Wednesday, 21 Nov 2018

Sarà possibile creare insediamenti permanenti nella cintura di asteroidi come accade in “The Expanse”?

Tra 200 anni l’umanità avrà stabilito colonie sulla Luna e su Marte e disporrà di basi minerarie permanenti sulla cintura degli asteroidi. È quanto viene ipotizzato nella serie tv di fantascienza The Expanse.

Quella di stabilire colonie su altri corpi celesti del nostro sistema solare al momento è ancora, solo, la speranza, o il sogno, di alcuni visionari eppure non sono poche le compagnie che stanno sviluppando progetti con la finalità di sfruttare dal punto di vista minerario gli asteroidi dove, a quanto risulta, c’è abbondanza di metalli e non parliamo solo di ferro ma anche di metalli più rari e preziosi come, ad esempio, oro e palladio. Queste basi potrebbero essere utilizzate anche come avamposti per la ricerca scientifica.

La Cintura degli asteroidi orbita attorno al Sole tra Marte e Giove e si pensa che sia quanto resta di un pianeta che non è riuscito a formarsi oppure vittima di uno scontro tra corpi celesti. Esistono anche molti asteroidi solitari che vagano per il sistema solare le cui orbite ogni tanto intersecano pericolosamente quella della Terra, tanto che la NASA ha avviato un programma apposito per monitorare le traiettorie di questi oggetti.

Alcune aziende dalla visione lungimirante come, ad esempio, la Planetary Resources e la Deep Space Industries stanno già investendo in progetti finalizzati all’estrazione mineraria sugli asteroidi e si parla di avvio dei programmi di estrazione intorno al 2025.

Altre società stanno programmando lo sfruttamento commerciale della Luna, sia turistico che minerario e per queste finalità, ma anche per la ricerca scientifica, NASA ed ESA stanno progettando di impiantare una base permanente sul nostro satellite entro il 2030. Diverso è l’obbiettivo del visionario miliardario sudafricano Elon Musk che con la sua SpaceX è già molto attivo nel trasporto di carichi paganti verso la Stazione Spaziale Internazionale e in orbita bassa che, dopo il successo del suo Falcon Heavy, sta sviluppando una vera e propria astronave che si chiamerà BFR (Big Falcon Rocket) destinata, nelle sue intenzioni, a portare l’uomo su Marte entro il 2024 per costituirvi una colonia permanente.

Insomma, l’accesso alla spazio degli imprenditori privati sembra stia dando un notevole impulso all’esplorazione spaziale  che per troppi anni è rimasta stagnante a causa dei problemi di bilancio delle grandi agenzie spaziali governative.

Abbiamo già visto in altri articoli le difficoltà ed i problemi da superare per installare basi permanenti o colonie sulla Luna o su Marte: stabilire un insediamento sugli asteroidi sarebbe ancora più complicato.

Come per le basi sulla Luna e su Marte, una delle principali sfide sarà schermare le radiazioni che colpiranno queste colonie.colonie. Saranno radiazioni solari, la cintura di radiazioni emessa da Giove e gli onnipresenti raggi cosmici che sono “particelle ad alta energia, per lo più protoni o nuclei ad alta energia in grado di passare attraverso il corpo umano e provocare danni a livello del DNA” come spiega Martin Elvis dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Sulla Terra, abbiamo uno scudo magnetico, generato dal nucleo ferroso del pianeta, che ci protegge dalle radiazioni provenienti dallo spazio e lo stesso spessore della nostra atmosfera ne assorbe una gran parte.  Una colonia spaziale situata su un asteroide avrebbe bisogno di uno scudo simile e si sta pensando di ricoprirle con acqua o ghiaccio per uno spessore di diversi metri.

Un altro problema sarà rappresentato dall’esposizione a lungo termine a zero o micro gravità che, come sappiamo dall’esperienza della Stazione Spaziale Internazionale danneggia il corpo umano, evolutosi per essere adatto a vivere nella gravità della Terra. “Gli astronauti della ISS devono allenarsi per due ore al giorno per mantenere il tono muscolare e questo non basta, però, per affrontare i problemi derivati dalla microgravità alla circolazione del sangue” come spiega l’astrofisica Katie Mack, assistente alla North Carolina State University. Qualsiasi insediamento a lungo termine in ambienti a micro o zero gravità avrebbe bisogno di una qualche forma di gravità artificiale per mitigare questi effetti, ad esempio facendo ruotare  su sè stessa l’intera struttura per simulare la forza di gravità.

Meno complicato, anche se non semplicisissimo, sarebbe generare energia: La maggior parte delle sonde e dei satelliti si affidano ai pannelli solari per generarla ma si tratta di un sistema che potrebbe non essere altrettanto efficace per soddisfare il fabbisogno di una colonia, soprattutto alla distanza dal Sole cui orbita la cintura di asteroidi. Da questo punto di vista, sono interessanti le esperienze del rover marziano della NASA Curiosity e di alcuni satelliti che funzionano con batterie ad isotopi ma per sostenere un’intera colonia si porebbe ricorrere a minicentrali nucleari, già allo studio e in via di sperimentazione.

L’asteroide ideale su cui installare una base permanente dovrebbe essere di tipo carbonaceo, dal quale si potrebbe estrarre una certa quantità d’acqua, ulteriori scorte di questo prezioso elemento si potrebbero procurare dagli asteroidi vicini in quanto l’acqua è uno degli elementi più comuni nel sistema solare.

L’ideale per costituire un insediamento sarebbe trovare un asteroide cavo la cui superficie dovrebbe essere abbastanza spessa da proteggere dalle radiazioni. L’ipotesi di scavare caverne sarebbe però abbastanza complicata da realizzare, infatti la maggior parte degli asteroidi non sono grandi blocchi di roccia ma, piuttosto, pile di macerie molto vagamente organizzate che non hanno alcuna intrinseca integrità strutturale, in sostanza sono enormi blocchi di ghiaia tenuti insieme dalla loro stessa gravità”.

Asteroide nello spazio (Credit: Getty Images)

Questa mancanza di coerenza materiale significa anche che qualsiasi tentativo di far ruotare l’asteroide per generare artificialmente gravità, lo sottoporrebbe a forze aggiuntive e rischierebbe di disgregarsi. Pertanto, sarà necessario un meccanismo atto a migliorare la resisenza della struttura dell’asteroide. Un’idea di cui si parla è quella di imprigionare la superficie dell’asteroide in una fitta rete metallica. Al contrario di quanto potrebbe sembrare, la realizzazione di questa idea non è così improbabile in quanto nella fascia degli asteroidi ci sono moltissimi asteroidi metallici da cui potrebbero essere estratti i materiali necessari a realizzare la gabbia.

L’altro grande problema da affrontare per creare un insediamento nella fascia degli asteroidi è costituita dalla distanza dalla terra. Si trova infatti a circa 256 milioni di chilometri dal nostro pianeta.

Ogni insediamento sugli asteroidi dovrebbe avere un ecosistema chiuso e autosufficiente, in grado di provvedere da sé alla produzione di aria, acqua e cibo, in quanto il supporto dalla Terra sarà estremamente limitato per via dei tempi necessari a percorrere la distanza. Certo, si può immaginare che le astronavi che porteranno il minerale estratto sulla Terra, torneranno cariche di beni necessari ma l’indipendenza su questi tre elementi sarebbe fondamentale.

L'impressione dell'artista sulla colonia di Marte (Credit: Getty Images)

Costruire una colonia su un asteroide sarebbe molto più difficile che costruirne una su Marte (Credit: Getty Images)

Insomma, costruire un insediamento su un asteroide sembra essere tecnicamente fattibile ma porta con sé notevoli sfide ingegneristiche. Perlomeno nelle prime fasi è, però, molto più probabile che si ricorrerà a sistemi automatici e droni per estrarre i minerali. Un’eventuale colonia su Marte potrebbe diventare una base di coordinamento e controllo per i droni impegnati nell’estrazione di minerali sugli asteroidi.

Inoltre, come abbiamo detto prima,  ci sono alcuni asteroidi che viaggiano in orbite ellittiche attorno al Sole, i quali si avvicinano periodicamente alla Terra e a Marte. In realtà potrebbero essere proprio questi i primi asteroidi a subire lo sfruttamento minerario. In alcuni casi si sta addirittura pensando di deviarli, con vari sistemi, per portarli in orbita terrestre o lunare al fine di semplificarne lo sfruttamento grazie alla minore distanza.

Andando ancora più in là nel tempo, qualcuno immagina che potremo costruire uno spazioporto sulla luna marziana Phobos, che si sospetta sia un grosso asteroide cavo, che funzionerebbe come un vero e proprio hub spaziale dove far arrivare e partire le astronavi cariche di minerale estratto dagli astroidi per trasferirlo su altre astronavi destinate al trasporto verso la Terra o su shuttle destinati a marte.

Per concludere, colonizzare la cintura degli asteroidi come immaginato dagli autori di “The Expanse” è, o sarà, possibile ma solo a prezzo di enromi investimenti e grandi sacrifici da parte degli eventuali coloni. Sarà indubbiamente, nella maggior parte dei casi, preferibile ricorrere all’estrazione dei minerali attraverso strumenti automatici gestiti dall’Intelligenza Artificiale. Sarà solo in casi molto particolari che potrebbe valere la pena di insediare una base permanente.

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