Il Tredicesimo Cavaliere

Scienze dello Spazio e altre storie

INDIA1 – Gli Indiani nello spazio, a modo loro.

Era da tempo che volevo mettere nero su bianco qualcosa a proposito del programma spaziale dell’India, e stavo raccogliendo documentazione quà e là. Fin dalle prime letture mi era diventato chiaro che la visione indiana dello Spazio era diversa da qualsiasi altra e meritava l’attenzione del pubblico più vasto possibile. E non si trattava solo di sottolineare, per esempio, che la sonda indiana lanciata verso Marte era costata sensibilmente meno degli equivalenti americani o europei. Il nocciolo della questione riguardava i metodi e le scelte politiche (o meglio, la filosofia) con cui gli Indiani andavano nello Spazio.

indiaminiUn programma spaziale per i cittadini

L’India è uno dei pochissimi paesi in via di sviluppo che ha dato inizio a un proprio programma spaziale qualcosa come 50 anni fa, e lo ha sempre sostenuto con fedeltà e coerenza di fronte alle acrobazie dei politici che, nella democrazia più grande del mondo, non sono state poca cosa, come ci insegna la cronaca. Fin dal suo inizio, il programma è stato rivolto in gran parte verso obiettivi civili, lasciando ai militari una fetta minore della torta dei finanziamenti, quella riguardante le comunicazioni. E i militari hanno accettato, fino ad oggi, di mantenere un basso profilo, cosa che proprio non si può dire sia successa nel resto del mondo. Così la Indian Space Research Organization (ISRO), una specie di NASA indiana, può oggi ostentare orgogliosamente dozzine di missioni compiute con successo sopratutto nel settore del monitoraggio delle risorse, pianificazione delle infrastrutture, meteorologia, gestione delle catastrofi naturali e salute, educazione e formazione. L’ISRO controlla, tra l’altro, una flotta di satelliti che eseguono il telerilevamento passivo (imaging) e quello attivo remoto (radar ad apertura sintetica), una rete GPS locale che copre tutta l’India, e una rete terrestre di radio e televisioni che riceve e ridistribuisce sul territorio i dati elaborati.

bandiera indianaIl governo e i privati finanziano le infrastrutture

Il governo, inoltre, ha favorito generosamente la costruzione delle infrastrutture necessarie al lancio e al monitoraggio di un veicolo spaziale in volo, nonché ovviamente la costruzione dei missili vettori. Uno dei più importanti successi ottenuti dall’ISRO in campo missilistico è rappresentato dal PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle), sistema grazie al quale sono stati lanciati, fino ad oggi, 35 satelliti indiani e 45 di altri paesi. Così oggi l’ISRO è in grado di competere a pieno titolo e con una tecnologia proprietaria, in quasi tutti i segmenti tecnologici in cui si articola una missione spaziale, offrendo al cliente soluzioni “chiavi in mano” a prezzi molto competitivi.

Il miglior partner dell’ISRO è stato, da sempre, il governo. Sotto la sua costante pressione e controllo, coinvolgendo anche centinaia di piccole e medie aziende locali con contratti PPP, cioè di partenariato tra pubblico e privato, gli uomini dell’ISRO contano di portare a compimento entro due o tre anni una buona parte del mazzo di 170 progetti richiesti dal Primo Ministro Narendra Modi il giorno dopo la sua elezione nel giugno 2014 con lo slogan “il solo limite è il cielo”, per promuovere l’adozione della tecnologia spaziale nella vita quotidiana, e aumentare la qualità della vita dei cittadini. L’immagine qui sotto ne rappresenta una lista parziale.

India committments

I tempi cambiano….

Ma pur restando il benessere del cittadino la prima cura dell’ISRO, nuove sfide si aprono incessantemente. Nella sua nuova veste di potenza spaziale di primo livello, l’India deve assumersi ora la sua parte dei costi della ricerca pura e dello sviluppo di nuove aree dello Spazio: mi riferisco all’esplorazione del Sistema Solare che sta procedendo verso i pianeti esterni, i nuovi progetti di missione verso gli asteroidi più vicini alla Terra a scopo di estrazione mineraria e difesa contro eventuali pericoli di impatto planetario, nonché il rinnovato interesse registrato per la Luna, lo spazio cislunare e quello orbitale terrestre. Infine, di fronte ai solidissimi i bilanci della ISRO e alla completa fiducia (a volte perfino l’entusiasmo) dimostrato dai contribuenti, ai militari è sembrato ormai giunto il momento di portare all’incasso la cambiale ricevuta tanti anni prima. L’ISRO è sensibile a queste tematiche, ovviamente, e quindi prepara i suoi piani. Ci potete scommettere: avremo tra breve nello Spazio una presenza stabile e numerosa di personale con il simbolo del Chakra, la ruota della vita. Ma questo sarà tema per successivi articoli.

di ROBERTO FLAIBANI

FONTI:

di Narayan Prasad e Prateep Basu

Renewing India’s space vision: a necessity or luxury?

pubblicato su The Space Review  – lunedì 4 maggio 2015

=========================================

di Mayank Aggarwa and Nikita Mehta

Govt partners Isro on 170 projects to use space technology

pubblicato su Live Mint – mercoledì 9 settembre 2015

21 settembre 2015 Posted by | Astronautica, Difesa Planetaria, Planetologia, Scienze dello Spazio | , , , , , , , , , | Lascia un commento

Siamo noi i marziani

doppio emisfero marzianoQuando si entra in una terra incognita ci si deve aspettare sempre e comunque qualche sorpresa: popoli, animali, oggetti, manufatti, costruzioni strani, insoliti, incomprensibili, misteriosi. Ne sono pieni i resoconti dei viaggi antichi, medievali ed anche abbastanza recenti. La summa di tutto ciò è in quei Bestiari medievali intitolati Liber Monstrorum e di cui esistono almeno un paio di edizioni recenti italiane. Lo stesso famoso naturalista Ulisse Aldrovandi (1522-1605), nei suoi libri di zoologia e botanica, li recepì come credibili ed esistenti. La razionalità scientifica si esercita per capire, ridimensionare, spiegare alla luce del buon senso, della – appunto – ragione e scienza.

spiritSe ciò è valido per regioni lontane migliaia e migliaia di chilometri dalle terre note, figuriamoci per una che dista da un minimo di 55 ad un massimo di 400 milioni di chilometri, vale a dire il pianeta Marte. Intorno ad esso hanno girato e girano ormai molti satelliti fotografici e sul suo suolo sono presenti da vari anni due piccoli e straordinari robot su ruote che continuano a trasmetterci ancora incredibilmente immagini perché avrebbero dovuto esaurirsi da un bel pezzo: Spirit nell’emisfero nord del pianeta e Opportunity in quello meridionale, scesi a poche settimane uno dall’altro nel gennaio 2004.

Ora, proprio come era avvenuto secoli fa, anche oggi accadono quasi le stesse cose. Il 23 gennaio 2008 la Nasa ha diffuso una sequenza di foto scattate dal primo alla base delle Columbia Hills, un po’ alterate nel colore dai tecnici per farne risaltare alcuni particolari. In esse si vede una distesa di sabbia bianco-gialla-marrone con sassi nero-verdi, una vera desolazione dove però su un ammasso di rocce spunta una strana concrezione. Qualcuno l’ha definito un omino, altri una figura che stende un braccio come per un saluto o per indicare qualcosa o per tenere una invisibile canna da pesca, mentre lo scrittore Tullio Avoledo, che di fantascienza e di fantasia se ne intende, l’ha paragonata alla “sirenetta” posta su una scoglio nel porto di Copenhagen in onore di Hans Christian Andersen e della sua fiaba.

20121101_curiosity_self-portrait_20121031_PIA16239_t167Non è finita qui. Questa volta è Opportunity che inquadra sulle pareti del Victor Crater quella che è stata subito definita “una statua egizia” intagliata nelle pareti di roccia a somiglianza degli dèi e faraoni intagliati all’ingresso del tempio di Abu Simbel. C’è addirittura un video che ne fa il parallelo caricato in rete il 9 luglio 2010.

Non basta ancora. Anche il successivo e più complesso robot-laboratortio Curiosity disceso sul pianeta rosso nell’agosto 2013, ci ha riservato altre sorprese de genere, e questa volta nel febbraio 2014 ecco apparire in una sua ripresa un volto che emerge dalla sabbia, come fosse parte di una statua gigantesca sepota, tipo quelle dell’Isola di Pasqua.

curiositySia come sia, tutto ciò fa una certa impressione e solletica l a nostra fantasia. Gioco d’ombre e di scorci che una ripresa da una angolatura diversa da parte di Spirit & C. non avrebbe evidenziato? Un capriccio di venti millenari che hanno modellato così uno spunzone come sulla Terra vi sono rocce che assomigliano a volti, orsi, tartarughe, elefanti? Certo è che quasi tutti i commentatori, con una foga degna di miglior causa, si sono dati da fare a “smontare” qualsiasi altra eccentrica possibilità facendo riferimento alla in precedenza famosa “sfinge di Marte” fotografata dall’alto nella regione di Cydonia dalla sonda Viking 1 il 26 luglio 1976 e che esattamente trent’anni dopo, il 22 luglio 2006, il più sofisticato satellite Mars Express avrebbe rivelato essere soltanto un gioco d’ombre e di rifrazioni solari: non di un “volto” si tratta, ma di una “normale” brulla collina marziana…

Il fatto è che oggi, in omaggio ai Lumi della Ragione, manca ai più e soprattutto ai colleghi giornalisti il sense of wonder, quel senso del meraviglioso che era tipico dei nostri antenati, viaggiatori, cronisti, geografi, e che era stato ereditato dalla fantascienza delle origini, quella che sapeva creare straordinarie civiltà esotiche sul quarto pianeta del Sistema Solare, dove il rosso domina, e che è la vera, profonda caratteristica di questo genere letterario, ripresa dalle narrazioni mitologiche, e non certo la pura e semplice “anticipazione scientifica”.

la maschera di marteCertamente: la nostra visione antropomorfica ci fa vedere figure simili a noi in oggetti che magari lo sono lontanamente per semplice associazione simbolica, così come la nostra mentalità tecnologica ci fa pensare agli UFO (macchine volanti con alieni) per fenomeni che in passato erano interpretati in maniera diversa (ad esempio, manifestazioni divine). Noi vediamo quel che la nostra cultura ci fa vedere in base alle coordinate ormai connaturate in noi. Ma avendo ormai oggi praticamente perso quel “senso del meraviglioso” che contraddistingueva una ormai antica umanità, tendiamo ad appiattire, banalizzare e razionalizzare tutto, anche la “sirenetta di Marte”, anche un lontano sogno minerale apparso all’improvviso nell’obiettivo asettico del “camminatore” Spirit…

E’ chiaro, non ci aspettavamo sul pianeta rosso le rutilanti civiltà descritte da Edgar Rice Burroughs nell’infinito ciclo di romanzi dedicati al suo eroe John Carter, sbalzato lassù dopo essersi addormentato in una caverna terrestre: città con torri altissime, regine meravigliose e discinte, enormi tigri come cavalcature, esseri con più braccia… Ma almeno sarebbe il caso di ricordarsi di uno degli episodi delle Cronache marziane di Ray Bradbury (un libro che Mondadori dovrebbe finalmente ripubblicare in edizione critica e traduzione riveduta, come anche Fahrenheit 451) in cui i “marziani” per illuderci e intrappolarci creano nel nulla una location (si direbbe oggi) terrestre fittizia, con luoghi e persone conosciute dagli astronauti che lì vi sbarcano… Dove il sogno ha la meglio sulla realtà.

facce nella sabbiaIn fondo, dice Ray Bradbury in una raccolta di interviste appena pubblicata da Bietti (e incidentalmente a mia cura), “Siamo noi i marziani!”” (che è poi anche il titolo del libro in italiano).

GIANFRANCO DE TURRIS

 

NASA Mars Science Laboratory (Curiosity Rover) Mission Animation

 

 

Mars rovers Spirit and Opportunity landing on Mars

 

Credits: NASA, JPL

12 maggio 2015 Posted by | by G. de Turris, Fantascienza, Letteratura e Fumetti | , , | Lascia un commento

Saranno questi i nuovi Shuttle?

Negli ultimi anni il settore aerospaziale sembra aver abbandonato l’uso degli spazioplani, come nel caso del pensionamento dello Space Shuttle. In realtà ciò è vero solo in parte, infatti sia la Russia che gli Stati Uniti hanno in progetto di sviluppare una nuova generazione di Shutlle. Di seguito parleremo della navetta russa Kliper e le navette della serie X-37 costruite negli Stati Uniti.

1Lo spazioplano Kliper

Kliper è uno spazioplano prodotto dall’ Agenzia Spaziale Russa Roskosmos, il cui principale appaltatore è RKK Energia in collaborazione con l’ESA(Agenzia Spaziale Europea), che si occupa dell’aviotronica e dei sistemi di pilotaggio e la JAXA (Agenzia Spaziale Giapponese) per lo sviluppo dell’elettronica di bordo. Il progetto della navetta iniziò nel 2005 ma subì ritardi a causa delle modifiche al progetto e successivi problemi di fondi da parte della RKK Energia. Per questi motivi, l’Agenzia Spaziale Russa ha cercato di coinvolgere nel progetto anche l’Agenzia Spaziale Europea, la quale è la principale utilizzatrice dei mezzi spaziali russi. Non esiste una stima precisa di costi, in quanto le variazioni al progetto originale hanno determinato una fluttuazione compresa tra 15 e 16 milioni di dollari.

Inizialmente il primo test di volo sarebbe dovuto avvenire nel 2011, mentre il volo inaugurale l’anno seguente. L’Agenzia Spaziale Russa ha fatto tesoro dell’esperienza maturata nello sviluppo degli spazioplani, come il MIG-105 e il Buran, cercando di creare una navetta completamente riutilizzabile per il trasporto di passeggeri e rifornimenti. La navetta ha lo spazio sufficiente per 6 persone e 500 kg di carico, è provvista di uno scudo termico in piastrelle come lo Shuttle e il Buran. Sarà in grado di planare come un aliante al rientro nell’atmosfera terrestre, per poi atterrare su una pista di aerei usando un carrello d’atterraggio. Kliper sarà sprovvisto di motori e si affiderà solo al razzo Soyuz per la sua messa in orbita. Per dare alla navetta una grande flessibilità operativa, la si è dotata di un sistema di aggancio sulla coda per connetterla a moduli di trasporto o a moduli provvisti di motori oppure a moduli vitali per possibili missioni prolungate nello spazio o, in alternativa, ad una possibile combinazione di più soluzioni. Quest’ultimo aspetto è tenuto in grande considerazione dai progettisti del Kliper, poiché il mezzo potrà essere impiegato in missioni orbitali lunari e marziane. I profili delle future missioni del Kliper saranno i più disparati ma, nell’immediato, dovrebbe essere impiegato nel connetere la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) alla Terra, sostituendo le Soyuz.

Per tali missioni, inoltre,  è stato progettato un modulo di connessione, Parom, anche questo riutilizzabile perché verrà lasciato in orbita bassa al rientro della navetta, per essere riagganciato nella missione successiva verso la ISS. Se il progetto Kliper andrà in porto, sarà necessario lanciarlo con un razzo vettore, come tutti i veicoli diretti nell’orbita bassa. La Roskosmos ha previsto di utilizzare gli attuali razzi Soyuz 2-3, apprezzati per la loro grande affidabilità (valutata attorno al 100%) e per ragioni logistiche inerenti al modo di lanciare la futura navetta: questa sarà sistemata sulla sommità del razzo proprio come le navette Soyuz, in una configurazione particolarmente cara agli ingegneri russi per ragioni di sicurezza e di affidabilità.

2Confronto tra la Soyuz e Kliper

Le Soyuz sono attualmente le uniche navette a solcare i cieli poiché, dopo il pensionamento della flotta Shuttle, non esistono più altri sistemi di trasporto verso la ISS. Nonostante Kliper miri a sostituire le vecchie Soyuz, alcune soluzioni tecniche di queste continueranno a sopravvivere nella nuova navetta riutilizzabile. La Soyuz è lanciata da un razzo che porta lo stesso nome della navetta ed è disposta sua sommità di questo. Analogamente anche Kliper sarà disposto sullo stesso razzo della Soyuz e nella medesima posizione. La soluzione ha due vantaggi in termini di costi e di progettazione: si riducono i costi e tempi utilizzando un sistema già ampiamente collaudato e sicuro. Entrambe le navette hanno la stessa capacità di carico di 500 kg. Inoltre Kliper sarà dotata di una toilette di bordo, già presente nello spazio angusto della Soyuz. La principale differenza tra i due velivoli risiederà nella completa riutilizzazione della Kliper unita alla capacità di trasportare fino a sei persona alla volta invece di trre. Attualmente, il progetto è stato bloccato dal governo russo nonostante la grande risonanza mediatica di cui aveva goduto. Non si parla di una vera e propria cancellazione ma sta di fatto che le difficoltà progettuali, unite all’aumento dei costi, hanno pesato sulle prospettive future. Sembra che la Roskosmos stia portando avanti lo sviluppo della capsula PPTS (Prospective Piloted System), con una capacità di carico e di trasporto di persone pari alla navetta spaziale Kliper. La PPTS può avere varie configurazioni: una per il trasporto fino a 6 persone verso la ISS, e una per il trasporto di quattro persone adatto per l’orbita lunare e altre missioni in orbita terrestre.

3X – 37

L’altro spazioplano di cui parleremo sarà l’X-37, sviluppato negli Usa dall’aeronautica militare (USAF), dalla DARPA (l’agenzia del Pentagono per l’alta tecnologia), dalla NASA e dalla principale contraente per lo sviluppo, la Boeing. Mentre Kliper era ancora in fase di progetto, già l’X-37A compiva dei test di volo tra l’anno 2005 e 2006. Il primo volo orbitale avverrà con una nuova versione denominata X-37B. Il suo primo lancio, OTV-1, partì da Cape Canaveral il 22 aprile 2010 fino al novembre dello stesso anno con l’atterraggio nella base militare di Vandemberg. La missione successiva, OTV-2, durò dal 5 marzo 2012 con il lancio da Cape Canaveral ,al 16 giugno 2012 con atterraggio nella base di Vendemrberg. L’ultimo volo, OTV-3, partì da Cape Canaveral l’11 dicembre 2012 e atterrò sempre a Vandemberg il 12 ottobre 2012 stabilendo il record di permanenza nello spazio di un velivolo automatizzato per un totale di 670 giorni. Ufficialmente lo scopo della OTV-3 era di controllare i seguenti sistemi:

  • navigazione

  • guida e controllo

  • protezione termica

  • aviotronica di bordo

  • reazione dei componenti soggetti alle alte temperature

  • isolamento riutilizzabili

  • parti elettroniche leggere per il controllo del volo

  • paracadute orbitale

  • fase di rientro e atterraggio su pista

Vista la genericità dei profili delle missioni, si è ipotizzato che queste navette fossero legate principalmente a impieghi militari. I costi di sviluppo iniziali erano di 301 milioni di dollari nel 2002, anno in cui la Boeing si è aggiudicata la commessa. Per ora i possibili impieghi futuri della navetta sembrano essere di ricognizione e di sorveglianza ma è stato annunciato lo sviluppo della navetta X-37C: una versione adatta al trasporto di astronauti alla stazione spaziale internazionale.

5Confronto tra X-37 e Space Shuttle

La navetta X-37 è una versione ridotta dello Space Shuttle, pertanto ne condivide lo scudo termico in piastrelle e un carrello retrattile per gli atterraggi in aeroporto. La principale differenza con lo Space Shuttle risiede nelle dimensioni più ridotte dell’X-37 e un sistema di aggancio sulla coda per il trasporto di moduli specifici nelle diverse missioni. Come per Kliper, l’X-37 è progettato con il criterio della massima efficienza, traducendosi nella ricerca della massima flessibilità operativa che permetterebbe una riduzione dei costi. In altri termini, un velivolo più piccolo può essere lanciato su razzi meno potenti, necessitando di minor carburante e semplificando le procedure di lancio. Inoltre la creazione di moduli specifici e intercambiabili permetterà di riutilizzare la stessa navetta per più missioni, limitando tutta la costosa trafila della progettazione e dei successivi test solo al modulo specifico. Attualmente l’X-37B è stato equipaggiato da un modulo motori, contenente un Aerojet 2-3 alimentato ad idrazina.

Conclusioni

Da questa breve disamina sui futuri progetti degli spazioplani, emerge ancora un interesse attorno a questo genere di navette nonostante il pensionamento della flotta Space Shuttle e il trionfo dei capsule Soyuz. Non è un caso che i nuovi spazioplani siano sviluppati da ingegneri russi e statunitensi, che hanno fatto tesoro dell’esperienza maturata attraverso il MIG-105 per i primi e l’X-20 Dyna – Soar per i secondi. Questi progetti anticiparono lo sviluppo di più maturi programmi: Space Shuttle negli Usa e Buran nell’Unione Sovietica. La cosa interessante è che il primo spazioplano a compiere un volo orbitale con atterraggio completamente automatizzato fu il Buran, la cui tecnologia è oggi impiegata nei droni, nell’X-37B e nell’ipotetica navetta Kliper. Il programma statunitense Costellation e quello russo PPTS sembrano suggerire una riscoperta delle capsule spaziali, seppur potenziate per dimensioni e tecnologia. È curioso constatare che gli USA sembrano aver messo da parte il programma Costellation a vantaggio dell’X-37, mentre i russi, al contrario, hanno sospeso Kliper per PPTS. Il futuro è ancora incerto e forse l’entrata in scena i nuovi Global Competitor (specialmente tra i paesi BRICS) e delle compagnie private, potrebbero riservare interessanti sorprese.

LUCA di BITONTO

Bibliografia

 

3 dicembre 2014 Posted by | Astrofisica, Astronautica, News, Scienze dello Spazio | , , , , , , | Lascia un commento

NASA: basta ai tagli di bilancio!

