Elon Musk non è mai stato uno che tiene per sé i suoi piani a lungo termine. Oltre allo sviluppo di razzi riutilizzabili, auto elettriche e alla rivoluzione dell'energia solare, è stato anche piuttosto esplicito sulla creazione di una colonia su Marte durante la sua vita. L'obiettivo qui non è altro che garantire la sopravvivenza della razza umana creando una 'posizione di riserva' e richiede una seria pianificazione e architettura.
Questi e altri aspetti della proposta missione di Musk su Marte sono stati delineati in un saggio intitolato ' Rendere gli umani una specie multiplanetaria “, che è stato pubblicato nel numero di giugno 2017 della rivistaNuovo spazio. Il documento è un riassunto della presentazione che ha fatto al 67° Meeting Annuale del Congresso Astronautico Internazionale , che si è svolto dal 26 al 30 settembre 2016, a Guadalajara, in Messico.
Il documento è stato prodotto da Scott Hubbard, un professore di consulenza presso la Stanford University e redattore capo diNuovo Spazio,e include tutto il materiale e le diapositive della presentazione originale di Musk. All'interno sono contenuti i pensieri di Musk su come la colonizzazione di Marte potrebbe essere compiuta in questo secolo e quali problemi dovrebbero essere affrontati.
Elon Musk rivela i suoi piani per Marte al 67esimo meeting annuale della IAC. Credito: SpaceX/IAC
Questi includono i costi per l'invio di persone e carichi utili su Marte, i dettagli tecnici del razzo e del veicolo che farebbero il viaggio e possibili guasti e tempistiche dei costi. Ma, naturalmente, affronta anche le domande filosofiche chiave: 'Perché andare?' e 'Perché Marte?'
Affrontare questa prima domanda è uno degli aspetti più importanti dell'esplorazione spaziale. Ricordi l'iconico discorso di John F. Kennedy 'We Choose to go to the Moon'? Lungi dall'essere solo una dichiarazione di intenti, questo discorso era una giustificazione da parte dell'amministrazione Kennedy per tutto il tempo, l'energia e il denaro che stava dedicando al programma Apollo. In quanto tale, il discorso di Kennedy ha sottolineato soprattutto perché l'obiettivo era un'impresa nobile.
Guardando a Marte, Musk ha adottato un tono simile, sottolineando la sopravvivenza e il bisogno dell'umanità di espandersi nello spazio. come lui ha dichiarato :
“Penso che ci siano davvero due strade fondamentali. La storia si biforcherà lungo due direzioni. Un percorso è rimanere sulla Terra per sempre, e poi ci sarà un eventuale evento di estinzione. Non ho un'immediata profezia del giorno del giudizio, ma alla fine, la storia suggerisce, ci sarà qualche evento del giorno del giudizio. L'alternativa è diventare una civiltà spaziale e una specie multiplanetaria, che spero concorderete sia la strada giusta da percorrere'.
Per quanto riguarda ciò che rende Mars la scelta naturale, è stata una vendita un po' più difficile. Certo, Marte ha molte somiglianze con la Terra - ecco perché è spesso chiamato 'Gemello della Terra' - il che lo rende un bersaglio allettante per la ricerca scientifica. Ma ha anche alcune differenze piuttosto nette che fanno sembrare i soggiorni a lungo termine in superficie meno che attraenti. Allora perché dovrebbe essere la scelta naturale?
Rappresentazione artistica di un passeggero a bordo dell'ITS che guarda dall'alto Marte. Credito: SpaceX
Come spiega Musk, la vicinanza ha molto a che fare con questo. Sicuro, Venere è più vicina alla Terra , avvicinandosi a 41 milioni di km (25.476.219 mi), rispetto ai 56 milioni di km (3.4796.787 mi) di Marte. Ma l'ambiente ostile di Venere è ben documentato e include un'atmosfera super densa, temperature abbastanza calde da sciogliere piombo e pioggia di acido solforico! Mercurio è troppo caldo e senz'aria, e le lune di Giove sono molto lontane.
