venerdì, Ottobre 22

Camminare su Marte? I passi da fare sono tanti

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Quindi lei è contrario alle missioni umane?

Al contrario, ne sono un fautore per l’esplorazione del sistema solare, ma ‘con juicio’. Per esempio, sono sempre più convinto che con le architetture attualmente presentate non si potranno inviare le persone su Marte e poi recuperarle. Perché i progetti si basano tutti su concetti di lancio e recupero vecchi di almeno settant’anni, elaborati al massimo per l’ambito cislunare (missioni Apollo) o per le orbite basse della Stazione Spaziale: missioni rispettivamente della durata di pochi giorni o di poche ore. Sono ben altre le necessità per le missioni su Marte, che anche per una toccata e fuga dovrebbero durare non meno di due-tre anni. Una così lunga esposizione alle radiazioni nocive -Marte ha una magnetosfera quasi inesistente- richiede protezioni attive e passive, ben più poderose di quelle sin qui utilizzate. Ancora più imponente è la quantità di propellente necessario alla partenza, dovuta alla massa del carico utile ben superiore a quella delle missioni Apollo, alla distanza da coprire e al fatto che la gravità di Marte è superiore di quella della Luna. Questi sono solo alcuni dei maggiori fattori, eppure già bastano a definire un impatto sostanziale sulla massa dell’intera missione. Ciò impone, nel quadro di un sistema di trasporto vecchia maniera, l’utilizzo di vettori sempre più pesanti i cui costi, tempi di produzione e d’allestimento sulla rampa di lancio saranno tali da poter programmare un lancio solo ogni tre anni, ma la previsione potrebbe essere fin troppo ottimista. Una tale cadenza non può garantire l’affidabilità necessaria per i voli umani, ma darebbe la certezza che in caso di necessità gli sparuti drappelli già acquartierati su Marte non potrebbero che essere lasciati al loro triste destino.

 

Non è così che si può colonizzare un pianeta.

Ma c’è di più. Nel febbraio di quest’anno il Dipartimento Aeronautics and Astronautics del prestigioso Massachusetts Institute of Technology ha presentato una valutazione della fattibilità tecnica di un primo sbarco marziano e il rapporto ne dimostra la non fattibilità.

 

E allora?

Le architetture presentate non sono né affidabili né sostenibili e la Nasa ne è consapevole; ritengo che l’ente americano sia stato pressato dalle lobby congressiste. Per cui il programma per l’esplorazione umana di Marte ha nel suo titolo un aggettivo concettuale: ‘evolutivo’. E così il progetto marziano è diventato ‘Evolvable Mars Campaign’.

 

Cosa significa?

Che forse un giorno si andrà su Marte, ma non certo per la strada ‘Terra-Marte–soggiorno–ritorno’.

 

Quindi un piano per creare una colonia umana su Marte è ragionevolmente attuabile?

Sì, è possibile ma prima chiediamoci a che cosa può servire portare l’uomo della Terra su Marte e poi quando la spedizione potrà essere realizzata. Come dimostrato dal rapporto finanziato dalla Nasa, il piano non dà garanzie di riuscita. Però il rapporto non menziona esplicitamente quali siano le cause di tale incapacità. Spiegarle è teoricamente semplice ma richiede un po’ di tempo.

 

Possiamo provare.

La maggior parte dell’energia totale necessaria per qualsiasi missione verso lo spazio esterno è spesa per fare uscire il carico costituito dal sistema robotico o dalla capsula con astronauti dalla gravità della Terra. Un vero e proprio pozzo profondo in termini di energia.

 

Forse è meglio fare un esempio.

Nel caso di un tragitto Terra-Luna, fatto 100 il consumo totale d’energia, tenendo anche conto dell’airbraking, circa il 97% è speso per raggiungere l’orbita bassa, la quota in cui è posizionata la Stazione Spaziale, a circa 400 km. da Terra. Il restante 3% è quanto occorre per raggiungere la superficie lunare a circa 360.000–400.000 km. Questi pochi dati dimostrano che è imperativo rivedere l’intero sistema logistico per le missioni con astronauti al fine di rendere minimo il carico lordo, ossia capsula e lanciatore, installato sulla rampa di lancio.

 

Come riuscirci?

Se invece d’investire nel nuovo lanciatore Heavy Lift (NASA SLS – Space Launch System), si finanziasse una navetta spaziale (Space To Space Shuttle), con capacità rutinarie di rendezvous, occorrerebbe sollevare da terra masse molto minori per ogni missione. Per di più solo per gli equipaggi si dovrebbero utilizzare lanciatori ad altissima affidabilità mentre viveri, acqua, ossigeno, propellenti, attrezzi per le attività in situ et alia potrebbero essere spediti con lanciatori tradizionali, molto più semplici, meno costosi, meno pesanti e in prospettiva, largamente riutilizzabili. Inoltre, il modulo di ritorno non sarebbe più necessario perché il rientro in orbita terrestre può essere assicurato dalla navetta di cui accennavo prima. Questo schema deve essere considerato ‘ad usum delphini’, ossia a scopo pedagogico. È solo uno schizzo per illustrare che l’approccio della vecchia generazione sinora utilizzato non può più essere attuale per le missioni nello spazio lontano. Naturalmente tutto ciò va contro gli interessi degli enti che sono seriamente impegnati nella realizzazione di Orion e SLS, che non fu voluto dalla Nasa ma imposto dal senato americano, tanto che all’epoca l’acronimo era ironicamente esplicitato come ‘Senate Launch System’: splendido esempio del potere delle lobby.

 

Ma l’architettura da lei descritta richiede investimenti colossali.

È indubbio. Tuttavia si tratterebbe di una serie d’investimenti una tantum, mentre l’architettura old fashion richiederebbe spese enormi, ripetitive per ogni singola missione. Non avendo finestre di tempo da rispettare, tali investimenti potrebbero essere affrontati secondo la strategia ‘go as you pay’.

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