Thursday, 20 Sep 2018

Marte, il progetto va avanti: SpaceX incontra i maggiori esperti mondiali per affrontare le problematiche relative

La settimana prima di ferragosto si è tenuto a Boulder, in Colorado, il “Mars Workshop” organizzato da SpaceX, la società aerospaziale fondata da Elon Musk. L’evento era su invito e non è stato pubblicizzato. Secondo il sito “Ars Technica” all’evento hanno partecipato circa 60 tra scienziati ed ingegneri, tutti sollecitati a non dare pubblicità all’evento al momento dell’invito. L’obbiettivo del convegno sarebbe stato quello di aprire tavoli di lavoro relativamente al progettato sbarco du Marte da parte di SpaceX e la costituzione di un insediamento permanente sul pianeta rosso.

Alcuni responsabili del programma di esplorazione di Marte della NASA hanno confermato di avere partecipato al workshop ma non si sono sbilanciati su ciò di cui si è discusso.

Secondo quanto riporta “Ars Tecnica”, ai partecipanti al workshop è stato chiesto di contribuire a “discussioni attive su ciò che sarà necessario per realizzare tali missioni“.

Secondo le indiscrezioni raccolte da Ars Technica, questo potrebbe essere solo il primo di una serie di eventi dedicati all’impresa perseguita da SpaceX di portare esseri umani su Marte con obbiettivo la fondazionbe di una vera e propria colonia. Un responsabile di SpaceX avrebbe rivelato a “Business Insider” che l’azienda spaziale organizza periodicamente incontri di questo genere per approfondire le tematiche tecniche e verificare punti di vista diversi.

“Abbiamo già la tecnologia per costruire razzi ed inviare veicoli su Marte. Lo facciamo da decenni “, ha spiegato a “Business Insider D. Marshall Porterfield, ex direttore della divisione Space and Physical Sciences della NASA. “L’ostacolo principale è il fattore umano. Se hai intenzione di far atterrare persone su Marte, devi nutrirli, tenerli in salute e costruirgli degli habitat adeguati.”

Cosa sappiamo dei piani di missione di SpaceX su Marte

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Foto: sourceSpaceX / Twitter

Elon Musk fondò SpaceX nel 2002 sosenendo di essere frustrato dal fatto che la NASA non avesse ancora nessun piano attuabile per inviare esseri umani su Marte.

Da allora, la sua azienda sta costruendo razzi lanciatori sempre più potenti e convenienti, accumulando background, tecnologia, personale cone sperienza denaro, lavorando al fine ultimo di colonizzare Marte.

nel settembre 2016, Musk ha presentato pubblicamente un progetto per raggiungere Marte, ulteriormente elaborato nell’ottobre del 2017. Il piano prevede l’utilizzo di un sistema di volo spaziale completamente riutilizzabile chiamato Big Falcon Rocket o BFR. L’enorme astronave, alta come un palazzo di 35 piani sarebbe composta da due parti principali: un’enorme nave spaziale in grado di ospitare fino a 100 persone e diverse tonnellate di equipaggiamento nella parte più alta ed il sistema propulsivo nella parte inferiore.

Secondo il progetto di Elon Musk, SpaceX ha in programma di lanciare una missione composta da due navi cargo senza equipaggio nel 2022. L’obbiettivo di questa missione sarebbe quello di trasportare strumenti, macchine, un paio di grandi stampanti 3d ed altre attrezzature necessarie per realizzare una centrale solare per l’energia ed un apparato industriale per la produzione di ossigeno ed idrogeno. Nel 2024 dovrebbero seguire due lanci con equipaggio umano ed altre attrezzature che avrebbe il compito di cominciare ad assemblare tutto il necessario per iniziare la colonizzazione, compresi ambienti protetti per ospitare esseri umani ed avviare colture di prodotti agricoli pe rla nutrizione. Si tratta di una timeline che lo stesso Musk ha definito “piuttosto aggressiva”  ma sulla quale ha confidato di sentirsi “piuttosto ottimista” durante il festival South Southwest del 2018. Secondo il suo progetto gli anni ’30 dovrebbero vedere già un insediamento permanente con esseri umani disposti a non far mai ritorno sulla Terra.

Le prime missioni si occuperanno di costruire le infrastrutture di base: una base per produrre propellente, una centrale elettrica, una cupola pressurizzata in cui coltivare i raccolti agricoli“, ha detto Musk. “A quel punto inizierà un boom di opportunità imprenditoriali perché Marte avrà bisogno di tutto, dalla raccolta di minerali alle fonderie, fino agli strumenti necessari per fare la pizza. Sono convito che avremo presto un ottimo Mars Bar.”

