La sonda Horizon sta per avvicinarsi al pianeta nano Plutone, dopo aver completato un viaggio di nove anni e tre miliardi di miglia. Plutone è così distante che si trova nella fascia di Kuiper, una regione del Sistema solare oltre i pianeti. Ciò solleva la possibilità che i viaggi nello spazio potrebbero un giorno essere sconfinati.

Per ora, però, tutti gli occhi sono su Marte, a soli 180 giorni di viaggio e un possibile obiettivo per una futura colonia umana., E questa non è solo fantascienza – la corsa allo spazio è già iniziata.

Mars One

L’insediamento Mars One

Un esempio è la società olandese Mars One, che prevede di lanciare un viaggio di sola andata con quattro astronauti su Marte, atterrando nel 2027. Ulteriori equipaggi si uniranno a loro ogni due anni per formare una colonia. Gli scettici respingono in gran parte Mars One come una trovata, ma una proposta più praticabile è Orion della Nasa, la prima missione da quando Apollo ha progettato di portare gli umani nello spazio profondo. Un viaggio di ritorno su Marte è previsto per gli anni 2030.,

In preparazione per questo, la Nasa e l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) stanno studiando Marte con una serie di veicoli spaziali, nel tentativo di risolvere il mistero di come Marte ha perso la maggior parte della sua atmosfera. Nel 2021, il rover della Nasa testerà una stazione meteorologica sperimentale su Marte e anche un dispositivo per convertire l’anidride carbonica in ossigeno.

Molto è già stato scoperto. Due delle scoperte più emozionanti di quest’anno riguardano l’acqua, uno degli ingredienti vitali per la vita come la conosciamo., Usando potenti telescopi a infrarossi, gli scienziati della Nasa hanno confermato che Marte una volta aveva più acqua dell’Oceano Artico, e parte di questo rimane rinchiuso nelle calotte polari marziane. Il telescopio spaziale Hubble, nel frattempo, ha scoperto ancora più acqua sotto la superficie della più grande luna di Giove Ganimede-un’altra futura destinazione spaziale.

Come arriviamo su Marte?

Il più lontano che abbiamo inviato astronauti è sulla luna, a circa 240.000 miglia di distanza. Questo è un piccolo avannotto rispetto al viaggio di 35 milioni di miglia su Marte. Raggiungere il pianeta rosso richiederà un hardware serio., La Nasa utilizzerà il suo nuovo razzo heavy-lift lo Space Launch System (SLS) per spingere Orion—la nuova generazione di veicoli spaziali—nello spazio. L’SLS è più potente di qualsiasi razzo precedente, sparando oltre 8,4 milioni di libbre di spinta, pari a 135 Boeing 747. I computer che eseguono il software su Orion hanno la capacità di gestire 480 milioni di istruzioni al secondo.

Ci sono state speculazioni che gli astronauti saranno messi in “iper-sonno” (un coma terapeutico) durante il viaggio su Marte e tenuti in vita per via endovenosa, per conservare le risorse., Anche se un tropo preferito di film di fantascienza, gli esperti pensano che questo improbabile.

Come vivremo?

Gli esseri umani avranno bisogno di acqua autosufficiente, cibo e ossigeno per sopravvivere su Marte. Estrarre l’acqua rinchiusa nel ghiaccio sarà cruciale, ma con la recente scoperta dell’acqua che scorre su Marte potrebbe non essere troppo difficile.

La Nasa sta sviluppando un dispositivo escavatore chiamato RASSOR (Regolith Advanced Surface Systems Operations Robot), progettato per estrarre acqua, ghiaccio e carburante dal suolo planetario. Mars One prevede anche di inviare un estrattore d’acqua per riscaldare il terreno fino a quando l’acqua evapora., L’acqua verrà quindi condensata e immagazzinata, il terreno asciutto espulso e il processo ripetuto. Mars One sostiene che i suoi astronauti avranno 50 litri di acqua riciclabile ogni giorno.

