Colonia su Marte: le difficoltà, il viaggio e la vita dei pionieri

Raggiungere Marte comporta un viaggio molto lungo nel vuoto dello spazio e la NASA, l'ente spaziale americano, pensa di potervi inviare uomini entro 15 - 20 anni, un tempo troppo lungo per le intenzioni di Elon Musk che pensa di fondar una colonia su Marte entro il 2050

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Le ripetute dichiarazioni di Elon Musk, il proprietario di SpaceX, circa la sua convinzione di voler fondare una colonia su Marte, per rendere l’umanità una specie interplanetaria, hanno riacceso l’interesse di molti appassionati per il pianeta rosso.

Ma quali sono le possibilità reali che il visionario miliardario di origine sudafricana riesca a mettere in pratica in suo proposito?

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È difficile dirlo, ammesso sia possibile, l’impresa costerebbe una cifra enorme ed è improbabile che, per quanto ricco, Musk possa realizzarla con le sue sole forze.

Inoltre sono ancora moltissimi e complessi i problemi da superare prima di poter inviare anche solo un pugno di astronauti in esplorazione, ancora più difficile sarebbe fondare una colonia su Marte.

Raggiungere Marte comporta un viaggio molto lungo nel vuoto dello spazio e la NASA, l’ente spaziale americano, pensa di potervi inviare uomini entro 15 – 20 anni, un tempo troppo lungo per le intenzioni di Elon Musk.

Proviamo ad esaminare le difficoltà che si prospettano davanti a questa impresa.

Il viaggio

Nonostante la Nasa abbia ormai inviato molti lander e rover sulla superficie di Marte, l’invio di esseri umani sul pianeta rosso è sembrato un obiettivo lontano – fino a poco tempo fa.

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Raggiungere il pianeta con un equipaggio di esseri umani sarà di per sé un’impresa, poiché la distanza tra la Terra e Marte varia tra i 56 ed i 400 milioni di chilometri. In media, la distanza tra Terra e Marte è di 230 milioni di chilometri.

Secondo il sito web del Centro di volo spaziale Goddard della NASA, con i mezzi attuali il tempo di viaggio necessario per portare uomini su Marte dovrebbe essere di circa nove mesi e i veicoli spaziali senza pilota inviati fino ad oggi hanno impiegato da 128 a 333 giorni per raggiungere il pianeta rosso.

Secondo il professore di fisica Craig Patten, dell’Università della California, San Diego, il viaggio potrebbe essere abbreviato bruciando più carburante per accelerare l’astronave invece di affidarsi all’inerzia dopo la spinta iniziale, ma non sarebbe consigliabile per via del peso del carburante, che sottrarrebbe risorse preziose in scorte di sopravvivenza e strumentazioni.

Proprio su questo punto la SpaceX di Elon Musk prevede di poter intervenire, infatti l’enorme nave spaziale completamente riutilizzabile che sta costruendo, la Starship, verrebbe portata in orbita da un lanciatore pesante, il Super Heavy, dove incontrerebbe una versione della stessa nave adattata a tank che funzionerebbe come una stazione di servizio autostradale, permettendo alla Starship di fare il pieno di carburante prima di lanciarsi verso Marte, in un viaggio, da compiere in accelerazione, non è chiaro se costante o con accensioni successive, che potrebbe durare meno di due mesi.
Il progetto di Musk prevede anche che la Starship con equipaggio sia preceduta da altre quattro navi analoghe ma cariche di forniture di ogni genere, da rover adattati per lavorare con uomini a bordo nell’ambiente di Marte a rifornimenti e ricambi tecnologici.
L’ostacolo principale per gli astronauti che affronteranno il viaggio saranno, oltre alle difficoltà insite nel vivere per due mesi all’interno di un ambiente ristretto vedendo sempre le stesse poche facce, le radiazioni cosmiche, particelle cariche capaci di passare oltre le paratie dell’astronave e di attraversare i corpi con un’alta possibilità di provocare danni a livello genetico e non solo.
Sulla Terra e nelle missioni spaziali in orbita bassa gli esseri umani sono protetti da queste radiazioni dall’azione del campo magnetico della terra che agisce come uno scudo immateriale che deflette e assorbe le radiazioni spaziali. Una nave spaziale in viaggio nello spazio profondo sarà al di fuori della protezione del nostro pianeta madre e sarà necessario escogitare qualche sistema per proteggere gli astronauti.

Questo problema sta già venendo affrontato per proteggere gli astronauti che saranno impegnati nelle missioni lunari del programma Artemis, che non saranno brevi come le missioni effettuate durante il programma Apollo, durante le quali sarà necessario proteggere dalle radiazioni gli astronauti per periodi prolungati, lunghi settimane o mesi.

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Secondo Elon Musk, la Starship, costruita in acciaio temperato, offrirà già un discreto filtro alle radiazioni ma si pensa a scudi di vari materiali in corso di sperimentazione. Tra i materiali sperimentati rientrano l’alluminio, l’acqua, il polietilene, strutture multistrato e simulazioni di materiali proveniente dalla Luna e da Marte.

La soluzione scelta per la protezione degli astronauti durante il viaggio, probabilmente sarà anche adattata per le strutture della futura colonia su Marte.

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Uno schermo più spesso e compatto non rappresenta sempre la soluzione migliore. I raggi cosmici che colpiscono gli schermi metallici possono produrre sciami di particelle secondarie potenzialmente ancora più dannose. In generale, più leggeri sono i materiali, come l’acqua e la plastica, migliore è la protezione che forniscono. Ad oggi, dei nuovi materiali ricchi di idrogeno, sviluppati da un’azienda del Regno unito, sembrano promettere degli ottimi risultati.

Una volta raggiunto il pianeta rosso, la Starship dovrà affrontare la difficile discesa nella rarefatta atmosfera di Marte, una discesa da cui, ad oggi, circa il 50% delle missioni automatiche non sono uscite indenni, ma questa percentuale è in diminuzione.

Dopo l’atterraggio, gli astronauti avranno a che fare con le condizioni ostili di un pianeta quasi completamente privo di campo magnetico e con un’atmosfera talmente rarefatta da non offrire quasi nessuna protezione dalle solite radiazioni cosmiche in arrivo dallo spazio.

Insomma, la prima colonia su Marte dovrà affrontare ostacoli davvero complessi.

Colonia su Marte: quali fide dovranno affrontare gli astronauti?

Mantenere in salute gli astronauti in missione su Marte sarà una delle sfide principali per scienziati e ricercatori. Secondo Dorit Donoviel, direttore del Translational Research Institute for Space Health, i primi problemi sorgeranno a causa della durata del viaggio.

Qualsiasi problema di salute che si dovesse presentare dovrà essere affrontato lontano dalla Terra, con pochi strumenti e limitate risorse, rendendo complicato anche il trattamento di malattie normalmente lievi. Idealmente, l’equipaggio dovrebbe comprendere un medico preparato per le emergenze, in grado di intervenire sia a livello farmacologico che chirurgico.

Perfino un semplice calcolo renale potrebbe diventare essere pericoloso per la vita“, ha detto Donoviel. “Oltre alle normali patologie che possono colpire un essere umano in qualsiasi momento, sarà necessario preoccuparsi ed essere preparati anche a quelle situazioni che potrebbero presentarsi a causa della vita prolungata in un ambiente ristretto ed ostile, e questo vale sia per l’ambiente dell’astronave che per quello che si troverà una volta scesi su Marte”.

“Le radiazioni cosmiche e la vita promiscua in un ambiente ristretto potrebbero presentare problemi imprevisti per i quali si dovrà far fronte a situazioni in cui l’assistenza sanitaria andrà improvvisata“.

I ricercatori stanno considerando anche gli effetti psicologici del viaggio, che vedrà gli astronauti confinati in piccoli spazi per lunghi periodi di tempo.

Una volta che gli umani raggiungeranno il pianeta, continueranno a essere limitati alle tute spaziali e all’ambiente ristretto di lander e rover, poiché l’aria di Marte non è respirabile e le temperature sono davvero estreme, con escursioni anche di 70 o 80 gradi in un giorno.

Inoltre la mancanza di un campo magnetico planetario e la scarsa densità atmosferica esporranno gli astronauti al rischio di essere colpiti da radiazioni solari e cosmiche con conseguenze imprevedibili per la salute.

Fortunatamente, gli astronauti non avranno tempo per annoiarsi una volta arrivati su Marte.

A parte l’esplorazione della superficie del pianeta che comprenderà analisi fisico-chimiche da effettuare su aree diverse, lo studio della geologia, la ricerca di ghiaccio d’acqua e di eventuali segni di vita presente o passata, gli astronauti, dovranno anche effettuare numerosi esperimenti scientifici atti a verificare la possibilità di avviare una futura base planetaria o una colonia su Marte.

Ad esempio, bisognerà provare le tecnologie che serviranno per ricavare acqua, ossigeno ed idrogeno da ghiaccio e CO2, sia per la sopravvivenza che per ottenere propellente per razzi per il ritorno. Bisognerà provvedere a coltivare piante ad uso alimentare in ambienti adatti e studiare le reazioni della fisiologia umana alla vita prolungata in un ambiente dove la gravità è un terzo di quella terrestre.

È prevedibile che, così come si pensa di fare per la Luna, i primi ambienti abitabili della futura colonia su Marte verranno ricavati all’interno dei numerosi e grandi “tubi di lava” che sembra abbondino in certe aree di Marte, costruendo in superficie solo alcuni ambienti schermati adatti ad ospitare laboratori  e aree di decompressione.

Sempre per lo scopo di ricavare acqua, ossigeno e idrogeno, sarà necessario trovare delle aree da cui estrarre ghiaccio d’acqua da lavorare. Inoltre, si potranno utilizzare stampanti 3D costruite allo scopo, per ricavare materiale da costruzione realizzato con la regolite marziana.

Certamente la vita quotidiana nella futura colonia su Marte sarà intensa e pericolosa e la colonizzazione del pianeta rosso probabilmente costerà molte vite nei primi anni. Per essere un colono marziano bisognerà rendersi conto che si tratterà di un viaggio di sola andata verso una vita dura e difficile, con la possibilità di morire per un qualsiasi incidente.

Un giorno, però, l’uomo avrà una colonia su Marte, probabilmente più di una e vi costruirà città brulicanti di vita e, anche se non sarà possibile “terraformare” il pianeta rosso per garantire una vita all’aria aperta ancora per decenni se non secoli, la capacità dell’uomo di adattare l’ambiente alle sue esigenze alla fine prenderà il sopravvento.

In ogni caso, fondare una colonia su Marte non sarà una passeggiata.

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