9 tecnologie della Nasa per vivere su Marte (e presenti in The Martian)

L'agenzia spaziale americana sta lavorando per realizzare il sogno di una missione umana sul pianeta rosso. E almeno 9 tecnologie che sta sperimentando sono finite nel film "Sopravissuto - The Martian".

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Il nuovo film del regista Ridley Scott, "Sopravissuto - The Martian" racconta di una missione spaziale su Marte e del tentativo di sopravvivere sul pianeta di uno dei suoi membri – il protagonista del film, Matt Damon – che viene abbandonato dal resto della missione perché creduto morto dopo una tempesta. Sebbene la vicenda sia ambientata tra il 2030 e il 2040, molte delle tecnologie presenti nel film esistono già o sono in fase di sviluppo. Da questo punto di vista il film è scientificamente accurato, come vi raccontiamo in questa gallery.

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Casa dolce Hab. La base marziana in "The Martian" si chiama Hab (da Habitati) ed è lì che il protagonista passa la maggior parte del tempo. Anche su Marte i cosmonauti avranno bisogno di un tetto sulla testa.

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UNA CASA TRA LE STELLE. Al Johnson Space Center della NASA c'è un luogo dove testare lunghe missioni nello spazio profondo: l'HERA. È un'unità abitativa di due piani, che include anche una camera che simula l'airlock, il dispositivo che consente il passaggio delle persone tra due ambienti a diversa pressione. Il modulo serve per sperimentare le condizioni di vita in un ambiente isolato; finora le simulazioni hanno avuto una durata massima di 14 giorni, ma in programma ci sono già dei test per mettere alla prova gli equipaggi fino a un massimo di 60 giorni. Progetto analogo è quello di NEEMO, una base sottomarina. Luca Parmitano è stato il comandante dell'ultima missione. Ecco il suo racconto e la spiegazione di come funzionano questi ambienti di simulazione.

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Verdure spaziali. Tornando alla realtà di oggi, la possibilità di coltivare ortaggi nello spazio dipenderà anchr dal successo del progetto Veggie (di cui abbiamo parlato nel dettaglio qui), che consiste nel coltivare verdura fresca all'interno di una camera di crescita sigillata illuminata da speciali luci led. I primi cicli di test hanno permesso di coltivare, e anche mangiare, della lattuga romana, ma presto nelle serre spaziali dovrebbero spuntare anche altre varietà di vegetali commestibili, tra cui pomodori e peperoni.

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Dov'è l'acqua? In passato su Marte si estendeva forse un oceano immenso, ma oggi nulla fa pensare che esistano fonti di acqua in grado di sostenere un soggiorno prolungato. I pionieri dello sbarco marziano non dovranno sprecarne nemmeno una goccia. E lo stesso fa il personaggio interpretato da Matt Damon che ricorre alla sua pipì, come ben sanno gli ospiti della ISS...

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ACQUA AZZURRA, ACQUA CHIARA. Nello spazio non si spreca nulla, come accade sulla ISS, dove il Water Recovery System recupera e potabilizza anche sudore e urina, al motto di «il caffè di ieri diventa il caffè di domani». Il WRS e i sistemi analoghi devono fare i conti con il fatto che la microgravità altera il comportamento dei liquidi: la distillazione dell'urina, per esempio, deve avvenire in una centrifuga, poiché le sostanze non si separano come sulla Terra. La NASA sta continuando a perfezionare la tecnologia; in particolare vuole trasformare i filtri monouso che rimuovono i contaminanti in una componente durevole.

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Produrre ossigeno. Un tetto sotto cui rifugiarsi, acqua e cibo: tre capisaldi cui va aggiunto un quarto elemento, che abbonda sul nostro pianeta ma che su Marte scarseggia, ovvero l'ossigeno. Nel film si ipotizza un sistema che produce ossigeno dall'anidride carbonica.

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UNA BOCCATA D'ARIA FRESCA. Sulla Stazione Spaziale Internazionale la maggior parte dell'ossigeno biatomico viene ricavato grazie all'Oxygen Generation System (nella foto), che sfrutta un processo chiamato elettrolisi per fornire aria respirabile. Il sistema utilizza l’elettricità fornita dai pannelli solari per scindere l’acqua dei serbatoi in ossigeno e idrogeno: il primo viene rilasciato nell'atmosfera della base orbitante, mentre il secondo viene espulso nello spazio o immesso nel Sabatier System, il quale riesce a ricreare acqua per mezzo di una reazione ad alta temperatura che coinvolge anche l'anidride carbonica. Per i ricercatori della Nasa il prossimo passo consiste nel cercare di recuperare ulteriore ossigeno da altri sottoprodotti dell'atmosfera.