Questo ci lascia solo due opzioni per il prossimo futuro, per quanto riguarda Musk. Uno è la Luna, che probabilmente avrà un insediamento permanente su di essa nei prossimi anni. Infatti, tra ESA, NASA, Roscosmos e la Chines National Space Administration, non mancano i piani per costruire un avamposto lunare , che fungerà da successore dell'ISS.
Ma rispetto a Marte, è meno ricco di risorse, non ha atmosfera e rappresenta una transizione importante per quanto riguarda la gravità ( 0,165G rispetto a 0,376G ) e la durata del giorno ( 28 giorni contro 24,5 ore ) riguardano. Qui sta la ragione principale per andare su Marte, che è il fatto che le nostre opzioni sono limitate e Marte è il più simile alla Terra di tutti i corpi che ci sono attualmente accessibili.
Inoltre, Musk tiene conto del fatto che i coloni potrebbero iniziare a dare il via al processo di terraformazione, per renderlo ancora più simile alla Terra nel tempo. Come afferma (grassetto aggiunto per enfasi):
“In effetti, ora crediamo che il primo Marte fosse molto simile alla Terra.In effetti, se potessimo riscaldare Marte, avremmo ancora una volta un'atmosfera densa e oceani liquidi.Marte è circa la metà più lontano dal Sole della Terra, quindi ha ancora una luce solare decente. Fa un po' freddo, ma possiamo scaldarlo. Ha un'atmosfera molto utile, che, essendo principalmente CO2 con un po' di azoto e argon e pochi altri oligoelementi, significa che possiamo coltivare piante su Marte semplicemente comprimendo l'atmosfera.
“Sarebbe abbastanza divertente essere su Marte perché avresti una gravità che è circa il 37% di quella della Terra, quindi saresti in grado di sollevare oggetti pesanti e legarti. Inoltre, la giornata è notevolmente vicina a quella della Terra. Dobbiamo solo cambiare le popolazioni perché attualmente abbiamo sette miliardi di persone sulla Terra e nessuna su Marte».
Naturalmente, nessuna missione può svolgersi senza l'importantissimo veicolo. A tal fine, Musk ha utilizzato l'incontro annuale IAC per svelare i piani della sua azienda per il Sistema di trasporto interplanetario . Una versione aggiornata del Mars Colonial Transporter (di cui Musk ha iniziato a parlare nel 2012), l'ITS sarà composto da due componenti principali: un razzo riutilizzabile e il Astronave interplanetaria .
Il processo per arrivare su Marte con questi componenti prevede pochi passaggi. Innanzitutto, il razzo e l'astronave decollano insieme e l'astronave viene consegnata in orbita. Successivamente, mentre l'astronave assume un'orbita di parcheggio, il booster torna sulla Terra per essere ricaricato con la nave cisterna. Questo veicolo ha lo stesso design dell'astronave, ma contiene serbatoi di propellente invece di aree di carico.
La petroliera viene quindi lanciata in orbita con il booster, dove si incontrerà con l'astronave e la rifornirà di carburante per il viaggio su Marte. Nel complesso, la nave cisterna per propellenti salirà da tre a cinque volte per riempire i serbatoi della navicella mentre è in orbita. Musk stima che il tempo di risposta tra il lancio del veicolo spaziale e il recupero del booster potrebbe alla fine essere di appena 20 minuti.
Questo processo (se Musk ottiene il suo successo) si espanderebbe per includere più astronavi che effettuano il viaggio da e verso Marte ogni 26 mesi (quando Marte e la Terra sono più vicini tra loro):
“Avresti in definitiva più di 1.000 o più astronavi in attesa in orbita. Quindi, la flotta coloniale di Marte sarebbe partita in massa. Ha senso caricare le astronavi in orbita perché hai 2 anni per farlo, e poi puoi fare un uso frequente del booster e della petroliera per ottenere un riutilizzo davvero pesante di quelle. Con l'astronave, ottieni meno riutilizzo perché devi considerare quanto durerà, forse 30 anni, che potrebbero essere forse 12-15 voli dell'astronave al massimo'.