Save Our ScienceLa Planetary Society di Pasadena in California, una delle maggiori organizzazioni non governative di livello mondiale dedicata alle Scienze dello Spazio, si sta impegnando in una dura battaglia per difendere il budget della NASA dai tagli proposti dal governo americano. In particolare l’azione è rivolta contro un taglio di oltre 200 milioni di dollari a carico del settore “Scienze Planetarie” dell’Agenzia, che renderebbe di fatto non più praticabile nessuna delle due missioni oggi ritenute di importanza cruciale per l’esplorazione del Sistema Solare. La prima sarebbe diretta verso Europa, la luna di Giove che si sospetta nascondere, celato sotto una spessa coltre di ghiaccio, un unico, immenso oceano d’acqua. La seconda missione prevederebbe il prelievo di campioni significativi del suolo e delle rocce marziane che andrebbero riportati sulla Terra per  una serie di esami e test di laboratorio impossibili da compiere con mezzi robotizzati sul pianeta d’origine.

La Planetary Society, fondata dal mitico Carl Sagan e da Louis Friedman, uno dei più grandi esperti di vele solari, si propone di premere sulla Casa Bianca e sul Congresso, raccogliendo almeno 25.000 email di protesta con una iniziativa a cui può partecipare chiunque, anche i non soci e coloro che non sono cittadini americani. Per aderire basta seguire questo link:

https://secure3.convio.net/planet/site/Advocacy?cmd=display&page=UserAction&id=153

compilate il questionario anagrafico con i vostri veri dati (email anonime non sono ammesse), il testo è già pronto e appare sulla destra del questionario. E non dimenticatevi di spedire (send)!

20 aprile 2013 Posted by | Astrofisica, Astronautica, News, Planetologia, Scienze dello Spazio | , , , , , | 1 commento

Marte, ultima missione?

20121209_Mars_Mariner_4_f840Nel marzo 2011, su richiesta della NASA, il National Research Council (NRC) presenta il documento chiamato “Visions and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013 – 2022”. Si tratta di un’indagine che viene realizzata anche per altre branche scientifiche e gode di grande prestigio dentro la comunità scientifica americana e fuori di essa, sopratutto presso il Congresso e la Casa Bianca. Viene considerata, infatti, come la reale espressione del pensiero e delle aspettative degli scienziati, al di là di ogni considerazione d’ordine politico o amministrativo. Per quanto riguarda l’esplorazione di Marte, il NRC ritiene che, dopo 40 anni di missioni d’ogni genere indirizzate a quel pianeta, la mole dei dati raccolti sia già oggi enorme. Solo una missione dedicata alla raccolta di campioni del terreno, e al loro successivo trasferimento sulla Terra per un’analisi approfondita (ancora impossibile in situ), porterebbe a progressi significativi e meriterebbe l’assegnazione di un budget generoso, intorno al miliardo e mezzo di dollari. Tale missione viene chiamata, per semplicità, Mars Sample Return (MSR), e nel caso non fosse realizzabile per un motivo qualsiasi, gli autori del rapporto propongono drasticamente la totale rinuncia ad altre missioni scientifiche di alto profilo su Marte e lo storno di eventuali fondi residui a favore dell’ “Europa Orbiter”, la seconda voce in ordine d’importanza nei desiderata degli scienziati. Dopo un paio d’anni di tira e molla, in cui sono intervenute varie commissioni di controllo, il Ministro degli Esteri Hillary Clinton in difesa dei delusissimi ex-soci europei, e lo stesso Presidente Obama, pare proprio che la missione si farà, ed esattamente alle condizioni richieste dagli scienziati. In questo senso infatti si è espresso John Grunsfeld, autorevole dirigente NASA, il 4 dicembre scorso a San Francisco nel corso della conferenza annuale della American Geophysical Union, ribadendo che il MSR-rover sarà un clone del Curiosity e che la missione sarà lanciata nel 2020. Mars Sample Return ha vinto non solo per l’indubbia qualità del suo progetto scientifico, ma anche perchè consente di mettere la parola fine al rapporto di collaborazione con gli Europei nella corsa a Marte, divenuto troppo costoso e impegnativo. Tutto ciò in attesa della finestra di lancio del 2035, che potrebbe essere quella del più grande evento mediatico del secolo: lo sbarco dei primi astronauti sul Pianeta Rosso.

 MSR planetvac_0001

L’aspirapolvere spaziale

La Honeybee Robotics non è un nome sconosciuto tra le migliaia di società piccole e grandi che costituiscono l’indotto della NASA. E’ nota infatti per aver costruito il Rock Abrasion Tool, montato sui rover destinati a Marte, la paletta per Phoenix Lander e strumentazione varia per Curiosity. Grazie a un piccolo finanziamento di trentamila dollari ricevuto dalla Planetary Society, gli ingegneri della Honeybee hanno cominciato a sviluppare il loro progetto di un dispositivo pneumatico a basso costo, chiamato PlanetVac, per la raccolta, stivaggio e conservazione, anche per lunghi periodi di tempo, di campioni geologici raccolti su vari corpi celesti. Per esempio il sistema, grazie alle condizioni di bassa gravità e pressione atmosferica presenti su Marte, e a maggior ragione sulla Luna o gli asteroidi, è in grado di aspirare la regolite presente sulla superficie, trasportandola attaverso una rete di tubi che corre dai punti di contatto col terreno, salendo lungo le gambe del lander, fino alla stiva. La regolite si muove all’interno delle cavità spinta da una serie programmata di sbuffi di gas. Il sistema è efficiente perché con lo sbuffo di un solo grammo di gas si riesce a stivare fino a cinque kg di regolite, ed è sicuro perché non ci sono parti mobili e la ridondanza è garantita replicando la rete tubolare per ognuna delle quattro gambe di sostegno. PlanetVac è facilmente adattabile a unità semoventi come rover o hopper.

20121030_PlanetVac_lander_leg_diagram_f537

Credits: Honeybee Robotics, NASA, Planetary Society, The Space Review

Fonti:

Visions and Voyages for Planetary Science 2013 – 2022
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/download-detail.cfm?DL_ID=742
The Space Review, The resurrection of Mars Sample Return http://www.thespacereview.com/article/2202/1
The Space Review, Tough decisions ahead for planetary exploration
http://www.thespacereview.com/article/1815/1
The Planetary Society – PlanetVac: Sucking Up Planetary Regolith
http://www.planetary.org/blogs/bruce-betts/20121030_PlanetVac-Intro-Blog.html

27 dicembre 2012 Posted by | Astronautica, Planetologia, Scienze dello Spazio | , , , , , , , | 1 commento

I primi passi verso l’industrializzazione dello Spazio

Con questo articolo Canio Di Turi fa il suo ingresso nella redazione del Tredicesimo Cavaliere e nella cosidetta blogsfera. Canio ha dalla sua due armi potenti: un solido curriculum universitario in Ingegneria Aerospaziale, e un’età inferiore alla metà dell’età media dell’attuale redazione. Non mi pare poco, e di più su Canio non voglio dire, anche se argomenti ce ne sarebbero parecchi, per esempio la sua passione per la scherma, che coltiva fin da bambino. Ma sarà lui stesso a parlarne, se vorrà, nella sua futura pagina personale. Nell’articolo seguente, che vale anche come introduzione alla sua tesi di laurea triennale, Canio affronta un tema cruciale per l’astronautica, ossia lo sfruttamento delle abbondanti risorse che lo Spazio ci offre.

