Il pianeta Marte ha poche cose in comune. Entrambi i pianeti hanno all'incirca la stessa quantità di superficie terrestre, calotte polari sostenute ed entrambi hanno un'inclinazione simile nei loro assi di rotazione, offrendo a ciascuno di essi una forte variabilità stagionale. Inoltre, entrambi i pianeti presentano forti prove di aver subito cambiamenti climatici in passato. Nel caso di Marte, questa prova indica che un tempo aveva un'atmosfera vitale e acqua liquida sulla sua superficie.
Allo stesso tempo, i nostri due pianeti sono davvero molto diversi e in molti modi molto importanti. Uno di questi è il fatto che la gravità su Marte è solo una frazione di quella che è qui sulla Terra. Comprendere l'effetto che questo avrà probabilmente sugli esseri umani è di estrema importanza quando arriva il momento di inviare missioni con equipaggio su Marte, per non parlare dei potenziali coloni.
Marte rispetto alla Terra:
Le differenze tra Marte e la Terra sono tutte cruciali per l'esistenza della vita come la conosciamo. Ad esempio, la pressione atmosferica su Marte è una piccola frazione di quella che c'è qui sulla Terra, con una media di 7,5 millibar su Marte a poco più di 1000 qui sulla Terra. Anche la temperatura superficiale media è più bassa su Marte, classificandosi a un gelido -63 °C rispetto ai miti 14 °C della Terra.
Rappresentazione artistica dell'interno di Marte. Credito immagine: NASA/JPL-Caltech
E mentre la durata di un giorno marziano è più o meno la stessa di quella terrestre (24 ore 37 minuti), la durata di un anno marziano è significativamente più lunga (687 giorni). Inoltre, la gravità sulla superficie di Marte è molto più bassa di quanto non sia qui sulla Terra - 62% inferiore per essere precisi. A soli 0,376 dello standard terrestre (o 0,376G), una persona che pesa 100 kg sulla Terra peserebbe solo 38 kg su Marte.
Questa differenza nella gravità superficiale è dovuta a una serie di fattori: massa, densità e raggio sono i primi. Anche se Marte ha quasi la stessa superficie terrestre della Terra, ha solo la metà del diametro e una densità inferiore rispetto alla Terra, possedendo circa il 15% del volume terrestre e l'11% della sua massa.
Calcolo della gravità marziana:
Gli scienziati hanno calcolato la gravità di Marte in base a La teoria della gravitazione universale di Newton , che afferma che la forza gravitazionale esercitata da un oggetto è proporzionale alla sua massa. Quando applicata a un corpo sferico come un pianeta con una data massa, la gravità superficiale sarà approssimativamente inversamente proporzionale al quadrato del suo raggio. Quando applicato a un corpo sferico con una data densità media, sarà approssimativamente proporzionale al suo raggio.
Il Mars Gravity Model 2011 (MGM2011), che mostra le variazioni delle accelerazioni di gravità sulla superficie di Marte. Credito: geodesy.curtin.edu.au
Queste proporzionalità possono essere espresse dalla formulaG=m/R2, doveGè la gravità superficiale di Marte (espressa come multiplo di quella terrestre,che è 9,8 m/s²),mè la sua massa – espressa come multiplo della massa terrestre (5.976·1024kg) – eRil suo raggio, espresso come multiplo del raggio (medio) della Terra (6.371 km).
Ad esempio, Marte ha una massa di 6.4171 x 1023kg, che è 0,107 volte la massa della Terra. Ha anche un raggio medio di 3,389,5 km, che corrisponde a 0,532 raggi terrestri. La gravità superficiale di Marte può quindi essere espressa matematicamente come: 0,107/0,532², da cui si ricava il valore di 0,376. Basandosi sulla gravità della superficie terrestre, si ottiene un'accelerazione di 3,711 metri al secondo quadrato.
Implicazioni:
Al momento, non si sa quali effetti avrà sul corpo umano l'esposizione a lungo termine a questa quantità di gravità. Tuttavia, la ricerca in corso sugli effetti della microgravità sugli astronauti ha dimostrato che ha un effetto dannoso sulla salute – che include la perdita di massa muscolare, densità ossea, funzione degli organi e persino vista .
Comprendere la gravità di Marte e il suo effetto sugli esseri terrestri è un primo passo importante se vogliamo inviare un giorno astronauti, esploratori e persino coloni. Fondamentalmente, gli effetti dell'esposizione a lungo termine alla gravità che è poco più di un terzo della normale Terra saranno un aspetto chiave di qualsiasi piano per le prossime missioni con equipaggio o sforzi di colonizzazione.
Concetto artistico di un astronauta marziano in piedi fuori dall'habitat di Mars One. Credito: Bryan Versteeg/Mars One
Ad esempio, progetti di crowdsourcing come Marte Uno tenere conto della probabilità di deterioramento muscolare e osteoporosi per i partecipanti. Citando un recente studio di Stazione Spaziale Internazionale (ISS) astronauti, riconoscono che le durate delle missioni che vanno dai 4 ai 6 mesi mostrano una perdita massima del 30% delle prestazioni muscolari e una perdita massima del 15% della massa muscolare.
La loro missione proposta prevede molti mesi nello spazio per raggiungere Marte e coloro che si offrono volontari per trascorrere il resto della loro vita vivendo sulla superficie marziana. Naturalmente, affermano anche che i loro astronauti saranno 'ben preparati con un programma di contromisure scientificamente valido che li manterrà in salute, non solo per la missione su Marte, ma anche quando si adatteranno alla vita sotto gravità sulla superficie di Marte'. Resta da vedere quali siano queste misure.
Imparare di più sulla gravità marziana e su come gli organismi terrestri se la cavano sotto potrebbe essere un vantaggio per l'esplorazione dello spazio e le missioni anche su altri pianeti. E poiché più informazioni vengono prodotte dalle numerose missioni robotiche di lander e orbiter su Marte, nonché dalle missioni pianificate con equipaggio, possiamo aspettarci di ottenere un'immagine più chiara di come sia la gravità marziana da vicino.
Man mano che ci avviciniamo alla missione con equipaggio proposta dalla NASA su Marte, che è attualmente prevista per il 2030, possiamo certamente aspettarci che verranno compiuti ulteriori sforzi di ricerca.
Abbiamo scritto molti articoli interessanti su marzo qui a Universe Today. ecco Quanto è forte la gravità su altri pianeti? , Gravità marziana da testare sui topi , Marte rispetto alla Terra , Gli asteroidi possono essere scossi e agitati dalla gravità di Marte , Come colonizziamo Marte? Come possiamo vivere su Marte? , e Come Terraformiamo Marte?
Informazioni sul Marte Gravity Biosatellite . E ai bambini potrebbe piacere; un progetto su cui possono costruire dimostrare la gravità di Marte .
Astronomy Cast ha anche degli episodi meravigliosi sull'argomento. ecco Episodio 52: Marte , e Episodio 95: Gli umani su Marte, parte 2 – Coloni .
Fonti: