Articolo di A. Verbruggen liberamente tradotto da Medium
La Luna è stata la fedele compagna della Terra per un paio di miliardi di anni. Ha contribuito a plasmare e consentire la vita creando condizioni stabili attraverso i secoli. Durante la seconda metà del XX secolo, gli uomini si sono avventurati per raggiungerla e atterrarci sopra come avvenuto più volte con successo durante le missioni Apollo. In seguito, è caduto l’ interesse per la Luna e sulle ulteriori esplorazioni spaziali. Il fulcro degli sforzi spaziali è passato principalmente all’orbita terrestre, che ha portato meravigliosi progressi tecnologici come il GPS ed i telescopi spaziali.
Nell’ultimo decennio sembra essere emerso un rinnovato interesse maggiormente sostenibile per l’esplorazione spaziale insieme ad organizzazioni spaziali finanziate da privati come SpaceX e Blue Origin. Questa volta la missione è rendere permanentemente multi-planetaria l’umanità. Alcuni dei nuovi partecipanti sembrano concentrarsi su Marte, mentre la NASA prende per la prima volta la Luna nel suo ambito con il programma Artemis. Entrambe le scelte hanno i loro vantaggi e svantaggi ma la prima scelta più logica è quella di stabilire una base permanente sulla Luna in modo che possa fungere da gateway per Marte.
La prima scelta più logica è quella di stabilire una base permanente sulla Luna in modo che possa fungere da gateway per Marte
Consideriamo prima i vantaggi tecnici che la Luna ha su Marte e perché è il primo passo logico. Il motivo principale è sicuramente la distanza. La Luna si trova a circa 380.000 chilometri dalla Terra rimanendo virtualmente costante a causa di un’orbita quasi circolare della Luna attorno alla Terra. In confronto alla distanza più vicina registrata, Marte è a 57,6 milioni di chilometri dalla Terra. Questa vasta distanza diventa ancora più grande quando scegli il momento sbagliato con un massimo di 401 milioni di chilometri. Ovviamente, raddoppiare la distanza nello spazio non significa necessariamente il doppio del tempo, ma comunque un’enorme differenza. Per avere un’idea migliore di questa differenza, visita distancetomars.com.
Un viaggio su Marte richiederà mesi. Uno sulla Luna invece richiede generalmente da un paio di giorni a un paio di settimane, a seconda del percorso che si prende, uno economico o uno di forza bruta. La navicella spaziale Apollo 11 ha preso la “rotta della forza bruta” ed è arrivata sulla luna in tre giorni. Veicoli spaziali più recenti hanno scelto l’opzione più sottile come l’India Chandrayaan-2 e Israel’s Beresheet aumentando costantemente l’orbita attorno alla Terra fino a quando non si sono avvicinati abbastanza alla Luna da essere catturati dalla sua gravità. Il tempo record per raggiungere la Luna è stato fissato dalla sonda New Horizons che l’ha raggiunta in meno di nove ore. Tuttavia, era un veicolo spaziale senza equipaggio e non è entrato in orbita lunare. Ma teoricamente un veicolo spaziale potrebbe viaggiare dalla superficie terrestre all’orbita lunare in quasi dodici ore con la tecnologia odierna. Ci vuole più tempo per raggiungere alcuni luoghi remoti della Terra. Anche alcuni voli aerei richiedono più tempo.
Esattamente questo è un buon caso per la Luna. Il tempo di viaggio relativamente breve limita la necessità di supporto vitale a bordo. Un viaggio sulla Luna potrebbe anche essere paragonabile a un lungo volo in aereo. Sarebbe necessaria solo una piccola quantità di cibo, acqua e altri rifornimenti con non molto più spazio per persona di una comoda sedia su cui sedersi. Ma soprattutto, se qualcosa va storto, l’aiuto non è poi così lontano.
Il tempo di viaggio relativamente breve limita la necessità di supporto vitale a bordo. Un viaggio sulla Luna potrebbe anche essere paragonabile a un lungo volo in aereo
Una volta in orbita lunare, la discesa in superficie non è così difficile. L’assenza di atmosfera sulla Luna rende impossibile la rottura aerodinamica, ma significa anche che non sono necessari scudi termici e che il veicolo spaziale non deve essere modellato aerodinamicamente. Su Marte c’è un’atmosfera abbastanza densa da rendere lo sviluppo di calore un problema durante la discesa ma non abbastanza densa da usarla interamente per la rottura aerodinamica come è possibile sulla Terra. Ciò implica che un veicolo spaziale che atterra su Marte deve avere più mezzi per rallentare. Questo rende la sfida di atterrare su Marte più difficile che sulla Luna .
Lo stesso vale per scendere. La Luna ha solo il 16% della gravità terrestre mentre quella di Marte è del 38%. Una gravità inferiore significa meno propellente, serbatoi di carburante più piccoli e una struttura più piccola per la stessa quantità di carico utile. Oltre alla maggiore gravità, su Marte bisogna anche tenere conto della resistenza atmosferica che aumenta anche la quantità di propellente necessaria per il lancio.
All’inizio della creazione di una base, la comunicazione con la Terra è essenziale. L’invio di un messaggio dalla superficie della Luna alla Terra richiede circa 1,3 secondi. Durante una telefonata questo ritardo è evidente ma comunque gestibile. Marte, invece, è un’altra storia. L’invio di un messaggio unidirezionale richiede dai 4 ai 24 minuti per raggiungere la Terra. Immagina di essere seduto a una riunione e di aspettare tre quarti d’ora per ottenere una risposta alla tua domanda. La creazione di una base su Marte richiede molta più indipendenza e autodeterminazione da parte dell’equipaggio.