In termini di struttura del razzo, sarebbe costituito da un avanzato esterno in fibra di carbonio che circonda i serbatoi di carburante, che si baserebbe su un sistema di pressurizzazione autogeno. Ciò comporta la gassificazione del carburante e dell'ossigeno attraverso scambi di calore nel motore, che verrebbero quindi utilizzati per pressurizzare i serbatoi. Questo è un sistema molto più semplice di quello attualmente utilizzato per il razzo Falcon 9.
Il booster utilizzerebbe 42 motori Raptor disposti in anelli concentrici per generare la spinta. Con 21 motori nell'anello esterno, 14 nell'anello interno e sette in un cluster centrale, il booster avrebbe una spinta al decollo stimata di 11.793 tonnellate (13.000 tonnellate) - 128 MegaNewton - e una spinta a vuoto di 12.714 metriche tonnellate (14.015 tonnellate), o 138 MN. Questo lo renderebbe il primo veicolo spaziale in cui la barra delle prestazioni del razzo supera le dimensioni fisiche del razzo.
Per quanto riguarda il veicolo spaziale, i progetti richiedono una sezione pressurizzata in alto con una sezione non pressurizzata sotto. La sezione pressurizzata potrebbe contenere fino a 100 passeggeri (pensando che Musk spera di aumentare tale capacità a 200 persone per viaggio), mentre tutti i bagagli e il carico necessari per costruire la colonia marziana sarebbero tenuti nella sezione non pressurizzata sottostante.
Per quanto riguarda gli stessi compartimenti dell'equipaggio, Musk avrebbe sicuramente illustrato come il tempo trascorso in essi non sarebbe stato noioso, dal momento che il tempo di transito è lungo. 'Pertanto, lo scompartimento dell'equipaggio o quello degli occupanti sono configurati in modo da poter fare giochi a gravità zero: puoi galleggiare', ha detto. “Ci saranno film, aule, cabine e un ristorante. Sarà davvero divertente andarci. Ti divertirai un mondo!”
L'architettura del sistema di trasporto interplanetario. Credito: SpaceX
Al di sotto di entrambe queste sezioni si trovano il serbatoio dell'ossigeno liquido, il serbatoio del carburante e i motori dei veicoli spaziali. I motori, che sarebbero direttamente attaccati al cono di spinta alla base, sarebbero costituiti da un anello esterno di tre motori a livello del mare - che genererebbero 361 secondi di impulso specifico (Isp) - e un gruppo interno di sei motori a vuoto che genererebbe 382 Isp.
L'esterno della navicella sarà inoltre dotato di uno scudo termico, che sarà composto dallo stesso materiale utilizzato da SpaceX sulla sua navicella spaziale Dragon. Questo è noto come a ablatore di carbonio impregnato di fenolo (PICA), di cui SpaceX è alla terza versione. In totale, Musk stima che l'astronave interplanetaria sarà in grado di trasportare 450 tonnellate di carico su Marte, a seconda di quante volte la nave cisterna può riempire l'imbarcazione.
E, a seconda dell'appuntamento Terra-Marte, il tempo di transito potrebbe essere di soli 80 giorni (per una velocità di 6 km/s). Ma con il tempo, Musk spera di ridurlo a soli 30 giorni, il che renderebbe possibile stabilire una popolazione considerevole su Marte in un lasso di tempo relativamente breve. Come indicato da Musk, il numero magico qui è 1 milione, il che significa il numero di persone necessarie per stabilire una colonia autosufficiente su Marte.