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Uno schema che mostra le prime attività che SpaceX intende svolgere su Marte. source: Elon Musk / SpaceX; New Space / Mary Ann Liebert, Inc. Editori

Molto prima di tentare di iniziare la colonizzazione di Marte, SpaceX dovrà quindi effettuare degli sbarchi tecnici. Ciascuno richiederà circa una mezza dozzina di voli BFR per posizionare un’astronave nell’orbita terrestre bassa e rifornirla di carburante.

Il prototipo del BFR è ormai quasi completato ed i primi test sono previsti per la metà del 2019. Se tutto andrà come previsto, SpaceX avrà necessità di dcidere con precisione cosa portare su Marte, come utilizzarlo ed addestrare il eprsonale deputato a farlo. Probabilmente questi workshop con tecnici del settore hanno proprio lo scopo di arrivare a questo obbiettivo.

SpaceX avrà bisogno di un piano ben progettato e di molto aiuto per raggiungere il pianeta rosso

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La navicella spaziale Crew Dragon che SpaceX utilizzerà per lanciare gli astronauti della NASA nello spazio. source: SpaceX

Per portare avanti questo progetto di colonizzazione marziana ed avviare un’economia interplanetaria, SpaceX dovrò, probabilmente, spendere decne o centinaia di miliardi di dollari.

SpaceX ha ottenuto circa 3 miliardi di dollari in premi e contratti del governo degli Stati Uniti per sviluppare il Falcon 9 e la navicella Dragon Crew, in gran parte spesi per soddisfare le specifiche indicate della NASA per la sicurezza degli astronauti in volo. Una missione su Marte è molto più ambiziosa e pericolosa.

Elon Musk non ha nascosto i rischi di fallimento. Nel 2016 ha affermato che “Le probabilità che avremo dei morti sono molto alte per le prime missioni su Marte“, ma che “affrontare la paura di fallire è stato ciò che più ha aiutato SpaceX a progredire così rapidamente“. Secondo Steve Nutt, ingegnere aerospaziale e meccanico presso la University of Southern California, “Storicamente, gli ingegneri hanno imparato di più dai loro fallimenti che dai loro successi. Di gran lunga.”

È, però, probabile che per ottenere supporto tecnico ed economico delle agenzie spaziali e delle compagnie aerospaziali SpaceX avrà bisogno di formulare una proposta molto dettagliata che non sembri una missione suicida.

Ad esempio, l’azienda di Musk deve ancora chiarire in che modo, esattamente, si svolgeranno le missioni su Marte e quali tecnologie saranno utilizzate per permettere agli esseri umani una sopravvivenza a lungo termine sul pianeta rosso. Si tratta di un punto sul quale SpaceX non si è ancora sbilanciata pubblicamente.

Secondo Ray Wheeler, ricercatore avanzato sul supporto vitale presso il Kennedy Space Center della NASA, non invitato al workshop, “Sembra che SpaceX abbia finora affrontato soprattutto gli aspetti legati allo sviluppo di razzi, propulsione ed atterraggio ma quello di realizzare un habitat efficiente e appropriato per i sistemi di supporto vitale umano, affidabile, e tute spaziali adeguate e così via non sembra essere stato ancora discusso. Il progetto di Musk per andare su Marte è affascinante ma si tratta di un’idea esremamente complessa che richiederà molto tempo per essere pianificata in ogni suo aspetto.

La conferenza “Mars Workshop” potrebbe essere stato il primo importante tentativo di SpaceX di discutere aspetti specifici.

Il problema di sopravvivere a una missione su Marte

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Source: Elon Musk / SpaceX

Gli ostacoli principali alla sopravvivenza su Marte, quali avere abbastanza cibo, aria e acqua, poter vivere in ambienti pressurizzati e schermati contro le radiazioni cosmiche e solari, realizzare tute pressurizzate adeguate per lavorare all’esterno, sulla superficie marziana, esposti all’ambiente e alle radiazioni, sembra davvero scoraggianti.

Le missioni spaziali verso Marte sono vincolate a finestre di lancio di 2-3 mesi ogni 780 giorni, a causa della distanza. Solo una volta ogni circa due anni il pianeta rosso si trova ad una distanza tale da poter ridurre la durata del viaggio a sei sette mesi.

“Una missione con esseri umani verso Marte, se prevedesse lo sbarco sul pianeta, dovrebbe mettere in preventivo una permanenza che duri almeno fino alla successiva finestra di lancio. In pratica, sarebbe una missione di tre anni.”, ha spiegato Wheeler.

Le missioni Apollo verso la Luna duravano circa una settimana. La permanenza di equipaggi sulla Stazione Spaziale Internazionale può durare anche parechci mesi ma lì abbiamo la possibilità di effettuare frequenti rifornimenti con relativa facilità, essendo la ISS posizionata nella bassa orbita terrestre a soli 400 chilometri di distanza.

In base alla pianificazione effettuata dalla NASA, già solo le scorte alimentari necessarie a nutrire un gruppo di astronauti durante una missione su Marte ammonterebbero a circa 10 tonnellate, una quantità enorme. Una possibile soluzione a tale sfida sarebbe quella di inviare in anticipo le forniture di cibo ma dovrebbero essere risolti altri problemi: la vitamina C, ad esempio, degrada abbastanza rapidamente, quindi gli astronauti nello spazio profondo potrebbero rischiare di sviluppare lo scorbuto ma, forse, gli intergratori potrebbero essere trasportati insieme agli astronauti stessi.

Anche l’acqua è molto pesante, così come i filtri e i macchinari necessari per rimuovere l’anidride carbonica tossica dall’atmosfera di un’astronave o dall’habitat di Marte in cui questi dovrebebro vivere su Marte.

Una tecnologia chiamata supporto alla vita bioregenerativa, su cui Wheeler ha lavorato per decenni, potrebbe aiutare ad alleviare o addirittura a risolvere questi problemi.

Il concetto è di utilizzare la biologia – un ecosistema di microbi, piante e persino piccoli animali – per rimuovere l’anidride carbonica dall’aria, rigenerare l’ossigeno, abbattere gli sprechi e coltivare il cibo. Un piccolo sistema potrebbe fornire attività produttive per missioni lunghe e anguste (come il giardinaggio) e alimentazione vitale. Un sistema più grande potrebbe fornire costantemente la maggior parte dell’aria e del cibo dell’equipaggio, annullando la necessità di missioni di rifornimento ogni due anni.

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Interno di una cabina spaziale simulata in cui gli studenti vivono come parte del progetto Lunar Palace 365, presso l’Università Beihang di Pechino. source: Damir Sagolj / Reuters

Purtroppo i prototipi di questa tecnologia, come l’ esperimento cinese Lunar Palace-1, sono molto pesanti e inefficienti dal punto di vista energetico, inoltre soo tecnologie tutt’altro che pronte per il lancio e l’utilizzo. Anni fa, La NASA aveva programmato esperimenti simili, ma l’amministrazione Bush fermò tutto 2004, levando i finanziamenti a questo tipo di studi.

Mantenere il corpo umano sano nello spazio è un’altra sfida che SpaceX dovrà vincere prima  avventurarsi in missioni nello spazio profondo. La microgravità fa sì che le ossa si indeboliscano e i muscoli si atrofizzino, per fare solo due esempi. Le radiazioni cosmiche e solari presenti nello spazio profondo potrebbero essere un grosso problema, sarà quindi necessario sviluppare un’adeguata schermatura per evitare cambiamenti genetici che che i ricercatori stanno appena iniziando a rilevare, per non parlare di capire.

Il tempo più lungo in cui una persona ha vissuto consecutivamente nello spazio è di circa un anno e la più lunga missione di simulazione di vita su Marte è durata circa 500 giorni.

Insomma, le difficoltà esistono, sono moltissime e non certo semplici da superare ma se SpaceX continuerà ad organizzare seminari in cui alcuni dei maggiori esperti mondiali si confrontano su di esse potremmo fare davvero passi da gigante in tempi relativamente brevi.

Forse SpaceX non risucirà a mandare uomini su Marte entro il 2024, come spera Elon Musk, ma non è improbabile che sia un’obbiettivo realmente raggiungibile prima del 2030. Il problema principale restano i finanziamenti di una simile impresa: SpaceX avrà bisogno di moltissimi soldi.

L’aspetto più incoraggiante sta nel fatto che, al contrario di un’agenzia governativa, SpaceX, essendo un’azienda privata, non dovrà sottostare troppo alla politica o alla burocrazia che non fanno altro che rallentare lo sviluppo dei progetti. Basta pensare che la NASA ad ogni cambio di amministrazione deve rivedere progettie  programmazione, in base ai desiderata del nuovo presidente e ai fondi messi a disposizione dal congresso.

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