Questi vantaggi della Luna rispetto a Marte non dicono necessariamente qualcosa sul perché la Luna sia il primo passo logico, ma dice solo che è più facile raggiungerla. Allora come può prepararci per Marte? Sfruttando la relativa facilità di raggiungere la Luna, è possibile affrontare prima i problemi incontrati nel tentativo di costituire una colonia permanente. Quando possiamo finalmente riuscire a portare le persone in sicurezza su Marte, la sfida della colonizzazione non è più così grande: abbiamo fatto pratica sulla Luna. James Rice, uno scienziato senior presso il Planetary Science Institute, esprime questo perfettamente: “Supponiamo che tu abbia un sacco di nuove attrezzature da campeggio. Se sei intelligente, imparerai come usarlo nel tuo giardino. Non andrai, diciamo, sul Monte Everest a cercare di capire come far funzionare questa roba “. Quando hai capito come funziona la tua attrezzatura da campeggio puoi iniziare a capire come arrivare in cima.
Sfruttando la relativa facilità di raggiungere la Luna, è possibile affrontare prima i problemi incontrati nel tentativo di costituire una colonia permanente.
Una di queste sfide comuni sono le temperature estreme. Durante il giorno sulla Luna, le temperature possono raggiungere oltre un bel caldo 100 ° C mentre di notte può diventare un po’ freddo con temperature inferiori a -200 ° C. Su Marte, l’escursione termica è meno estrema da circa -140 ° C a 30 ° C. Se può essere gestito sulla Luna, probabilmente può essere fatto anche su Marte.
Lo stesso vale per le radiazioni, che è probabilmente una delle maggiori sfide tecniche. L’esposizione alle radiazioni sulla Luna può essere centinaia di volte superiore a quella sperimentata sulla Terra a causa della mancanza di atmosfera e magnetosfera. Tali dosi portano a cambiamenti più elevati su cancro, malattie da radiazioni, malattie cardiovascolari e infine la morte. La ricerca sulla salute degli astronauti dell’Apollo suggerisce che anche un soggiorno relativamente breve sulla Luna o più in generale al di fuori della sicura magnetosfera terrestre implica problemi di salute a lungo termine. La situazione su Marte è meno grave che sulla Luna ma comunque considerevole. Ancora una volta, se può essere affrontato sulla Luna, molto probabilmente sarà possibile applicarlo anche su Marte.
Una questione meno ovvia ma importante è l’influenza sulla salute mentale di una permanenza prolungata in un luogo così remoto. Gli esseri umani si sono evoluti per essere in grado di prosperare in circostanze che si trovano qui sulla Terra. Sebbene cibo, acqua e riparo non ci vengano serviti da soli (a volte può sembrare che lo facciano in questi giorni), in un posto come la Luna o Marte, le cose sono un milione di volte peggio. Una mancanza di ossigeno o un’atmosfera ti ucciderà generalmente in pochi secondi se non più rapidamente quando non hai la giusta protezione. Questa conoscenza può essere spaventosa. I primi coloni avranno probabilmente un background militare o almeno un ampio addestramento (mentale) prima della partenza, ma se vuoi che una colonia cresca e crei una società fiorente, non puoi continuare a inviare solo persone addestrate da militari. Questa potrebbe essere una delle sfide più difficili poiché è meno chiaro come risolverla. Se non c’è atmosfera, la soluzione logica è costruire un guscio o contenitore pressurizzato. Questa sfida mentale è una soluzione meno ovvia.
I primi coloni avranno probabilmente un background militare o almeno un ampio addestramento (mentale) prima della partenza
Ogni volta che gli astronauti dell’Apollo tornavano da una passeggiata sulla Luna, erano ricoperti di polvere lunare. La ricerca ha sottolineato che fondamentalmente queste particelle di polvere sono come pezzi di vetro microscopici che possono danneggiare le apparecchiature e la salute. Sebbene le particelle di polvere su Marte siano più simili a minuscoli massi di un fiume invece che a pezzi di vetro rotti, rappresentano anche una sfida a causa dei livelli tossici di perclorato. La NASA ha persino classificato la polvere come la sfida numero uno per andare su Marte. Altre sfide includono la coltivazione di cibo, la fornitura di energia e molti altri piccoli problemi che sono naturalmente nella nostra vita quotidiana qui sulla Terra.
Poiché molte sfide comuni hanno la Luna e Marte, ce ne sono ancora molte uniche per ognuna di esse. Alcuni potrebbero obiettare che andare sulla Luna è uno spreco di sforzi che potrebbe essere utilizzato per Marte poiché esso offre molte altre sfide come l’atterraggio di un veicolo spaziale attraverso l’atmosfera sottile. Tuttavia, una volta risolti i problemi comuni, ci si può concentrare sui problemi specifici. Inoltre, la Luna ha molto più potenziale di un semplice “campo di addestramento” per Marte. Può servire come stazione di addestramento per i futuri residenti marziani e come stazione di rifornimento per il propellente estratto dall’acqua lunare. Inoltre, la Luna è una grande roccia con un’enorme quantità di risorse che possono essere utilizzate in una varietà di applicazioni future nello spazio e sulla Terra. Ma in primis, la Luna può essere la porta per Marte, letteralmente e figurativamente parlando.