L'ESA ha annunciato il target primario di ExoMars, un progetto di esplorazione robotica di Marte in collaborazione con l'agenzia spaziale russa Roscosmos. Nel 2018, il rover della missione atterrerà nel sito di Oxia Planum, una regione che ospita numerose tracce di acqua passata in prossimità dell'equatore di Marte.
Ricerca profonda. L'area, che è stata scelta tra una rosa di 4 siti candidati, accoglie anche, in prossimità della superficie, affioramenti rocciosi di almeno 3,9 miliardi di anni fa. «Qui dovrebbe atterrare il lander di Exomars 2018, con il perforatore costruito in Italia che andrà a cercare cosa c'è sotto la superficie fino ad una profondità di 2 metri» spiega il presidente dell'Agenzia Spaziale Italiana, Roberto Battiston. Un secondo potenziale sito di atterraggio verrà scelto prossimamente.
Due fasi. Nel 2016 un primo lancio della missione invierà nell'orbita marziana l'ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), che cercherà tracce di metano e altri gas collegati a una possibile origine biologica nell'atmosfera del pianeta, e un lander dimostrativo, chiamato Schiaparelli in onore dell'astronomo italiano famoso per i suoi studi su Marte. Nel 2018 il secondo lancio, con atterraggio su Marte previsto 9 mesi dopo.
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.
Foto: © Twentieth Century Fox
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.
Foto: © Twentieth Century Fox
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.
Foto: © Nasa
Patate marziane. Se sulla Stazione Spaziale Internazionale il rifornimento di cibo è garantito dai viaggi delle navicelle cargo, per sopravvivere su Marte gli astronauti necessiteranno di una fonte continua di nutrimento: una capsula piena di scorte alimentari impiegherebbe infatti almeno nove mesi per completare il tragitto dalla Terra al Pianeta Rosso. Se poi si viene abbandonati, come succede all'astronauta Mark Watney del film, occorre ingegnarsi. Il protagonista riesce a coltivare patate in una sera marziana.
Foto: © Twentieth Century Fox
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.
Foto: © Nasa
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...
Foto: © Twentieth Century Fox
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.
Foto: © Nasa Tv
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.
Foto: © Twentieth Century Fox
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.
Foto: © NASA/JPL-CALTECH/MSS/The New Yor/contrasto
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.
Foto: © Twentieth Century Fox
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.
Foto: © Nasa
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.
Foto: © Twentieth Century Fox
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.
Foto: © Nasa
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.
Foto: © Twentieth Century Fox
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.
Foto: © Nasa
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.
Foto: © Twentieth Century Fox
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.
Foto: © Nasa
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.
Foto: © Twentieth Century Fox
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.
Foto: © NASA
ExoMars. Andrà a caccia di tracce di vita passata su Marte ExoMars, una missione di ESA e Roscosmos articolata in più tappe. Nel 2016 un orbiter inizierà ad "annusare" l'atmosfera marziana con quattro strumenti scientifici, e testerà un modulo di discesa che prepari la strada al rover vero e proprio. Quest'ultimo, un successore a sei ruote di Curiosity, raggiungerà il Pianeta Rosso nel 2018: percorrendo le orme del rover della Nasa, cercherà eventuali segni di vita marziana nel sottosuolo, scavando fino a 2 metri in profondità (e non pochi cm, come Curiosity) per raggiungere aree del sottosuolo non intaccate dalle radiazioni superficiali. All'ESA si sta studiando il sito ideale per queste perforazioni: forse, il letto di un antico fiume, che in passato potrebbe aver ospitato la vita.
Foto: © ESA
Asteroid Redirect Mission (ARM). Intrappolare un asteroide e trainarlo fino all'orbita lunare: sembra la trama di un film di fantascienza ma è il piano di una delle prossime e più attese missioni della Nasa. Se finanziata, dovrebbe partire a fine 2020: una sonda spaziale dovrebbe - con l'ausilio di bracci robotici uncinati - catturare un pezzo di asteroide di 4 metri di diametro e trascinarlo fino a un'orbita lunare stabile, dove sarebbe analizzato da altre sonde e anche da una missione con equipaggio (Luca Parmitano si sta già allenando). Prima però occorreranno un paio d'anni per identificare il masso "ideale". La missione servirà a testare tecniche di difesa della Terra da eventuali, pericolose mine vaganti in rotta di collisione col pianeta.
Foto: © NASA
Orion. Dell'erede delle navicelle Apollo che un giorno ci porterà - speriamo! - fino a Marte abbiamo già parlato. Il primo volo di prova con rientro in atmosfera della navicella ancora senza equipaggio, avvenuto a dicembre, è stato un successo. Resta da capire quali saranno le prossime tappe del suo utilizzo, prima di una missione marziana nel 2030. Una possibilità è che un equipaggio umano a bordo della capsula possa esplorare l'asteroide catturato da ARM (vedi foto precedente). Ma la vera incognita è quale sia la resistenza del corpo umano ai lunghi viaggi spaziali (considerati anche gli effetti dei raggi cosmici sul cervello).
Foto: © NASA
Juice. Se c'è vita nel Sistema Solare, i luoghi migliori dove cercarla sono le lune di Giove: Europa e Ganimede, in particolare, che saranno, insieme a Callisto, tra i target della missione JUICE (JUpiter ICy moons Explorer), programmata per il 2022. Dopo un viaggio di quasi 8 anni, la sonda effettuerà una serie di flyby di Callisto ed Europa prima di entrare in orbita intorno a Ganimede. Si pensa che tutte e tre le lune abbiano oceani di acqua sotto alla superficie ghiacciata. Le condizioni subsuperficiali di Europa sono state paragonate a quelle dei laghi subglaciali artici. Guarda anche l'anguilla della Nasa che esplorerà gli oceani di Europa
Foto: © ESA
Solar Orbiter. Il satellite della Nasa per l'esplorazione solare è pronto a partire alla volta della nostra stella nel 2018. Si spingerà fino a 0,21 unità astronomiche dalla sua superficie (ossia a un quinto della distanza Terra-Sole), più in là di quanto qualunque satellite abbia fatto finora. La parte esposta al Sole del satellite raggiungerà i 600 °C di temperatura: un "disagio" che non impedirà all'orbiter di fotografare le regioni polari del Sole, non osservabili da Terra, con un dettaglio dieci volte maggiore rispetto alle immagini oggi disponibili. Un'occasione per studiare più da vicino fenomeni come protuberanze e brillamenti solari, e il motore del campo magnetico del Sole.
Foto: © ESA
James Webb Telescope. L'erede di Hubble e di Kepler, che sarà lanciato nel 2018, promette scoperte e osservazioni a dir poco entusiasmanti. Con il suo sguardo agli infrarossi e il suo specchio di 6,5 m, progettato per funzionare al primo colpo (non è prevista manutenzione nello spazio, al contrario di quanto avvenne con Hubble) il telescopio esplorerà stelle e galassie formatesi poco dopo il Big Bang, e sarà in grado di osservare direttamente atmosfera e condizioni meteo di esopianeti di cui oggi riusciamo a carpire soltanto informazioni indirette.
Foto: © NASA
