La NASA ha una nuova visione per l'esplorazione spaziale: nei decenni a venire, gli umani atterreranno su Marte ed esploreranno il pianeta rosso. Brevi visite porteranno a soggiorni più lunghi e, forse un giorno, alle colonie.
Per prima cosa, però, stiamo tornando sulla Luna.
Perché la luna prima di Marte?
"La Luna è un primo passo naturale", spiega Philip Metzger, fisico del Kennedy Space Center della NASA. "È vicino. Possiamo praticare la vita, il lavoro e la scienza lì prima di fare viaggi più lunghi e più rischiosi su Marte. "
La Luna e Marte hanno molto in comune. La Luna ha solo un sesto di gravità terrestre; Marte ha un terzo. La luna non ha atmosfera; l'atmosfera marziana è altamente rarefatta. La Luna può diventare molto fredda, fino a -240 ° C in ombra; Marte varia tra -20o e -100o C.
Ancora più importante, entrambi i pianeti sono ricoperti di polvere fine come limo, chiamata "regolite". La regolite della Luna è stata creata dal bombardamento incessante di micrometeoriti, raggi cosmici e particelle di vento solare che abbattono le rocce per miliardi di anni. La regolite marziana è risultata dagli impatti di meteoriti più massicci e persino di asteroidi, oltre a secoli di erosione giornaliera da acqua e vento. Ci sono posti su entrambi i mondi in cui la regolite è profonda 10+ metri.
L'uso di attrezzature meccaniche in presenza di tanta polvere è una sfida formidabile. Proprio il mese scorso, Metzger è stato co-presidente di un incontro sul tema: "Materiali granulari in esplorazione lunare e marziana", tenutosi presso il Kennedy Space Center. I partecipanti hanno affrontato problemi che vanno dal trasporto di base ("Di che tipo di pneumatici ha bisogno un passeggino su Marte?") Al mining ("Quanto in profondità puoi scavare prima che il buco crolli?") Alle tempeste di polvere - sia naturali che artificiali ("Quanto costa polvere farà esplodere un razzo di atterraggio? ”).
Rispondere a queste domande sulla Terra non è facile. La polvere di Moondust e Marte è così ... aliena.
Prova questo: passa il dito sullo schermo del tuo computer. Avrai un piccolo residuo di polvere aderente alla punta del dito. È morbido e sfocato, questa è la polvere della Terra.
La polvere lunare è diversa: "È quasi come frammenti di vetro o forme strane di corallo che sono molto taglienti e intrecciati", dice Metzger. (Visualizza un'immagine di polvere lunare.)
"Anche dopo brevi passeggiate sulla luna, gli astronauti dell'Apollo 17 hanno scoperto che particelle di polvere avevano bloccato le articolazioni delle spalle delle loro tute spaziali", afferma Masami Nakagawa, professore associato presso il dipartimento di ingegneria mineraria della Colorado School of Mines. "La moondust penetra nelle guarnizioni, causando una perdita di pressione dell'aria nelle tute spaziali."
Nelle aree illuminate dal sole, aggiunge Nakagawa, la polvere fine levitata sopra le ginocchia degli astronauti dell'Apollo e persino sopra le loro teste, poiché le singole particelle venivano caricate elettrostaticamente dalla luce ultravioletta del Sole. Tali particelle di polvere, se rintracciate nell'habitat degli astronauti dove sarebbero state trasportate dall'aria, hanno irritato gli occhi e i polmoni. "È un problema potenzialmente grave."
La polvere è anche onnipresente su Marte, anche se probabilmente la polvere di Marte non è così acuta come la moondust. L'erosione leviga i bordi. Tuttavia, le polveri marziane frustano queste particelle 50 m / s (100+ mph), perlustrando e indossando ogni superficie esposta. Come hanno rivelato i rover Spirit e Opportunity, la polvere di Marte (come la moondust) è probabilmente caricata elettricamente. Si aggrappa ai pannelli solari, blocca la luce solare e riduce la quantità di energia che può essere generata per una missione di superficie.
Per questi motivi, la NASA sta finanziando il Project Dust di Nakagawa, uno studio di quattro anni dedicato alla ricerca di modi per mitigare gli effetti della polvere sull'esplorazione robotica e umana, che va dai progetti di filtri dell'aria ai rivestimenti a film sottile che respingono la polvere dalle tute spaziali e dai macchinari .
La Luna è anche un buon banco di prova per ciò che i pianificatori della missione chiamano "utilizzo delle risorse in situ" (ISRU) –a.k.a. "Vivere fuori dalla terra". Gli astronauti su Marte vorranno estrarre localmente determinate materie prime: ossigeno per respirare, acqua per bere e carburante per missili (essenzialmente idrogeno e ossigeno) per il viaggio verso casa. "Possiamo provarlo prima sulla Luna", afferma Metzger.
Si ritiene che sia la Luna che Marte siano in grado di ospitare acqua congelata nel terreno. Le prove per questo sono indirette. I veicoli spaziali della NASA e dell'ESA hanno rilevato idrogeno - presumibilmente l'H in H2O - nel suolo marziano. Depositi ghiacciati putativi vanno dai poli marziani quasi all'equatore. Il ghiaccio lunare, d'altra parte, è localizzato vicino ai poli nord e sud della Luna in profondità all'interno dei crateri dove il Sole non brilla mai, secondo dati simili di Lunar Prospector e Clementine, due veicoli spaziali che hanno mappato la Luna a metà degli anni '90.
Se questo ghiaccio potesse essere scavato, scongelato e spezzato in idrogeno e ossigeno ... Voila! Forniture istantanee. Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA, che verrà lanciato nel 2008, utilizzerà i moderni sensori per cercare depositi e individuare possibili siti di estrazione.
"I poli lunari sono un luogo freddo, quindi abbiamo lavorato con persone specializzate in luoghi freddi per capire come atterrare sui suoli e scavare nel permafrost per scavare l'acqua", dice Metzger. I primi tra i partner della NASA sono gli investigatori del Laboratorio di ricerca e ingegneria delle regioni fredde dell'Esercito del Corpo degli Ingegneri (CRREL). Le sfide principali includono le modalità di atterraggio di razzi o la costruzione di habitat su terreni ricchi di ghiaccio senza che il loro calore si sciolga, quindi collassa sotto il loro peso.
Testare tutta questa tecnologia sulla Luna, che dista solo 2 o 3 giorni dalla Terra, sarà molto più facile che testarla su Marte, a sei mesi di distanza.
Quindi ... su Marte! Ma prima, la luna.
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