Il cibo dovrà essere coltivato e raccolto, ma l’agricoltura nello spazio non è facile. Non è possibile plonk colture in terra e cospargere sull’acqua, perché in microgravità terreno libero e l’acqua volerà intorno e “sporcare l’interno del veicolo spaziale”, avverte la dottoressa Anna-Lisa Paul, esperto in biologia molecolare e cellulare presso l’Università della Florida.,

“Le piante possono essere coltivate nello spazio, ma tutte richiedono la gestione di gas, acqua e un substrato in crescita”, afferma il dott. Il raccolto è perfetto per Marte, in grado di crescere su una capsula di petri di 10 cm e strettamente legato a verdure come broccoli e ravanelli. Matura rapidamente e gli scienziati conoscono già il suo codice genetico completo.,

Saranno necessari sistemi di coltivazione speciali, come VEGGIE (the Vegetable Production System project), una camera a microonde in cui le piante ricevono anidride carbonica e concime a rilascio controllato, e ventilatori mescolano l’aria (gas pesanti affondano e quelli leggeri si alzano sulla Terra, ma nello spazio questo non accade).

Il cibo potrebbe anche essere “stampato”. La Nasa sta lavorando con Systems & Material Research Corporation (SMRC) per sviluppare una stampante 3D per modellare proteine, amidi e grassi in forme e microjet in aromi e sostanze nutritive., David J Irvin, direttore di SMRC, prevede che ci saranno da 25 a 50 prodotti alimentari di base, tra cui pane e dolci.

“Non stiamo cercando progetti fuori dal mondo”, dice Irvin. “La forma del cibo sarà pratica per garantire una cottura uniforme e tempi di lavorazione efficienti. Quindi la pizza sembrerà pizza e biscotti come biscotti. Non stiamo pianificando cibo stellato Michelin-solo pasti sani e nutrienti.”

A Mars One, nel frattempo, è stato suggerito che i coloni potrebbero riciclare i rifiuti umani per fornire nutrienti per le loro colture e la loro dieta potrebbe includere insetti e alghe.,

Le piante potrebbero essere utilizzate anche per produrre ossigeno. Paul sostiene che una banca di organismi fotosintetici (come le alghe verdi) potrebbe essere utilizzata per questo compito. La Nasa prevede anche
per convertire l’anidride carbonica che domina l’aria marziana sottile in ossigeno utilizzando MOXIE—una macchina in grado di produrre tre quarti di un’oncia di ossigeno all’ora. In caso di successo, un dispositivo più grande verrà lanciato due anni prima che gli astronauti atterrino su Marte, per produrre ossigeno per la respirazione umana e per il carburante per razzi.

Impatti fisici e psicologici

Il viaggio nello spazio viene fornito con un avviso di salute., Utilizzando la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) come banco di prova, element scientist Professor Peter Norsk del programma di ricerca umana della Nasa ha studiato alcune delle sfide fisiche che gli astronauti dovranno affrontare.

I nostri corpi funzionano in modo diverso nello spazio—anche il modo in cui il nostro sangue scorre. Sulla Terra, la gravità trascina i fluidi corporei verso il basso, ma nello spazio questo non accade, quindi il cuore deve lavorare di più per pompare più sangue e più liquidi si accumulano nella testa, mettendo ulteriore pressione sugli occhi., I cosmonauti russi posizionano i loro corpi in scatole a bassa pressione per prelevare sangue nelle gambe e indossare braccialetti intorno alle cosce e alle braccia in modo che il sangue si accumuli nelle vene degli arti. La Nasa sta attualmente testando l’efficacia di questo.

Gli astronauti sulla ISS fanno due ore di esercizi aerobici giornalieri, di resistenza e di tapis roulant per evitare gli effetti dell’assenza di peso, che causa uno spreco rapido di ossa e muscoli. Il professor Norsk dice che la stessa contromisura verrà utilizzata su Marte, che ha circa un terzo della gravità della Terra., L’uso del bisfosfonato della droga di osteoporosi per impedire la perdita della osso-massa è un’altra opzione e la gravità artificiale sta provando facendo uso di un dispositivo di filatura della centrifuga.

Dieta sarà anche importante, e gli scienziati stanno guardando gli alimenti che proteggono la salute delle ossa e sono ricchi di antiossidanti per aumentare l’immunità. Lo spazio gioca il caos con il sistema immunitario—campioni di sangue-plasma prelevati dagli astronauti prima e dopo un viaggio mostrano che alcune cellule non riescono a calciare quando necessario, risvegliando virus latenti come la varicella, mentre altri sono troppo attivi e causano sintomi di allergia.,

Oltre alle sfide fisiche, l’isolamento, il confinamento e la perdita della privacy associati ai viaggi spaziali di lunga durata possono provocare problemi di salute mentale come la depressione.

