Umani su Marte. Questo è il piano giusto? Il problema è che mandare gli umani sulla superficie di Marte è uno degli obiettivi più complicati e ambiziosi che possiamo tentare. È un enorme passo avanti passare dall'orbita terrestre bassa, poi all'atterraggio lunare e poi fino a Marte, un viaggio di centinaia di milioni di chilometri e almeno 2 anni.
Ma ci sono due posti in cui gli umani possono andare che sono un trampolino di lancio tra la Terra e Marte. Campi base che ci permettessero di raccogliere le nostre risorse in relativa sicurezza prima di precipitare in quel pozzo gravitazionale.
Sto parlando delle lune di Marte: Phobos e Deimos.
Tutto il focus è su Marte, e con buone ragioni, è praticamente l'unico posto che assomiglia alla Terra nel Sistema Solare. Ha circa la stessa durata del giorno, calotte polari di anidride carbonica e ghiaccio d'acqua e temperature diurne che possono essere quasi ragionevoli.
Ma abbiamo anche visto che Marte mangia la navicella spaziale per colazione. Delle 18 navicelle a cui è stato affidato il compito di atterrare sulla superficie di Marte, solo 9 sono effettivamente riuscite ad atterrare in sicurezza e sono state effettivamente in grado di svolgere la loro missione.
Illustrazione di Mars InSight che entra nell'atmosfera di Marte. Credito: NASA/JPL
Questo è il 50%. Siamo disposti a rischiare la vita di metà delle persone che mandiamo sul Pianeta Rosso?
Per non parlare della maggiore sfida di atterrare carichi utili più pesanti su Marte, pieni di umani morbidi e morbidi. Ho fatto un intero video sul perché questo è così difficile. Controllalo qui.
Ma le due lune di Marte, Phobos e Deimos, offrono un'alternativa interessante. Invece di andare direttamente dalla Terra alla superficie di Marte, l'umanità potrebbe allestire una stazione su queste lune rocciose, un campo base, per un tentativo serio e più sicuro su Marte.
Una nuova modellazione indica che i solchi sulla luna di Marte Phobos potrebbero essere prodotti dalle forze di marea, la reciproca attrazione gravitazionale del pianeta e della luna. Inizialmente, gli scienziati avevano pensato che i solchi fossero stati creati dal massiccio impatto che ha creato il cratere Stickney (in basso a destra). Credito: NASA/JPL-Caltech/Università dell'Arizona
fobo è la più grande delle lune di Marte ed è di 27 chilometri nella sua dimensione più lunga. È simile nella composizione a un asteroide di tipo C o condrite carboniosa. Gli scienziati planetari pensano che sia stato un asteroide catturato o i detriti di un antico impatto molto tempo fa. È ricoperto da una polvere fine prodotta da eoni di impatti di micrometeoriti e non ha assolutamente atmosfera.
La luna orbita sopra Marte ad un'altitudine di 5.989 chilometri e impiega solo 7 ore e 39 minuti per completare un'orbita intorno al pianeta.
La luna marziana di Deimos, come raffigurata dal Mars Reconnaissance Orbiter. Credito: HiRISE/MRO/LPL (U. Arizona)/NASA
Noi diciamo è più piccolo, solo 15 chilometri di diametro nella sua parte più lunga, e orbita intorno a Marte ogni 30 ore a un'altitudine molto più alta di 23.460 chilometri.
Quindi cosa ci vorrebbe per creare una base su queste lune, e perché è meglio che andare direttamente su Marte.
Anche se è meno massiccio della Terra, Marte ha ancora un pozzo gravitazionale significativo. Per passare dalla superficie di Marte all'orbita bassa, è necessaria una variazione di velocità di 3,6 km/s. E se vuoi tornare da Marte alla Terra, hai bisogno di un cambiamento di velocità di 6 km/s.
Una veduta di Marte che mostra la calotta polare settentrionale del pianeta. Un nuovo studio condotto dall'Università del Texas ad Austin ha trovato resti di antiche calotte glaciali sepolte nella regione polare settentrionale. Credito: ISRO/ISSDC /Emily Lakdawalla
Nel 2015, tre ingegneri della NASA JPL hanno proposto “ Un'architettura minimale per le missioni umane su Marte ', proponendo una serie di missioni che stabiliscono prima una testa di ponte su una delle lune di Marte, prima di inviare umani sul pianeta.