Ha ammesso che questa sarebbe stata una grande sfida e che potrebbe durare fino a un secolo per completarla:
“Se puoi andare solo ogni 2 anni e se hai 100 persone per nave, sono 10.000 viaggi. Pertanto, almeno 100 persone per viaggio è il giusto ordine di grandezza, e potremmo finire per espandere la sezione dell'equipaggio e alla fine prendere più di 200 o più persone per volo al fine di ridurre il costo per persona.Tuttavia, 10.000 voli sono molti voli, quindi alla fine vorrai davvero nell'ordine di 1.000 navi. Ci vorrebbe un po' di tempo per costruire fino a 1.000 navi. Quanto tempo ci vorrebbe per raggiungere quella soglia di un milione di persone, dal punto in cui la prima nave va su Marte sarebbe probabilmente da qualche parte tra i 20 e i 50 rendezvous totali su Marte, quindi ci vorrebbero 40-100 anni per raggiungere un completo autocontrollo. sostenere la civiltà su Marte”.
Spaccato dell'astronave interplanetaria. Credito: SpaceX
Quando l'ITS sarà pronto per il lancio, lo farà da Piattaforma di lancio 39A al Kennedy Space Center in Florida, che SpaceX attualmente utilizza per condurre i lanci del Falcon 9. Ma ovviamente, l'aspetto più scoraggiante di qualsiasi sforzo di colonizzazione è il costo. Al momento, e utilizzando i metodi attuali, inviare più di 1 milione di persone su Marte non è semplicemente conveniente.
Usando i metodi dell'era Apollo come pietra di paragone, Musk ha indicato che il costo per andare su Marte sarebbe di circa $ 10 miliardi a persona, il che deriva dal fatto che il programma stesso costava tra $ 100 e $ 200 miliardi (aggiustando l'inflazione) e ha portato a 12 astronauti che mettono piede sulla Luna. Naturalmente, questo è troppo alto per creare una colonia autosufficiente con una popolazione di 1 milione di abitanti.
Di conseguenza, Musk ha affermato che il costo del trasporto di persone su Marte dovrebbe essere ridotto di un enorme 5 milioni percento! Il desiderio di Musk di ridurre i costi associati ai lanci spaziali è ben noto ed è il motivo per cui ha fondato SpaceX e ha iniziato a sviluppare tecnologia riutilizzabile. Tuttavia, i costi dovrebbero essere ridotti al punto in cui un biglietto per Marte costerebbe all'incirca quanto una casa mediana, ovvero $ 200.000, prima che possa avvenire qualsiasi viaggio su Marte.
Rappresentazione artistica dell'ITS in transito, con i suoi pannelli solari dispiegati. Credito: SpsaceX
Per quanto riguarda come ciò potrebbe essere fatto, vengono delineate diverse strategie, molte delle quali Musk e agenzie spaziali come la NASA stanno già attivamente perseguendo. Includono la piena riutilizzabilità, in cui tutti gli stadi di un razzo e del suo modulo di carico (non solo il primo stadio) dovrebbero essere recuperabili e riutilizzabili. Il rifornimento in orbita è un secondo mezzo, il che significherebbe che l'astronave non dovrebbe trasportare tutto il carburante di cui ha bisogno dalla Terra.
Inoltre, dovrebbe esserci l'opzione per la produzione di propellente su Marte, dove l'astronave sarà in grado di fare rifornimento su Marte per fare il viaggio di ritorno. Questo concetto è stato esplorato in passato per missioni lunari e marziane. E nel caso di Marte, la presenza di CO2 atmosferica e congelata e acqua sia nel suolo che nelle calotte polari significherebbe che si potrebbero produrre metano, ossigeno e idrogeno.
Infine, c'è la questione di quale propellente sarebbe il migliore. Allo stato attuale, ci sono scelte di base quando si tratta: cherosene (carburante per missili), idrogeno e metano. Tutti questi presentano alcuni vantaggi e possono essere fabbricati in situ su Marte. Ma basandosi su una ripartizione costi-benefici, Musk afferma che il metano sarebbe il propellente più conveniente.
Come sempre, Musk ha anche sollevato la questione delle tempistiche e dei prossimi passi. Questo consisteva in una carrellata dei risultati di SpaceX nell'ultimo decennio e mezzo, seguita da una descrizione di ciò che spera di vedere fare alla sua azienda nei prossimi anni e decenni.
