Perché non abbiamo ancora mandato esseri umani su Marte, dopo che abbiamo esplorato quel pianeta diverse volte con sonde robotiche?
Perché è molto più complicato. Un viaggio di andata e ritorno che includa l’atterraggio dura almeno due anni e copre una distanza di circa 2 miliardi di chilometri, mille volte di più rispetto alla missione Artemis 1 intorno alla Luna, o se preferite l’equivalente di centomila voli aerei di andata e ritorno tra Roma e Los Angeles.
Per completare un viaggio così lungo con equipaggio umano bisogna superare una serie di ostacoli tecnici. SpaceX ha promesso che il nuovo veicolo Starship sarà in grado di portare su Marte un carico di 100 tonnellate, circa cento volte di più dei rover inviati finora. Aumentare la quantità di risorse, protezioni, dispositivi di sicurezza e così via permetterà di risolvere tutti i problemi?
Per rispondere ci vorrebbe come minimo un libro intero. Scusandomi con gli esperti per le numerose semplificazioni, provo a parlarne in estrema sintesi.
Per cominciare, durante un viaggio così lungo gli astronauti saranno esposti alle radiazioni causate dagli eventi solari e dai raggi cosmici galattici. Le prime avvengono in maniera ciclica e con intensità variabile; possono anche essere mortali, ma sono schermabili, se si ha abbastanza massa a disposizione. I raggi cosmici galattici invece arrivano continuamente e nell’immediato non sono pericolosi, ma a lungo termine aumentano sensibilmente il rischio di tumori e altre malattie degenerative. Dato che sono formati da particelle pesanti e molto energetiche, non si possono schermare nemmeno con protezioni molto massicce. Difficilmente un’agenzia pubblica metterebbe a rischio la salute dell’equipaggio, ma in teoria degli astronauti potrebbero firmare con un’azienda privata una sorta di consenso informato in cui accettano tutti i gravi rischi causati da un viaggio verso Marte. Non mancano certamente le persone disposte a farlo.
Durante tutto il viaggio gli astronauti si troverebbero in condizioni di microgravità, cosa che provoca perdita di massa ossea, atrofia muscolare e problemi cardiovascolari. Al momento non esistono dispositivi in grado di generare per forza centrifuga una gravità artificiale adeguata e non è verosimile che siano sviluppati in tempi brevi. Una volta arrivati su Marte gli astronauti non sarebbero in grado di reggersi in piedi e avrebbero bisogno di un’assistenza robotica ancora da sviluppare. Inoltre accumulerebbero con il viaggio di ritorno una permanenza in microgravità superiore a quella sperimentata finora da qualsiasi essere umano e con conseguenze difficili da quantificare.
Un viaggio così lungo richiederebbe il trasporto di grandi quantità di risorse come cibo, ossigeno e acqua. Sulla Stazione Spaziale sono state sviluppate tecniche che permettono di riciclare acqua e ossigeno e di coltivare piccole quantità di ortaggi per l’alimentazione degli astronauti, ma non sono ancora in grado di garantire autonomia per periodi così prolungati. Tuttavia la capacità di carico di Starship è così grande che permetterebbe di trasportare abbastanza risorse non riciclabili per tutta la missione.
Si può abbreviare il viaggio? Come insegna l’equazione dei razzi, costruire motori più potenti mantenendo la propulsione chimica non risolve il problema, perché circa il novanta per cento della massa se ne va in propellente. Si potrebbe guadagnare tempo con la propulsione termica nucleare, che però non esiste ancora e comunque richiederebbe attente verifiche prima di essere usata per gli esseri umani.
L’isolamento, il confinamento e la consapevolezza di essere lontani dalla Terra potrebbero causare stress, ansia, depressione e scontri tra gli astronauti. La distanza e le limitazioni delle risorse mediche renderebbero difficile trattare emergenze mediche gravi. Anche la permanenza sul terreno marziano sarebbe piuttosto complicata, a causa dell’assenza di magnetosfera e della scarsa protezione offerta dall’atmosfera molto tenue.
Mentre le comunicazioni con la Luna avvengono quasi in tempo reale, con pochi secondi di ritardo, i segnali radio diretti a Marte impiegano fino a 24 minuti per la sola andata. Nei periodi di congiunzione solare, quando il Sole è tra i due pianeti, ci sono due settimane di black out delle comunicazioni. Si può rimediare con satelliti-relé, ma i tempi di comunicazione diventano ancora più lunghi, con tutte le complicazioni del caso.
Il rifornimento in orbita, per ragioni tecniche, non è un passaggio scontato ma comporta sfide ancora da verificare, come del resto prevedono i piani di SpaceX. Anche il rientro e l’atterraggio su Marte di un veicolo pesante come Starship dovranno essere prima attentamente collaudati in missioni di prova senza equipaggio.
Infine, i costi di una missione simile sarebbero molto alti, molto difficili da preventivare accuratamente, e potrebbero sottrarre risorse a progetti più preziosi dal punto di vista scientifico e umanitario.
E allora perché Elon Musk ha annunciato una missione umana su Marte già nel 2029, quando lo sviluppo di Starship è ancora lontano dalla conclusione? La risposta non può essere soltanto tecnica. Questo tipo di annunci può suscitare interesse e favorire investimenti, ma non è basato sulla realtà.
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