A marzo, l’astronauta americano Scott Kelly e il cosmonauta russo Mikhail Kornienko partiranno per una “missione di un anno” sulla ISS, durante la quale si svolgeranno una serie di test psicologici per vedere come affrontano mentalmente., La Nasa sta anche trainando una stazione spaziale virtuale, utilizzando un auricolare di realtà virtuale per inviare suoni calmanti, odori e immagini, e fornire l’accesso a un terapeuta virtuale e un programma di trattamento della depressione auto-somministrato.

Sfide tecniche

Indagare i dati di Orione dopo il suo test di successo

Le prove tecniche per raggiungere e abitare Marte sono immense, ma forse la sfida più grande è la minaccia rappresentata dalle radiazioni., Gli astronauti che viaggiano oltre l’orbita terrestre bassa sono al di fuori dello scudo protettivo dell’atmosfera terrestre e del campo magnetico, esponendoli a raggi cosmici galattici che danneggiano il DNA e aumentano il rischio di cancro.

La Nasa proibisce ai suoi astronauti di aumentare la loro probabilità di morire di cancro di oltre il tre per cento, ma almeno un esperto ha stimato che l’esposizione alle radiazioni su Marte potrebbe tagliare da 15 a 24 anni la vita di un astronauta.,

La Nasa ammette che c’è “una conoscenza insufficiente degli effetti sulla salute delle radiazioni, dell’ambiente delle radiazioni spaziali e dell’efficacia delle contromisure” per raccomandare limiti di esposizione dell’equipaggio per le missioni lunari e Mars estese.

Il piano finora è quello di proteggere i veicoli spaziali e gli habitat per proteggere gli esseri umani all’interno. Orion ha sensori di radiazione, e utilizzerà la massa già a bordo per massimizzare la quantità di materiale (tra cui attrezzature, forniture, sedili di lancio e rientro) che può essere posizionato tra l’equipaggio e l’ambiente esterno.,

Gli alloggi di Mars One saranno coperti con 16 piedi di terreno, per proteggere gli abitanti dai raggi cosmici. I loro scienziati dicono che questo fornirà la stessa protezione dell’atmosfera terrestre.

Questioni etiche

Nel giugno dello scorso anno, il Comitato per il volo spaziale umano del Consiglio nazionale delle ricerche, co-presieduto da Jonathan Lunine, professore di scienze planetarie alla Cornell University, ha testimoniato davanti al Congresso degli Stati Uniti che gli esseri umani dovrebbero continuare ad esplorare lo spazio, ma i finanziamenti sarebbero necessari per decenni se, Un tale programma, tuttavia, costerà centinaia di miliardi. La spesa può essere giustificata?

“Nessuna singola logica giustifica un programma di volo spaziale umano”, afferma il professor Lunine. “È l’aggregato. Il volo spaziale umano offre un’ampia serie di vantaggi che, se presi insieme, costituiscono un caso convincente per un tale programma.”

Gli esperti dividono questi benefici in pratici e ambiziosi. I vantaggi pratici sono economici, educativi e politici. Viaggi spaziali stimola l’industria aerospaziale e attira le persone in carriere nel campo della scienza e dell’ingegneria., E mentre l’esplorazione spaziale è collaborativa tra paesi (a differenza della corsa allo spazio del 20 ° secolo, dominata dalla guerra fredda e dalla necessità di supremazia dei voli spaziali), guidare gli aspetti finanziari e tecnici di un programma spaziale solleva la posizione di un paese sulla scena mondiale.

Le motivazioni aspirazionali, nel frattempo, sono descritte come “un destino umano condiviso e la voglia di esplorare”. E, in definitiva, l’atterraggio su Marte potrebbe essere più aspirazionale che pratico. Mentre uno sbarco umano potrebbe accadere tra 35 e 50 anni, un’intera colonia autosufficiente potrebbe richiedere secoli.,”

” Non puoi davvero quantificare il valore”, dice Lunine. “Ma le persone sono mosse da logiche aspirazionali. Se così non fosse, tutti studierebbero business e non avremmo filosofi o laureati di arti per dare colore e consistenza all’esistenza.”

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