Rappresentazione artistica di un insediamento di Marte con vista in sezione. Credito: NASA Ames Research Center
Questi includono lo sviluppo della prima nave spaziale interplanetaria tra circa quattro anni, che sarà seguito da voli di prova suborbitali. Ha anche suggerito come il veicolo spaziale potrebbe avere applicazioni commerciali, essendo utilizzato per il trasporto rapido di merci in tutto il mondo. Per quanto riguarda lo sviluppo del booster, ha indicato che questo sarebbe un processo relativamente semplice poiché comporta semplicemente l'ampliamento del booster Falcon 9 esistente.
Oltre a ciò, ha stimato che (supponendo che tutto vada bene) un lasso di tempo di dieci anni sarebbe sufficiente per mettere insieme tutti i componenti in modo che funzionasse per portare le persone su Marte. Ultimo, ma non meno importante, ha offerto alcuni scorci di ciò che potrebbe essere realizzato con ITS oltre Marte. Come suggerisce il nome, Musk spera un giorno di condurre missioni verso un'altra destinazione nel Sistema Solare.
Date le opportunità per la produzione di carburante in situ (grazie all'abbondanza di ghiaccio d'acqua), le lune di Giove e Saturno sono state menzionate come possibile destinazione. Ma al di là di lune come Europa, Encelado e Titano (tutti menzionati), anche le destinazioni nella regione transnettuniana del Sistema Solare sono state indicate come possibili.
Dato che Plutone ha anche un'abbondanza di ghiaccio d'acqua sulla sua superficie, Musk ha affermato che qui potrebbe essere costruito un deposito di rifornimento per servire le missioni nella fascia di Kuiper e nella nuvola di Oort. 'Non lo consiglierei per i viaggi interstellari', ha ammesso, 'ma questo sistema di base, a condizione che ci siano stazioni di rifornimento lungo il percorso, significa pieno accesso all'intero sistema solare più grande'.
Rappresentazione artistica dell'ITS mentre sorvola Giove. Credito: SpaceX
La pubblicazione di questo documento, molti mesi dopo che Musk ha presentato i dettagli del suo piano alla riunione annuale della IAC, ha naturalmente generato sia approvazione che scetticismo. Mentre ci sono quelli che metterebbero in dubbio le tempistiche di Musk e la sua capacità di realizzare le proposte contenute all'interno, altri lo vedono come un passo cruciale nell'adempimento del desiderio di lunga data di Musk di vedere la colonizzazione di Marte accadere in questo secolo.
Per Scott Hubbard, serve come un prezioso contributo alla storia dell'esplorazione spaziale, qualcosa a cui le generazioni future potranno accedere in modo da poter tracciare la storia dell'esplorazione di Marte, più o meno allo stesso modo in cui i materiali d'archivio della NASA vengono utilizzati per studiare la storia dello sbarco sulla Luna. mentre lui rimarcato :
“Secondo me, la pubblicazione di questo documento offre non solo un'opportunità alla comunità dei viaggiatori spaziali di leggere la visione di SpaceX in formato cartaceo con tutti i grafici nel contesto, ma funge anche da prezioso riferimento d'archivio per studi e pianificazione futuri. Il mio obiettivo è rendere New Space il forum per la pubblicazione di nuovi concetti di esplorazione, in particolare quelli che suggeriscono un percorso imprenditoriale per gli esseri umani che viaggiano nello spazio profondo'.
Elon Musk non è estraneo a pensare in grande e sognare in grande. E mentre molte delle sue proposte in passato non sono state realizzate nel periodo di tempo specificato inizialmente, nessuno può dubitare che sia stato consegnato finora. Sarà molto eccitante vedere se riuscirà a prendere la compagnia che ha fondato 15 anni fa per promuovere l'esplorazione di Marte e usarla invece per guidare uno sforzo di colonizzazione!
Aggiornare:Muschio ha twittato i suoi ringraziamenti a Hubbard per la pubblicazione e ha indicato che ci sono alcuni 'importanti cambiamenti al piano in arrivo'.
E assicurati di guardare questo video del discorso completo di Musk alla 67a riunione annuale della IAC, per gentile concessione di SpaceX:
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