Terraformazione: perché dovremmo pensare alla Luna invece che a Marte

Il primo mondo in cui gli umani dovrebbero abitare oltre la Terra è la Luna, non Marte. Ecco perché la terraformazione del nostro vicino lunare è così attraente

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Non importa quanto avanzata diventi la nostra civiltà qui sulla Terra, c’è un fatto che fa riflettere con cui non abbiamo altra scelta che fare i conti: le risorse che abbiamo qui sul pianeta Terra sono limitate. Ciò non include solo le risorse a cui normalmente pensiamo come minerali, acqua pulita e aria respirabile, ma qualcosa di ancora più fondamentale e restrittivo: l’area territoriale. Non importa quanto completamente ci sviluppiamo, c’è solo una quantità finita di terra continentale da abitare qui sul nostro pianeta.

Anche se le “città galleggianti” sui mari e sugli oceani potrebbero un giorno diventare una possibilità, la superficie finita del pianeta Terra assicura che, oltre un certo punto, dovremo lasciare il nostro pianeta natale se vogliamo che la nostra civiltà continui a crescere. Sebbene molti di noi abbiano sognato di vivere su un altro mondo, dobbiamo ancora trovare anche un accenno di vita su un mondo oltre la Terra, tanto meno un pianeta completamente abitato o abitabile dagli umani. Se vogliamo che un mondo sia adatto a noi per vivere, sembra che la nostra unica opzione sarà quella di trasformare un pianeta attualmente inabitabile in uno su cui gli umani possano sopravvivere: la terraformazione. Nonostante l’idea diffusa che Marte sia il mondo giusto da terraformare, all’interno del nostro sistema solare potrebbe esserci un’opzione ancora migliore più vicina a casa: la Luna. Ecco la scienza del perché.

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Quattro fasi teoriche di terraformazione che porterebbero Marte dal pianeta rosso e desolato che è oggi (in alto a sinistra) a un mondo in cui la vita è sostenuta e prospera, molto simile alla Terra (in basso a destra). Sebbene questo sia un sogno ambizioso, la terraformazione della Luna potrebbe rivelarsi molto più facile. (Credito : Daein Ballard/Wikimedia Commons)

A prima vista, potrebbe sembrare che Marte sia molto più adatto alla terraformazione rispetto alla Luna. Dopotutto, Marte ha già su di sé grandi quantità d’acqua: sia nella fase solida che in quella gassosa. Marte ha avuto un passato in cui l’acqua liquida era abbondante sulla superficie e probabilmente ha trascorso più del primo miliardo di anni della sua esistenza con oceani e fiumi su tutta la sua superficie. Marte è più grande e più massiccio della Luna, ha un’accelerazione gravitazionale maggiore di quella della Luna e anche se la sua atmosfera è sottile, almeno ne ha una ricca di anidride carbonica.

Ma Marte affronta anche problemi che la Luna non ha. Per tutti, Marte è più lontano dal Sole, il che significa che riceve meno energia dal Sole su ogni metro quadrato di area. Inoltre, l’atmosfera di Marte è un pericolo tremendo, con forti venti, tempeste di sabbia frequenti e un terreno che cambia facilmente come le dune di sabbia qui sulla Terra. Marte, poi, non avendo un campo magnetico protettivo come la Terra, è soggetto al bombardamento delle particelle del vento solare. Se qualcuno che vive sulla superficie non volesse ricevere una dose letale di radiazioni in molto meno di una vita umana, dovrebbe spostarsi sottoterra: una possibilità offerta solo dalla copiosa esistenza di enormi tubi di lava su Marte.

I tubi di lava, trovati sulla Terra, sulla Luna e su Marte, ma che dovrebbero trovarsi su molti pianeti, forniscono un riparo sotterraneo dalle dure condizioni della superficie. Con l’infrastruttura appropriata, i primi insediamenti marziani potrebbero trarre vantaggio dall’utilizzo di una tale posizione invece delle abitazioni in superficie.

Nessuno di questi sono ostacoli insormontabili, naturalmente; con un investimento sufficiente di risorse, praticamente tutto è possibile. Ma più risorse devi portare con te, sia per sopravvivere e prosperare nel nuovo ambiente, sia per proteggerti dagli effetti dannosi di tutto ciò che ti circonda, più difficile diventa questo compito. Su Marte dobbiamo considerare molti fattori che lavorano contro di noi:



  • Il suolo marziano è molto diverso da quello terrestre, con biossido di silicio unito a metalli altamente ossidati: ossido ferrico, ossido di alluminio, ossido di calcio e ossido di zolfo.
  • L’atmosfera marziana rappresenta un grosso ostacolo per atterrare in modo sicuro e preciso sulla superficie e ostacola anche qualsiasi tentativo di ripartire verso la Terra.
  • Marte è molto lontano dalla Terra; alla velocità della luce, le comunicazioni unidirezionali impiegano dai 7 ai 22 minuti.
  • Marte è molto lontano per quanto riguarda la consegna delle risorse; possono volerci mesi o più di un anno per trasportare un carico utile dalla Terra a Marte, a seconda della configurazione dei pianeti in un determinato momento.

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Venti a velocità fino a 100 km/h attraversano la superficie marziana. I crateri in questa immagine, causati da impatti nel passato di Marte, mostrano tutti diversi gradi di erosione. Alcuni hanno ancora bordi esterni definiti e caratteristiche chiare al loro interno, mentre altri sono molto più lisci e privi di caratteristiche, sembrano quasi scontrarsi l’uno con l’altro o fondersi con l’ambiente circostante. (Credito : ESA/DLR/FU Berlino, CC BY-SA 3.0 IGO)

Al contrario, la Luna è un ambiente molto più favorevole sotto moltissimi aspetti. Tanto per cominciare, un viaggio di sola andata verso la Luna richiede pochi giorni. I messaggi vengono scambiati molto rapidamente tra la Terra e la Luna, con un tempo di viaggio della luce unidirezionale di soli 1,25 secondi circa. Un osservatore sul lato vicino della Luna – il lato che ci guarda sempre – sarebbe in costante contatto con l’infrastruttura terrestre, mentre qualsiasi altro mondo, incluso Marte, avrebbe bisogno di un array orbitale per consentire le comunicazioni quando la Terra è invisibile dalla superficie di quel mondo.

Anche se ci sono sbalzi di temperatura relativamente grandi su entrambi i mondi, anche se la gravità superficiale su entrambi i mondi è molto bassa (con la gravità di Marte circa un terzo e la gravità della Luna circa un sesto di quella terrestre), anche se qualcuno che vive sulla Luna dovrebbe fare i conti con giorni e notti che durano circa 2 settimane ciascuno, e anche se un osservatore sul lato vicino della Luna osserverebbe sempre una “Terra piena” nel suo cielo, giorno e notte, la Luna offre molti vantaggi che Marte semplicemente non ha. In molti modi, queste comodità rendono la Luna il nostro miglior candidato per la nostra prima posizione di terraformazione.

La NASA ha creato questo grafico nel 1967 per illustrare la traiettoria di volo e gli eventi chiave della missione per le future missioni Apollo sulla Luna. Rispetto a Marte, che ha un tempo di percorrenza di pochi minuti e richiede un viaggio di molti mesi, un segnale luminoso può raggiungere la Luna in 1,25 secondi, mentre un razzo può arrivarci in ~3 giorni. ( Credito : NASA)

In termini di radiazioni, la Luna batte Marte. Certo, la Luna e Marte hanno entrambi nuclei morti e campi magnetici superficiali che variano in modo incoerente sulla superficie. Offrendo una protezione trascurabile rispetto alla magnetosfera terrestre, questi mondi stessi fanno ben poco per proteggere gli abitanti della superficie dalle particelle e dalle radiazioni emesse dal Sole.

Potresti pensare che, essendo più vicina al Sole, sotto questo aspetto la Luna sia peggio di Marte. Potresti sapere che la Luna si trova al di fuori delle fasce di Van Allen che circondano la Terra, il che significa che il nostro pianeta fornisce una protezione trascurabile dal vento solare. Tutto ciò è vero.

Ma nel 2007, un’analisi dettagliata ha dimostrato che il campo magnetico terrestre svolge un lavoro straordinario di schermatura della Luna dal vento solare, riducendo significativamente gli effetti delle radiazioni che riceverebbe un abitante della superficie. Inoltre, la Luna riceve una carica positiva durante il giorno, rallentando e riducendo gli effetti dannosi dei protoni e di altri ioni caricati positivamente. In termini di sicurezza dalle radiazioni, la Luna batte ampiamente Marte.

Nonostante che la Luna non abbia un proprio campo magnetico apprezzabile, la magnetosfera terrestre offre più di una modesta protezione alla Luna dal vento solare e da altre particelle cariche (Come gli ioni di ossigeno dall’atmosfera terrestre). L’esatta protezione offerta dipende dalla posizione della Luna e dal campo dal mezzo interstellare. (Credito : RM Winglee e EM Harnett, Geophys. Res. Lett., 2007)

In termini di infrastrutture e accessibilità, non c’è davvero competizione. La Luna è più vicina, ha sempre una visione della Terra, può scambiare segnali e risultati centinaia di volte più rapidamente di quanto possa accadere tra Terra e Marte, ed è più facile atterrare e decollare. Alcune infrastrutture potrebbero essere facilmente condivise tra la Terra e la Luna, come Internet, mentre Marte probabilmente, a causa della sua natura remota, avrebbe bisogno di una propria infrastruttura autonoma al riguardo.

Tuttavia, forse il più grande vantaggio, come ti dirà chiunque sia esperto nel settore immobiliare, è la posizione. Sulla Luna, l’energia solare è una risorsa enorme, poiché non c’è atmosfera, nessuna copertura nuvolosa e nessun assorbimento di radiazioni. Puoi installare un pannello solare sulla superficie e ricevere la stessa quantità di radiazione incidente che riceveresti da un orbiter, e avresti solo bisogno di pulire le particelle simili alla polvere dai pannelli ogni pochi decenni (Ricorda, i pannelli solari polverosi sono ciò che alla fine ha ucciso i rover Spirit ed Opportunity della NASA!). In termini di “ottimo rapporto qualità-prezzo” che ottieni dal Sole, la Luna è di oltre il doppio più efficiente.

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La sonda giapponese Kaguya ha orbitato intorno alla Luna fornendo magnifiche viste della Terra dalla superficie lunare. Qui, la Luna è fotografata lungo il suo confine giorno/notte, il terminatore, mentre la Terra appare in una fase semipiena. Dal lato vicino della Luna, la Terra è sempre visibile. (Credito : JAXA/NHK)

Ma di gran lunga la migliore risorsa che abbiamo sulla Luna è qualcosa che potresti non considerare affatto una risorsa: la regolite lunare o lo strato esterno polveroso del suolo trovato sulla Luna. Marte ha un terreno che varia in termini di composizione, elevazione e polverosità rispetto alla compattezza; molti lo hanno paragonato ai freschi terreni vulcanici e basaltici trovati nelle Hawaii. Tuttavia, il materiale trovato sulla Luna non è solo simile alla Terra; è praticamente lo stesso che abbiamo sulla Terra.

Parte del motivo per cui sappiamo che la Luna e la Terra si sono formate dallo stesso antico evento – una collisione precoce che ha sollevato detriti, non un disco circumplanetario attorno alla Terra – è perché abbiamo riportato campioni dalla Luna e li abbiamo analizzati in laboratori qui sulla Terra. In termini di elementi di cui sono fatti entrambi i mondi, le composizioni chimiche dei composti che troviamo e i rapporti isotopici dei materiali presenti, la Luna e la Terra hanno una storia comune. Ad eccezione dei componenti biologici che si trovano nel terriccio terrestre, la composizione della regolite lunare è identica alla composizione della crosta terrestre.

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Attraverso una serie di cupole o persino una rete sotterranea, la sterile regolite lunare potrebbe essere trasformata in una superficie in cui la civiltà umana fa la sua prima incursione nell’espansione oltre la Terra. (Credito : ESA)

Se il materiale presente sulla Luna non è solo simile, ma identico al materiale che abbiamo sulla Terra, ciò rende la prospettiva di terraformare la Luna un compito molto più semplice di quanto avremmo potuto considerare altrimenti. Sì, non c’è aria, atmosfera e nessuna facile fonte di acqua liquida in superficie. Ma se portiamo:

  • una struttura chiusa,
  • l’aria necessaria per riempirla,
  • e i batteri necessari per arricchire adeguatamente il suolo,

la semplice frantumazione delle rocce lunari per creare terreno sarà sufficiente per iniziare il processo dell’agricoltura lunare. C’è anche la possibilità che non dovremmo portare la nostra acqua, poiché è noto che i crateri permanentemente in ombra sulla Luna contengono grandi quantità di acqua ghiacciata: come un cono di neve sporco e fangoso. Nel 2008, i ricercatori sono andati a testare l’idoneità dell’utilizzo del suolo lunare per coltivare piante terrestri testando le calendule. Quando sono stati aggiunti i batteri, le piante risultanti erano completamente sane.

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Tre contenitori per campioni contenenti rocce frantumate progettati per imitare le rocce lunari. Nei due contenitori a sinistra sono stati aggiunti i batteri; nel contenitore più a destra non è stato aggiunto alcun batterio. Il suolo lunare stesso ha tutto, tranne il biota, necessario per crescere e sostenere la vita sulla Terra. (Credito : N. Kozyrovska/I. Zaetz)

Nel 2019, la navicella spaziale cinese Chang’e-4, che è atterrata sul lato opposto della Luna, ha condotto un esperimento che coinvolgeva una piccola biosfera di 2,6 chilogrammi. All’interno c’erano una serie di semi, uova e organismi unicellulari dormienti. Durante il giorno lunare, che dura 14 giorni terrestri, da un seme è cresciuta una pianta di cotone: la prima volta in assoluto che un seme è germogliato sulla Luna. Sono spuntate due foglie e si sospetta che la pianta sia morta solo al calare della notte lunare, quando le temperature possono scendere fino a -190 °C.

I successi di questi esperimenti, combinati con la composizione, posizione e altre proprietà della Luna, costituiscono un valido motivo perché diventi il primo mondo oltre la Terra su cui tentiamo di costruire una civiltà. Se mai diventeremo una specie multi-planetaria, dovremo imparare molte lezioni, incontreremo e dovremo superare molti ostacoli e dovremo compiere molti piccoli passi prima di essere veramente pronti per il grande premio: diventare una civiltà interstellare. Anche se l’era spaziale è iniziata solo nel 1957, meno di una vita umana fa, il più grande ostacolo alla terraformazione è l’investimento di risorse. Sulla Luna, senza fattori ambientali deleteri, abbiamo il lusso di poter iniziare con “una cupola alla volta“.

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Una ricostruzione 3D basata sull’elaborazione delle immagini e l’analisi dei dati mostra due foglie di cotone cresciute nel lander Chang’e-4 sul lato opposto della luna. ( Credito : Università di Chongqing)

Se il nostro obiettivo sarà quello di terraformare la Luna, ora abbiamo un progetto per farlo.

  • costruire una cupola ermetica,
  • riempirla di aria respirabile,
  • recuperare l’acqua di cui abbiamo bisogno da un cratere lunare,
  • portare con noi il biota necessario per sostenere la vita.

A quel punto potremo creare la nostra prima casa a lungo termine per l’umanità oltre i confini del pianeta Terra. Potrebbe essere costruita sul lato vicino della Luna, in costante comunicazione con la Terra.

Finché potremo avere una batteria sufficiente per sostenere, riscaldare e possibilmente illuminare l’ambiente durante le lunghe notti lunari, la prima civiltà extraterrestre umana è ben all’interno del regno della realtà. Piuttosto che tentare di terraformare un intero pianeta, andare sulla Luna ci darebbe il lusso di terraformare solo l’area di interesse, un po’ alla volta, mentre impariamo lezioni preziose che potranno essere applicate ovunque. Per ogni mondo che c’è là fuori, abbiamo solo una volta la possibilità di fare le cose correttamente. Quando si tratta della questione della terraformazione, saremmo dei potenti sciocchi a non cercare prima il frutto basso.

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