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Tute rosse. Il protagonista del film passa buona parte della sua giornata marziana (sol) indossando una tuta a prima vista molto comoda e flessibile. La NASA sta già progettando una nuova generazione di tute spaziali, tra cui figura la Z-2 (vedi anche foto seguente), un prototipo studiato appositamente per l'esplorazione del Pianeta Rosso.
Una delle maggiori criticità è rappresentata dal movimento di polveri che durante le passeggiate sul suolo marziano si accumulerebbero sul rivestimento degli astronauti, rischiando di danneggiare le attrezzature elettroniche una volta fatto rientro nei veicoli.

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La vera tuta marziana. La tuta Z-2 allo studio della NASA (nella foto) è blu e non rossa e per ovviare al problema della polvere dispone sul dorso di un cosiddetto suitport, una sistema che permette di rientrare nel rover tenendo la tuta all'esterno (guarda qui). L'ultimazione del progetto rimane però subordinata allo sviluppo di un materiale che garantisca equilibrio tra resistenza, flessibilità e protezione dalle radiazioni cosmiche.

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Hollywood Rover. Nel film Matt Damon deve modificare il rover utilizzato nella missione per aumentarne l'autonomia.
Gli ingegneri americani hanno già iniziato a mettere a punto dei mezzi di trasporto terrestri sufficientemente avanzati da supportare missioni esplorative su Marte o altri corpi celesti.

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NASA rover. I veicoli elettrici sviluppati dalla NASA per l'esplorazione spaziale sono definiti MMSEV (Multi-Mission Space Exploration Vehicle). Devono unire versatilità, maneggevolezza e robustezza, per consentire agli astronauti di macinare chilometri su un terreno accidentato (come sa bene il rover Curiosity). Sono progettati per atterrare anche sugli asteroidi.
Nella foto, una versione dotata di sei ruote gemellate, testata nel deserto dell'Arizona.

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Marte stiamo arrivando. Nel film l'equipaggio di Watney arriva su Marte grazie a un'astronave a propulsione ionica che viaggia a 320.00 km/h ed è dotata di un sistema per ricreare la gravità.

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A TUTTA BIRRA. Il 6 marzo 2015 la sonda Dawn è entrata nell'orbita del pianeta nano Cerere . Per raggiungere il suo obiettivo ha impiegato tre propulsori ionici allo xeno, una tecnologia in grado di creare una spinta a partire dall'accelerazione degli ioni che ha permesso di ridurre al minimo il consumo di carburante e compiere alcune manovre al limite dell'impossibile. Durante il pellegrinaggio di Dawn, nei laboratori del Glenn Research Center ha spiccato il volo il progetto Next (NASA Evolutionary Xenon Thruster), che ha portato allo sviluppo di un propulsore ionico circa tre volte più potente, che dovrebbe aiutare l'uomo a concretizzare l'approdo su Marte.

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Niente energia eolica. Su Marte c'è poco vento. E non è sfruttabile per produrre energia elettrica. Meglio ricorrere al fotovoltaico.
A proposito di vento: ogni aspetto scientifico del libro da cui è tratto il film è plausibile e sostenuto da teorie attuali. Con una sola eccezione: proprio il vento. Data la bassa pressione atmosferica di Marte (meno dell’1 percento di quella della Terra), una tempesta di vento dell’intensità di quella descritta nel film non è possibile.

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Meglio l'ENERGIA SOLARE. Tornando al presente e al ricorso all'energia solare, la ISS è dotata di quattro set di pannelli fotovoltaici che generano da 84 a 120 kilowatt di energia elettrica, una quantità sufficiente per alimentare oltre 40 case. Il funzionamento della stazione non richiede tutta quell'energia, ma l'impianto è progettato per garantire scorte extra anche in caso di guasto o emergenza. Un sistema analogo fornirà energia a bordo di Orion, la capsula della Nasa che entro il 2030 ci condurrà su Marte con l'ausilio del razzo Space Launch System.

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Il sole non basta. Per sopravvivere a milioni di chilometri di distanza dalla Terra i futuri esploratori avranno bisogno di fonti energetiche affidabili e permanenti, motivo per cui i moduli fotovoltaici dovranno essere affiancati da altre tecnologie. Nel film la missione marziana si affida a una versione aggiornata del generatore RTG (Radioisotope Thermoelectric Generator), che produce elettricità tramite il decadimento di isotopi radioattivi. Nel film sembra un sistema estremamente radioattivo e pericoloso. Nella realtà le radiazioni alfa emesse da un generatore RTG viaggiano solo per pochi centimetri nell'aria e non sono pericolose per la vita a meno che la sorgente venga inalata o ingerita. Sono ben più pericolose le radiazioni dei raggi cosmici.

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Il motore di Cassini. La tecnologia dei generatori RTG è stata usata con successo fin dalle prime missioni lunari del programma Apollo e in diverse sonde spaziali (nella foto quella di Cassini). Trasforma in energia elettrica il calore scaturito dal decadimento del plutonio 238.

Casa dolce Hab. La base marziana in "The Martian" si chiama Hab (da Habitati) ed è lì che il protagonista passa la maggior parte del tempo. Anche su Marte i cosmonauti avranno bisogno di un tetto sulla testa.