Il metodo più diretto per ridurre il costo di una missione spaziale consiste nel ridurre la massa iniziale lanciata dalla Terra, che è costituita dalla struttura del vettore, dal carico utile e, per la maggior parte, dal propellente contenuto nel vettore stesso. Nelle missioni pilotate, in cui è previsto anche il ritorno di parte del vettore, sarà necessario portare una maggiore quantità di propellente, che costituirà gran parte della massa di carico utile nel viaggio di andata. Se il combustibile e l’ossidante per la fase di ritorno della missione potessero essere prodotti sul corpo celeste di destinazione, allora la massa totale al momento del lancio da Terra si potrebbe ridurre significativamente.

fig.1 – 2008 -L’astronauta operaio: Garrett Reisman impegnato nella manutenzione dei pannelli solari della Stazione Spaziale Internazionale. Credits: NASA/JPL and “The Year in Space”

Il concetto di in situ propellant production (ISPP) fa parte di una più grande categoria: in situ resources utilization (ISRU). Tale approccio prevede l’utilizzo di risorse locali per provvedere alle più varie necessità, quali il supporto vitale di un’eventuale missione pilotata, la fornitura di energia per gli impianti di un avanposto, e appunto la produzione di propellente. Si potrebbe infatti pensare di ottenere l’ossigeno per permettere la sopravvivenza di un equipaggio di astronauti su un certo pianeta, oppure di produrre ossidanti e/o combustibili, sempre tramite il trattamento di risorse locali. Ecco quindi che l’approccio ISRU/ISPP diventa una chiave indispensabile per effettuare viaggi di ritorno, o anche per consentire spostamenti sul corpo celeste di arrivo.

È ovvio però che per poter parlare di ISRU, e quindi di ISPP, è necessario avere una conoscenza approfondita del luogo di arrivo e permanenza, nonché dei corpi celesti che possano fare da tappe intermedie di un’eventuale missione spaziale. Non sono solo gli elementi reperibili in situ (come ad esempio l’anidride carbonica nell’atmosfera marziana) a determinare se l’approccio ISPP può essere praticabile o meno: bisogna tenere in conto anche l’intensità del campo gravitazionale del corpo celeste, le condizioni in cui si trovano gli elementi chiave (dispersi nell’atmosfera, nel sottosuolo, ghiacciati ai poli, ecc.); la quantità di energia solare disponibile, che diminuisce con l’allontanarsi dal Sole. Il primo esempio di ISRU è proprio l’energia solare che è utilizzata in diverse applicazioni, tra le quali l’alimentazione delle batterie, dei rover e altre apparecchiature, il riscaldamento e la propulsione elettrica.

Numerosi studi sono stati effettuati sull’ISRU/ISPP fino a oggi e, anche se ancora in via del tutto teorica, hanno dimostrato che questo tipo di strategia potrà sia ridurre la massa iniziale di lancio, e con essa i costi e i rischi associati alle missioni robotiche e pilotate, sia migliorare o estendere gli obiettivi scientifici e il raggio delle esplorazioni.

Marte e l’anidride carbonica

fig.2 – un particolare della superficie di Marte, fotografato dal Mars Reconnaissance Orbiter. Credits: NASA/JPL and “TheYear In Space”

L’atmosfera marziana è costituita per la maggior parte di anidride carbonica (95.5%), quindi di azoto (2.7%) e argon (1.6%). Il restante 0.2% è costituito prevalentemente da ossigeno (0.15%), vapore acqueo e monossido di carbonio.

Sembrerebbe dunque naturale tentare di trasformare la grande quantità di anidride carbonica in qualcosa di più utile, per esempio del propellente: combinandola infatti con l’idrogeno è possibile produrre metano/ossigeno (dove la prima voce indica il combustibile e la seconda l’ossidante). In alternativa è possibile ottenere monossido di carbonio/ossigeno, senza bisogno in tal caso dell’idrogeno, che se trasportato dalla Terra comporterebbe difficoltà di immagazzinamento dovute alle basse temperature necessarie e agli enormi volumi dei serbatoi, considerata la sua bassa densità. In alternativa è anche possibile sfruttare la CO2 marziana direttamente come ossidante per motori a combustibile metallico (Magnesio o Alluminio).

Altra risorsa di cui tener conto è l’acqua, la cui presenza è ormai accertata ai poli, nella regolite (la miscela di polveri sottili e di detriti rocciosi prodotta dagli impatti dei meteoriti) e nel sottosuolo. Purtroppo però il suo utilizzo comporterebbe gravi problemi, in quanto bisognerebbe trasportare gli impianti necessari all’estrazione e le tubazioni dalla Terra. Queste ultime sono necessarie soprattutto se si atterra lontano dai poli, l’unico luogo dove l’acqua, sotto forma di ghiaccio, è presente in superficie. Sarebbe invece del tutto inefficiente prelevare l’acqua dall’atmosfera, perchè è presente in piccolissima percentuale e la pressione atmosferica sul pianeta è molto bassa (circa 8-13.3 millibar). In queste condizioni servirebbe moltissima energia per trasformare una piccolissima parte di vapore acqueo.

Nell’ipotesi di poter disporre di idrogeno, i vari tipi di propellente ottenibili troverebbero differenti applicazioni, e, a seconda della missione, sarebbe possibile selezionare di volta in volta l’opzione più vantaggiosa, sia dal punto di vista propulsivo che da quello economico. La più utile è di sicuro la propulsione dei veicoli destinati a uscire dal campo gravitazionale di Marte, e in genere metano e metanolo sono i combustibili migliori per i vettori.

Per quanto riguarda i propellenti con impulso specifico più basso, un utilizzo interessante può essere l’alimentazione degli hopper (l’alternativa ai rover), veicoli che, in modo simile alle cavallette da cui prendono il nome, saltano da un punto all’altro del pianeta, percorrendo distanze variabili dalle centinaia di metri ai chilometri, grazie all’uso di motori a razzo alimentabili con monossido di carbonio/ossigeno (CO/O2). Per ottenere questo tipo di propellente non è necessario nessun rifornimento dalla Terra, anzi, secondo alcuni, l’hopper dovrebbe avere direttamente con sé un impianto di produzione di propellente e delle celle solari per alimentarlo (il peso dell’impianto costituirebbe circa la metà del peso del razzo a vuoto). Ovviamente più propellente sarà disponibile al momento del lancio più il salto dell’hopper sarà lungo, ma più tempo ci vorrà per ricostituire le scorte.

Inoltre, portando dalla Terra una riserva di metalli polverizzati, o riuscendo ad estrarli in situ, è possibile utilizzare dei motori CO2-breathing, consentendo quindi l’uso di aerei. Quest’ultima opzione però ha lo svantaggio che la bassa pressione di Marte porta a scarsa spinta, o, in modo equivalente, a largo consumo di combustibile o a grandi dimensioni di presa d’aria e ugello. Altrimenti si può aumentare la spinta dei motori a razzo: esperimenti recenti dimostrano che delle particelle di magnesio bruciano nella CO2 anche a pressioni basse come 10 millibar, rendendo possibile l’uso di motori ramjet su Marte come ausiliari degli endoreattori.

Altri esperimenti sono stati condotti per calcolare le prestazioni di turbojet che hanno evidenziato come tali motori richiedano prese d’aria e ugelli molto grandi, unitamente al fatto che la presenza di compressore e turbina aumenterebbe il peso. Inoltre la turbina subirebbe presto l’accumularsi di carbonio sulle pale, il che ne diminuirebbe l’efficienza fino all’arresto del motore. Ciò porta a scartare l’opzione di motori turbojet sul pianeta rosso.

