sufficientemente rapida nel caso qualcosa dovesse andare storto, avvenimento piuttosto probabile nelle fasi iniziali della creazione di un avamposto. Una base di questo genere sarebbe molto utile per testare le tecnologie necessarie alla sopravvivenza su altri corpi celesti.
(credit: ESA)
Rappresentazione artistica di una possibile base lunare. In primo piano vediamo dei pannelli fotovoltaici, che sulla Luna potrebbero essere usati per produrre tutta l'energia necessaria. Poco dietro vediamo una serra, utile per coltivare cibo fresco e anche per mantenere la salute degli astronauti; è stato infatti dimostrato l'effetto benefico delle piante sugli uomini (vedi il post Le Piante pt. 1). Poco dietro vi è una cupola ricoperta da regolite lunare, il materiale predominante sulla superficie della Luna; le radiazioni solari infatti alla lunga possono essere molto nocive per l'uomo ed è quindi necessario schermare i quartieri abitativi ricoprendoli di terra.
Marte è forse il pianeta che più di ogni altro rappresenta nella nostra mente una meta di esplorazione spaziale. Quasi tutti abbiamo sentito parlare dei diversi rover marziani e ogni tanto fanno notizia alcuni studi che affermano di aver trovato acqua o laghi sotterranei o varie altre risorse. Marte è relativamente vicino alla Terra: ogni due anni vi è una finestra di trasferimento particolarmente favorevole che permette di raggiungerlo in meno di sei mesi. Se paragonato ai pochi giorni necessari per raggiungere la Luna è un’eternità, ma quando confronteremo questo tempo con quello necessario per le mete del sistema solare esterno ci sembrerà veramente poco. Per un trasferimento di questa durata è necessario che la navicella sia equipaggiata di abbondanti scorte alimentari e idriche, così come di uno scudo per le radiazioni in caso di tempesta solare. Inoltre è importante che l’equipaggio possa svolgere attività fisica di qualche tipo, altrimenti i sei mesi in totale assenza di gravità lo renderebbero incapace di lavorare appena arrivato su Marte; e di lavoro da fare ce ne sarà moltissimo.
(credit: SpaceX)
Rappresentazione artistica della navicella Starship, attualmente in via di sviluppo. Starship è un sistema di lancio a 2 stadi, in cui il primo stadio è un booster alimentato a metano riutilizzabile e il secondo è una navicella con spazio per il carico o l'equipaggio a seconda della configurazione. Secondo SpaceX la navicella sarebbe in grado di trasportare su Marte 100 persone in un solo viaggio.
La temperatura media sulla superficie marziana è di -60 °C e la pressione è molto bassa. L’uomo potrebbe vivere solamente in rifugi pressurizzati, che andrebbero ricoperti di terreno per smorzare l’impatto delle radiazioni solari, oppure in grotte di origine vulcanica che si crede siano presenti sul pianeta, anche se ancora non ne abbiamo prova. L’utilizzo di pannelli fotovoltaici sembra essere la via migliore per generare energia elettrica, nonostante la distanza dal Sole maggiore di quella terrestre e la conseguente minore potenza di luce solare che arriva sulla superficie. In alternativa si potrebbe portare dalla Terra un piccolo reattore nucleare, ma al momento non abbiamo le tecnologie né per realizzarlo, né per trasportarlo, né per farlo operare in maniera sicura su Marte.
L’ultima tappa del nostro viaggio è anche la più ambiziosa: Titano. Titano è il più grande satellite di Saturno, ed è un mondo molto interessante.
Partiamo dalla difficoltà principale per la sua colonizzazione, la distanza. Titano è lontano; per raggiungerlo con le tecnologie attuali servirebbero almeno un paio d'anni di viaggio, potenzialmente anche molti di più. Per la sua distanza dal Sole è un mondo essenzialmente buio e cupo; non sappiamo quali effetti vivere su un mondo simile potrebbe avere su un essere umano.
(credit: Mike Malaska)
Rappresentazione artistica di un aeromobile in volo sulla superficie di Titano. Grazie alla densa atmosfera e alla bassa gravità volare sarebbe estremamente facile.
Altri due aspetti che lo rendono inospitale sono la temperatura freddissima della sua superficie e la debolezza del suo campo gravitazionale. Queste difficoltà sono però compensate da alcuni vantaggi: esso possiede un'atmosfera molto densa e la pressione sulla superficie è di poco superiore a quella terrestre, il che permetterebbe ai colonizzatori di muoversi non per forza con tute spaziali pressurizzate ma semplicemente con indumenti riscaldati e un respiratore. L’atmosfera inoltre non è particolarmente nociva, essendo largamente composta da azoto come quella terrestre; non contiene però ossigeno e non è di conseguenza respirabile. Il vero vantaggio di Titano rispetto agli altri corpi celesti è però la presenza di metano liquido e gassoso. Il metano è un idrocarburo comunemente usato come gas da cucina o come combustibile nelle automobili e in alcuni razzi in via di progettazione (vedi Starship). Combinando questa grande disponibilità di metano alla probabile presenza di grosse quantità di acqua (che contiene ossigeno) sotto forma di ghiaccio, è facile ottenere grosse quantità di energia in modo molto semplice ed economico. Questa energia renderebbe semplice sia riscaldare gli ambienti che generare elettricità e alimentare macchinari, permetterebbe di sciogliere il ghiaccio per ottenere acqua per le coltivazioni che dovrebbero crescere ovviamente all’interno di ambienti riscaldati e illuminati artificialmente. La densa atmosfera cancellerebbe il rischio di decompressioni esplosive degli ambienti e muoversi sarebbe molto facile con droni o palloni aerostatici grazie alla bassa gravità. Il metano inoltre potrebbe alimentare navi spaziali garantendo una via di ritorno a Terra e un commercio costante.
Per approfondire:
MARS - Netflix
Serie TV fantascientifica che segue una missione umana sulla superficie di Marte. Combina dell'ottimo intrattenimento con una rappresentazione realistica di un potenziale insediamento.
Beyond Earth
Si tratta di un libro molto completo e interessante incentrato sulla colonizzazione umana dello spazio. È una vera e propria guida che analizza ogni aspetto tecnico, scientifico ed economico. È disponibile solamente in lingua inglese e non è una lettura leggera...soltanto per i più temerari!
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