Hanno suggerito che una campagna per inviare umani su Marte sarebbe stata suddivisa in quattro fasi principali. In primo luogo, le missioni sarebbero state inviate a Phobos per creare infrastrutture sulla Luna. Successivamente, gli astronauti sarebbero scesi in superficie per un soggiorno di un mese. Quindi sarebbe stata effettuata una spedizione più lunga di un anno. E infine, ci sarebbe il passaggio a una presenza permanente su Marte.
Il grafico mostra tutti i componenti della cupola, della canna, dell'anello e del motore utilizzati per assemblare le cinque strutture principali dello stadio principale dello Space Launch System (SLS) della NASA nella configurazione del Blocco 1. Crediti: NASA/MSFC
Stabilire una presenza su Phobos richiederebbe quattro lanci dello Space Launch System Block 2, ma anche SpaceX Starships funzionerebbe bene. I primi tre razzi porterebbero rifornimenti, un habitat Phobos e un veicolo di ritorno per gli astronauti per tornare a casa. Il quarto lancio porterebbe una capsula Orion con 4 astronauti su Marte, seguendo una traiettoria di 200-225 giorni per portarli su Phobos.
Gli astronauti vivrebbero sulla stazione Phobos per circa 500 giorni, svolgendo attività scientifiche su Phobos. Poi sarebbero tornati a casa, magari facendo anche una visita secondaria a Deimos sulla via del ritorno, impiegando altri 250 giorni per tornare.
Sulla base delle lezioni apprese dalla missione Phobos, l'effettivo atterraggio su Marte richiederebbe altri sei lanci SLS. Ci sarebbero più rifornimenti e un veicolo da atterraggio su Marte da 75 tonnellate che aspetterebbe in un'orbita marziana alta.
Concetto di atterraggio di Phobos. Hoppy Price, John Baker, Firouz Naderi. Credito: NASA/JPL
Infine, un equipaggio si sarebbe lanciato, avrebbe fatto il viaggio verso la stazione di Phobos e poi si sarebbe preparato per l'atterraggio su Marte. Quando le condizioni erano giuste, due membri dell'equipaggio si sarebbero trasferiti sul veicolo di discesa e sarebbero atterrati su Marte, trascorrendo circa un mese in superficie mentre gli altri due astronauti sarebbero rimasti su Phobos.
Il primo essere umano avrebbe messo piede sulla superficie di Marte, negli anni 2030 o 2040.
Alla fine del mese, sarebbero saliti sul loro veicolo di salita, sarebbero tornati a Phobos e poi tutti gli astronauti sarebbero tornati a casa.
L'esplorazione remota della superficie nelle regioni intorno al complesso dell'habitat viene eseguita utilizzando rover pressurizzati. Questi veicoli consentirebbero all'equipaggio di esplorare oltre il raggio consentito dalle loro tute spaziali, consentendo loro di operare in un ambiente in maniche di camicia. Concetto di artista. Credito: NASA
Con tutto ciò che è stato testato e provato, più razzi verrebbero lanciati su Marte, trasportando più rifornimenti per la stazione Phobos e una base marziana in crescita, e gli astronauti avrebbero effettuato spedizioni di un anno su Marte.
E alla fine, ci sarebbe stata una presenza permanente su Marte, con equipaggi sovrapposti a Phobos, alla base di Marte in crescita e in transito.
Conosco la battuta che farai, che SpaceX invierà Starships un decennio prima e l'intero processo è irrilevante. Ah ah, stupida NASA.
Astronave in acciaio inossidabile sulla luna. Credito: SpaceX
Forse, ma Marte è completamente ostile alla vita umana, non ci sono assolutamente infrastrutture lì oggi e nessuno ha pensato completamente alle migliaia di dettagli che serviranno agli umani per sopravvivere lì in modo permanente.
Mancano centinaia di giorni con i nostri razzi più veloci e chiunque vada su Marte sarà al di là di qualsiasi tipo di salvataggio se qualcosa va storto.
E quando si tratta di Marte, devi presumere che le cose andranno male.
Ad ogni modo, se l'astronave vola, la NASA diventa semplicemente un cliente e riesce a svolgere queste missioni in modo più economico, veloce, con maggiore ridondanza e sicurezza.
Ricorda che la NASA è il più grande cliente di SpaceX.
Illustrazione artistica di un ascensore spaziale. Credito: NASA/Pat Rawling
Si scopre che Phobos potrebbe effettivamente essere il posto perfetto per un ascensore spaziale parziale. In un documento del 2003 intitolato ' Colonizzazione spaziale utilizzando gli ascensori spaziali di Phobos ”, L'ingegnere della NASA Leonard Weinstein ha esaminato la fattibilità di questa idea.
Un cavo potrebbe essere calato da Phobos, finendo appena sopra l'atmosfera di Marte. Dalla superficie di Marte, l'estremità del cavo si muoverebbe nel cielo a una velocità di solo mezzo chilometro al secondo, passando su un punto di Marte due volte al giorno.
I carichi utili potrebbero essere lanciati dalla superficie di Marte e catturati dall'estremità inferiore del cavo, quindi trasportati fino a Phobos per circa due giorni. Un secondo ascensore potrebbe persino trasportare materiale fino all'orbita di Deimos.
E so che questo suona un po' estremo, ma quando pensi alla meccanica orbitale, in realtà ci vuole meno energia per trasportare il materiale da Phobos all'orbita lunare rispetto a quello che serve per ottenerlo dalla superficie della Luna.
Immagine della luna marziana di Deimos, ripresa dal Mars Reconnaissance Orbiter. Credito: HiRISE/MRO/LPL (U. Arizona)/NASA
In una presentazione del 2013, L'ingegnere della Lockheed Martin Josh Hopkins ha proposto che Phobos e Deimos ha senso come primo luogo per l'esplorazione da parte degli umani e ha affermato che Deimos è ancora migliore.
Sia Phobos che Deimos sono bloccati in marea su Marte, il che significa che mostrano sempre la stessa faccia sulla superficie del pianeta. Gli astronauti di stanza su una di queste lune sarebbero in grado di teleoperare i rover e campionare missioni di ritorno praticamente senza ritardi.
Dalla sua altitudine più elevata, Deimos vede effettivamente più superficie di Marte rispetto a Phobos, il 98% del pianeta è visibile dalla luna. Con il suo percorso più lento attraverso il cielo, Deimos avrebbe la capacità di comunicare con la superficie per quasi 60 ore continue, mentre Phobos scivola all'orizzonte ogni 4,2 ore.
Le regioni vicino al polo nord di Deimos sarebbero in costante luce solare e avrebbero anche una vista costante fino alla superficie di Marte.
Andare e venire da Deimos sarebbe in realtà più facile, richiedendo circa 400 metri al secondo in meno di cambio di velocità.
Quindi, immagina tutto quello che ho detto per una missione su Phobos, ma sostituiscilo con Deimos.
Ma se vogliamo davvero restare, vorremo scavare dentro Deimos. Questo è secondo Jim Logan, il co-fondatore dello Space Enterprise Institute. Durante una recente presentazione a una conferenza a Seattle sugli insediamenti spaziali, Logan ha suggerito che dovrebbe essere possibile costruire un habitat permanente all'interno di Deimos.
Jim Logan, Istituto per le imprese spaziali. Attestazione: Geekwire/Alan Boyle
Non ero lì per il seminario, ma Alan Boyle di Geekwire era , e ha catturato questa bella foto del discorso di Logan. Secondo Logan, l'idea originale di un cilindro O'Neill sottovalutava di circa un terzo la quantità di schermatura contro le radiazioni necessaria. Quindi ricorda quando ho detto che avrebbero avuto bisogno di 45.000 lanci di navi stellari per costruire un cilindro O'Neill, si scopre che potremmo aver bisogno di 150.000 invece.
Ma dovrebbe essere possibile scavare un tunnel proprio attraverso il centro di Deimos, da un capo all'altro, magari chiamare la Boring Company di Elon Musk per fare il lavoro. Si presume che l'interno di Deimos sia poroso e gli ingegneri troverebbero riserve di ghiaccio d'acqua, metalli preziosi e minerali mentre scavavano, che sosterrebbero praticamente qualsiasi scala di base.
Potrebbe anche essere abbastanza grande da inserire habitat rotanti all'interno della luna per fornire gravità artificiale agli abitanti. Posiziona i pannelli solari ai poli dove riceverebbero la luce solare quasi eterna
Tutto questo si concentra su Marte, ma c'è un caso da sostenere che le lune di Marte, Phobos e Deimos servano come primi posti che visitiamo nella regione. Poi, quando avremo un buon campo base solido, facciamo un serio tentativo sul Pianeta Rosso.