Ghiaccio lunare

fig.3 -Come potrebbe essere una  futura base sulla Luna

Il grande vantaggio della Luna come sede di risorse naturali consiste nella sua vicinanza e dal fatto che è il corpo celeste che conosciamo meglio. La Luna o in alcuni casi lo spazio circumlunare (vedi Le geometrie invisibili del Sistema Solare), potrebbero ospitare in un futuro prossimo un avanposto da dove osservare l’universo (vedi PAC), e imparare a vivere e lavorare nello Spazio. In seguito, il nostro satellite potrebbe ospitare una base permanente dove costruire gli impanti per lo sfruttamento delle risorse disponibili in situ e fornire servizi alle futture missioni interplanetarie.

La Luna è ricca di risorse: è stata infatti accertata la presenza di ghiaccio ai poli in quantità notevole (oltre 3×1010 tonnellate per ciascun polo) nelle zone in ombra permanente. La regolite è la seconda fonte di minerali lunari: essa infatti è ricca di ossidi di ferro, presenti questi ultimi specialmente nell’ilmenite, che costituisce il 15-33% della regolite lunare. Inoltre nella regolite si trovano una grande varietà di minerali metallici, soprattutto sotto forma di silicati e ossidi di ferro, e anche acqua per meno dell’uno percento.

Data l’accertata presenza di acqua, la scelta più naturale è sottoporla a elettrolisi per ottenere il propellente H2/O2 liquido. Per quanto riguarda la regolite è possibile estrarre solamente ossigeno dall’ilmenite. Bisognerebbe dunque portare dalla Terra l’idrogeno o qualsiasi altro combustibile che bruci con l’ossigeno e non abbia un impulso specifico troppo basso, operazione questa non vantaggiosa; mentre è possibile estrarre ghiaccio tramite diversi procedimenti, quindi riscaldarlo ed elettrolizzarlo, ottenendo sempre idrogeno/ossigeno.

D’altra parte, se si estraessero dalla regolite i vari metalli (tra i quali ferro, titanio, alluminio, magnesio e silicio), questi potrebbero essere utilizzati come combustibile insieme all’ossigeno. Purtroppo però il trattamento della regolite al fine di ottenere i metalli non è semplice: la regolite è un composto omogeneo di diversi metalli, quindi una prima difficoltà si riscontra nell’ottenere un’efficiente separazione del metallo che interessa. Nonostante sia a disposizione la tecnologia necessaria (alcuni metodi sono più conosciuti ed efficienti di altri) l’assenza di atmosfera lunare crea difficoltà di lubrificazione e raffreddamento dei macchinari, che quindi diventano più costosi dei loro corrispettivi terrestri perchè richiedono una progettazione ad hoc. Tali dispositivi peraltro consumano parecchia energia per estrarre il metallo dalla regolite, in particolare nel caso del titanio. Infine sono stati effettuati esperimenti in laboratorio per calcolare gli impulsi specifici dei propellenti metallo/ossigeno, quando interamente prodotti in situ. I risultati però sono stati deludenti: l’impulso specifico massimo è pari a circa 300 secondi per il gruppo alluminio/ossigeno.

Come nel caso di Marte, il propellente fabbricato sulla Luna potrebbe essere utile per uso locale, o per rifornire vettori per il ritorno, consentendo quindi di partire dalla Terra con un peso minore.

I ghiacci di Europa, gli idrocarburi di Titano, asteroidi, comete

fig.4 – Titano, polo nord: i famosi laghi di metano, fotografati dalla sonda Cassini – Huygens. Credits to Wikipedia

Nel Sistema Solare sono numerosi i corpi celesti adatti all’approccio ISPP, citerò i più importanti. Dei 63 satelliti di Giove, Europa è il sesto per vicinanza al pianeta, e presenta una superficie costituita da ghiaccio, duro come il granito a causa delle bassissime temperature, che possono arrivare anche a -220 C. Titano, satellite di Saturno, presenta un’atmosfera più densa del nostro pianeta, con una pressione superficiale di circa 1,5 bar, composta di azoto (98.5%) e, più importante, di idrocarburi: metano ed etilene (1.5%) e ci sono tracce di idrocarburi più pesanti. Sono state fotografate infatti vere e proprie nuvole di metano sul satellite, e ciotoli di acqua ghiacciata erosi da pioggia di metano sulla sua superficie (missione Cassini-Huygens). Titano è composto da roccia e ghiaccio e presenta nei crateri generati dagli impatti di asteroidi dei laghi di idrocarburi, prevalentemente metano, la cui presenza è stata segnalata nel 2007.

Qualche volta comete ricche di ghiaccio e metano allo stato solido, passano nei pressi della Terra, e numerosi sono gli asteroidi che circolano nel nostro Sistema Solare, sulla cui superficie è presente la regolite, ricca di materie prime. Anche questi piccoli corpi potrebbero essere industrializzati e poi usati come tappe intermedie per spedizioni a lungo raggio.

È noto infine che lo Spazio non è completamente vuoto. Specialmente quando si è nell’orbita bassa di un pianeta si possono trovare numerosi elementi chimici, anche se molto rarefatti. Prendendo in considerazione la Terra per esempio, in un’orbita a 300 km di altitudine è possibile trovare piccole quantità di idrogeno, elio, ossigeno atomico e molecolare, azoto e argon. Si potrebbe pensare dunque a un largo collettore conico che raccoglie, a mo’ di presa d’aria, questi residui mentre descrive la sua orbita attorno alla Terra: così facendo si potrebbero recuperare chili di ossigeno atomico ogni giorno!

Fonte: La Sapienza, Università di Roma – Facoltà di Ingegneria. Tesi di laurea  in Ingegneria Aerospaziale:  “Impiego di propellenti raccolti in situ nell’esplorazione spaziale” di Canio Di Turi.

Questo articolo segna la nostra partecipazione al Carnevale della Fisica #23

28 settembre 2011 Posted by | Astrofisica, Astronautica, Carnevale della Fisica, Planetologia, Scienze dello Spazio | , , , , , | 5 commenti

La terraformazione di Marte

“Terraformare” è un procedimento di ingegneria planetaria diretto a migliorare la capacità di un ambiente extraterrestre di sostenere la vita come noi la conosciamo. La terraformazione avviene per gradi e trasformare l’ambiente originario in una biosfera perfettamente abitabile dagli esseri umani sarebbe, se effettivamente praticabile, solo l’ultimo di una serie di passaggi. Sebbene Marte si presenti oggi come un deserto freddo e inospitale, nel Sistema Solare sembra essere il miglior candidato per una terraformazione almeno parziale. Infatti le caratteristiche di base del Pianeta Rosso, come densità, gravità, dimensioni, parametri orbitali, ecc, sono comunque biocompatibili.

Primo livello: ecopoiesis

Nato negli anni ’40 in ambito fantascientifico, il concetto di terraformazione è entrato a far parte del vocabolario scientifico a partire dagli anni ’70. In quel periodo, infatti, in seguito ai successi delle sonde Mariner e Viking, Carl Sagan e altri pionieri avevano creato i primi modelli matematici computerizzati dell’atmosfera e del clima marziani, utili anche per simulare il processo di terraformazione. Grazie all’enorme mole di dati raccolta nelle successive missioni, oggi possiamo disporre di modelli così dettagliati di Marte da non avere nulla da invidiare agli analoghi terrestri.

Oggi Marte può quasi certamente essere considerato un pianeta sterile. Di sicuro è un ambiente estremo, del tutto inadatto a ospitare la vita, almeno in superficie. La sua tenue atmosfera, composta quasi esclusivamente da anidride carbonica, e l’assenza di un campo magnetico, rendono impossibile difendersi dai raggi cosmici e dalla radiazione ultravioletta proveniente dal Sole. Inoltre il freddo intenso confina l’acqua in grandi riserve sotterranee e ai poli, sotto forma di ghiaccio. Gli scienziati sono d’accordo sul fatto che il primo livello di terraformazione potrà dirsi raggiunto quando la massa atmosferica sarà accresciuta tanto da ridurre significativamente l’entità delle radiazioni che giungono al suolo, l’acqua allo stato liquido sarà disponibile in superficie, e la temperatura al suolo sarà aumentata di circa 60 gradi. In pratica, le condizioni di Marte assomiglierebbero a quelle della Terra nel periodo pre-Cambriano: una biosfera completa e autonoma, capace di sostenere la vita di microrganismi anaerobici. Questo primo livello di terraformazione viene chiamato ecopoiesis e potrebbe essere raggiunto nel volgere di 100 – 200 anni.

(nell’immagine a sinistra: i numeri di Marte in valore assoluto e comparato a quello della Terra). Per un colono umano vivere in un ambiente del genere piuttosto che in quello attuale presenterebbe indubbi vantaggi, basti pensare che l’acqua allo stato liquido presente in superficie in grande quantità, potrebbe soddisfare tutte le necessità di un insediamento permanente ed essere utilizzata anche per generare energia elettrica. I coloni potrebbero muoversi in esterni senza tuta spaziale, basterebbe un semplice respiratore. La creazione di una agricoltura marziana è stata oggetto di indagine da parte del neozelandese Michael Mautner della Lincoln University. Egli ha dimostrato che colture di tessuti di asparago e patata possono effettivamente crescere su un terreno composto da meteoriti di origine marziana finemente triturate. Non solo alcune piante possono prosperare in un terreno di laboratorio analogo al regolite marziano, ma possono farlo anche certi microrganismi: dopo essere stati gli antesignani della vita sulla Terra, potrebbero ricoprire lo stesso ruolo anche su Marte.

Ingegneria planetaria applicata

Dunque, come realizzare l’ecopoiesis sul Pianeta Rosso? Con un galoppante effetto serra, è stata la risposta della maggioranza degli esperti dell settore, cioè liberando la grande quantità di anidride carbonica presente nella regolite che copre tutto il pianeta. Robert Zubrin e Christopher McKay hanno presentato nel 1993 un modello matematico secondo il quale si instaura il seguente ciclo, innescato da un intervento di ingegneria planetaria:

  1. intervento umano

  2. aumento della temperatura

  3. gassificazione dell’anidride carbonica

  4. aumento della massa atmosferica

  5. aumento della pressione atmosferica —> 2

E’ un circolo virtuoso in grado di autoalimentarsi fino all’esaurimento delle riserve di anidride carbonica. A seconda dell’entità di tali riserve, alla fine del processo si ottiene una pressione compresa tra 800 millibar e 3 bar, in corrispondenza di una temperatura compresa tra -23 e +7 gradi Celsius e oltre.

(nell’immagine a sinistra: l’effetto serra su Marte). La scelta del metodo migliore per innescare l’effetto serra appena descritto è un problema sul quale si registra tra gli scienziati una grande difformità di opinioni, e quindi sono allo studio molti progetti diversi. Inoltre va sottolineato che nessuna delle tecnologie esposte qui di seguito è oggi pienamente disponibile, ma è ragionevole pensare che alcune lo saranno al più tardi entro la fine del secolo. Non stiamo quindi lasciando il metodo scientifico per il mondo della fantasia, ma speculando sul futuro prossimo di una scienza giovane, la terraformazione.

L’astronomo inglese Paul Birch ha ideato un progetto per “l’accensione” dell’effetto serra che non esiterei a definire ciclopico. Si tratta di costruire uno specchio di 125 km di raggio, capace di innalzare la temperatura del polo sud marziano di 4 gradi, sufficiente a rendere di nuovo gassosa l’anidride carbonica lì imprigionata sotto forma di ghiaccio secco. Lo specchio, se posizionato sullo zenit del polo sud a 214.000 km dal pianeta, non in orbita, bensì nella cosìdetta posizione “pole sitter”, potrebbe riscaldare la calotta sferica del pianeta a partire dai 70 gradi di latitudine. L’enorme speccho sarà costruito in tessuto Mylar da 4 micron di spessore, come una vela solare, e rivestito in alluminio per complessive 200.000 tonnellate. Le dimensioni e il peso di un simile oggeto ne rendono la costruzione sulla Terra del tutto impensabile, quindi per realizzarlo si dovrà attendere di poter disporre di impianti estrattivi e manifatturieri nello spazio, magari sulla Luna. E da come fervono i preparatvi per una nuova “Moon Race”, zeppa di nuovi protagonisti (Cinesi, Giapponesi, Indiani, Europei, compagnie private) potremmo non dover aspettare troppo a lungo.

L’anidride carbonica non è il solo gas serra, né il più efficiente. C’è, per esempio, la grande famiglia dei clorofluorocarburi (CFC), messi fuori legge negli anni ’80 perché riconosciuti responsabili del “buco nell’ozono” che colpì l’atmosfera sopra l’Antartide. I CFC, come gas-serra, sono molto più efficienti dell’anidride carbonica, e, da uno studio di Lovelock e Allaby del 1984, ripreso nel ’93 da McKay, apprendiamo che, grazie a essi, l’effetto serra planetario potrebbe essere innescato in soli 20 anni, ma a costi oggi improponibili, perché richiederebbe la costruzione di fabbriche per la produzione dei gas serra direttamente sul suolo marziano.

Fin qui ho esaminato i due più noti metodi per dare inizio alla terraformazione di Marte, ma ne voglio citare un terzo, un metodo ibrido, che potrebbe servire a tagliare i tempi per raggiungere l’ecopoiesis, a costi accessibili. Una volta che il mega-specchio o i CFC fossero riusciti a far apparire un po’ d’acqua in superficie, si potrebbero spargere due tipi di batteri, segnalati per la prima volta da Sagan e Pollack neli anni 60. I batteri del primo tipo sono in grado di ottenere ammoniaca da acqua e azoto (si pensa che grandi quantità di azoto siano imprigionate nella regolite marziana, come accade all’anidride carbonica). L’altro tipo di batterio, invece, usa acqua e anidride carbonica per ottenere metano. I due gas così ottenuti offrono protezione contro i raggi UV, e sono anche gas serra molto efficienti. Spargere questi batteri su un terreno umido di estensione pari all’1% della superfice del pianeta, basterà a produrre ammoniaca e metano in quantità sufficiente a riscaldare il pianeta di 10 gradi in 30 anni.

La lista dei possibili interventi di “accensione” è ancora lunga, quindi mi limiterò a elencarne le voci, per la curiosità dei lettori: 1) Cambiare l’eccentricità dell’orbita di Marte 2) Cambiare l’inclinazione dell’asse di rotazione 3) Cambiare il ciclo di precessione 4) Incanalare nell’atmosfera nuclei cometari ricchi di elementi volatili 5) Allo scopo di diminuire l’albedo del terreno sottostante, irrorare le calotte polari con grani di polvere scura che assorbono il calore, oppure introdurre piante bioingegnerizzate 6) introdurre microrganismi bioingegnerizzati per alterare la composizione dell’atmosfera.

Una volta raggiunta la piena ecopoiesis, sappiamo che i vantaggi per i futuri coloni saranno già molto rilevanti. Il passo successivo verso la totale terraformazione consisterebbe nella radicale trasformazione dell’atmosfera, iintroducendo ossigeno e azoto, ed eliminando anidride carbonica. Si tratta evidentemente del ben noto processo della fotosintesi clorofilliana, grazie al quale le piante della Terra forniscono ossigeno al mondo animale. Può il ciclo della fotosintesi essere instaurato anche su Marte, e il suo siluppo accelerato in modo da ottenere risultati tangibili in tempi umani e non geologici? A questa e ad altre domande i lettori potranno trovare risposta attingendo all’ampia documentazione disponibile in linea. Noi passiamo ad altri argomenti, non prima però di aver consigliato la lettura dell’imperdibile “The Case for Mars – La questione Marte” di Robet Zubrin e Richard Wagner, nell’edizione italiana realizzata da Mars Society Italy.

Quattro scuole di pensiero

Nel corso degli anni 70, concluso il Progetto Apollo, acquistarono una certa popolarità le proposte di Gerard K. O’Neill. Professore di fisica a Princeton e inventore di successo, era noto per i suoi progetti di insediamenti orbitanti intorno alla Terra, alla Luna, e al punto di librazione EML-5. Nel corso del dibattito che si sviluppò intorno alle sue proposte, per la prima volta l’opinione pubblica fu messa di fronte a problemi di etica ambientale relativi ad insediamenti nello spazio, sebbene a un livello piuttosto superficiale. Ma ben presto fu chiaro che la NASA non avrebbe mai dato alcun supporto alla causa di O’Neill e l’interesse del pubblico, nel corso del decennio successivo, si spostò su Marte, attirato dal successo del programma Viking e dal fatto che in questo caso si trattava di discutere sugli aspetti etici di un intervento di ingegneria ambientale su un intero pianeta. Marte poteva essere considerato come una potenziale proprietà immobiliare, oppure come un patrimonio ambientale unico, che doveva essere preservato? E quali diritti andavano riconosciuti a una forma di vita marziana, magari dei microrganismi, o a una ipotetica biosfera? Il dibattito ha profondamente coinvolto la comunità scientifica e sono emerse quattro scuole di pensiero:

  • Antropocentrismo. E’ una rivisitazione in chiave ambientalista dell’omonimo sistema filosofico e religioso che trova origine nel mondo antico. Solo gli esseri umani hanno diritti, perchè sono gli unici membri della biosfera a essere in grado di pensare razionalmente e agire moralmente. La natura è semplicemente una risorsa da sfruttare, a disposizione esclusiva dell’Uomo che può farne ciò che vuole. Animali, piante, l’intera biosfera non hanno alcun valore se non quello di essere utili all’Uomo. E Marte? Se è più utile come seconda casa che come deserto arido e freddo, allora venga pure terraformato, sarà per una giusta causa.

  • Zoocentrismo. Pochi potrebbero negare oggi che gli animali dotati di sistema nervoso e cervello evoluti, come i mammiferi e i primati, siano dotati di coscienza individuale e capaci di provare piacere e dolore. Gli zoologisti chiedono che gli animali più evoluti vengano considerati esseri senzienti al pari degli Umani, e siano quindi riconosciuti loro almeno dei diritti di base. Su Marte non sono state trovate forme di vita animale evoluta, quindi gli zoologisti dovrebbero essere sfavorevoli a progetti di terraformazione.

  • Ecocentrismo. La vita è sacra in tutte le sue forme, anche le più umili, e gli esseri umani non sono visti come esseri superiori, ma come membri paritari di un ecosistema, e il loro progresso scientifico e tecnologico viene guardato con sospetto. Anzi, gli ecocentristi chiedono che l’attuale civiltà basata sui consumi venga trasformata in senso ecosostenibile, la popolazione venga ridotta, e si adotti uno stile di vita in armonia con la natura. Nessuna obiezione di principio alla terraformazione di un pianeta sterile come Marte, ma interesse per la creazione di una nuova biosfera.

  • Preservazionismo. La natura deve essere rispettata per quello che è, senza dare importanza al contesto. Il cosmo ha un suo valore intrinseco, che gli conferisce il diritto di essere presevato da ogni interferenza umana. L’esplorazione dello spazio andrebbe fatta in punta ddi piedi, con un sacro rispetto per l’unicità di ogni cosa, in uno stato di meditazione contemplativa, dimenticando progetti di terraformazione e insediamenti extraterrestri.

Per completezza, ho raccolto qui di seguito l’opinione degli autori di una parte delle fonti di cui mi sono servito per questo articolo.

Robert H. Haynes, genetista e biofisico canadese, è stato il primo a rendersi conto che la terraformazione di Marte poteva essere l’arena ideale in cui dar vita a una nuova etica cosmocentrica, e si è schierato a favore, a condizione che Marte fosse risultato sterile. In caso contrario, ha proposto che gli esseri umani debbano “impegnarsi in attività tecnologiche atte ad aumentare le capacità di sopravvivenza di qualsiasi organismo indigeno, e promuovere cambiamenti globali che avrebbero permesso di massimizzare la ricchezza e la diversità delle forme di vita marziane.”

Robert Zubrin, fondatore della Mars Society: ”Direi che un fallimento nella terraformazione di Marte costituirebbe un fallimento nel far onore alla nostra natura umana e un tradimento della nostra responsablità in quanto membri della comunità stessa della vita. Oggi la biosfera vivente (della Terra, ndr) ha la capacità di espandere la sua portata per andare a comprendere un intero nuovo mondo.”

Martin Beech, La Regina University, Canada: “La scoperta di microrganismi su Marte dovrebbe o comunque potrebbe cambiare il nostro punto di vista rispetto all’esplorazione e alla terraformazione del pianeta? Ricoscendo che sull’argomento esistono molte opinioni diverse, tutto ciò che si può fare è mettere le carte in tavola, e la risposta sarà: non fermatevi, continuate a esplorare.”

Martyn J. Fogg, astrofisico, esperto in ingegneria planetaria, Londra: “Non c’è nessuna obiezione morale fondamentale a che la vita sia portata su Marte, piuttosto che abbia avuto origine lì, o vi sia arrivata accidentalmente. Se la vita comincia quando Marte si trova nella sua mezza età geologica, piuttosto che nella sua giovinezza, è una questione di tempismo piuttosto che di morale. La vita può cambiare Marte, ma non togliergli la sua unicità. Con questo non voglio dire che non esistono problemi morali insiti nella creazione di insediamenti spaziali, ma c’è modo e modo di agire in proposito.”

Fonti:
R. Zubrin, R. Wagner “The Case of Mars – La questione Marte” Aldebran Ed.
M. Beech, “Terraforming: the Creating of Habitable Worlds” Springer Ed.
Robert H. Haynes, “How Might Mars Become a Home for Humans?” Articolo
Martyn J. Fogg, “Terraforming Mars: a Review of Research” Articolo
Martyn J. Fogg, “The Ethical Dimensions of Space Settlement” Documento

Per le  immagini si ringraziano Martyn J. Fogg, Praxis Ed, Aldebran Ed.

Questo articolo rappresenta il nostro contributo a “Il Carnevale della Fisica” #19

28 maggio 2011 Posted by | Carnevale della Fisica, Planetologia, Scienze dello Spazio | , , | 8 commenti

   

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: