DaVinci Contest - Vivere sul pianeta rosso

Salve Steemers, finalmente ho modo anche io di partecipare al contest su Marte.
I problemi sul pianeta rosso in caso di colonizzazione potrebbero essere molteplici, dal cibo, all'acqua, alle tempeste di sabbia, alle comunicazioni, alla salute dell'equipaggio, alle radiazioni, al supporto psicologico degli astronauti così lontano da tutto.

Ma tutto ciò potrebbe essere risolvibile, facilmente, risolvendo un unico grande problema.

La propulsione spaziale

Il problema maggiore a mio modo di vedere è la nostra lentezza nel raggiungere Marte, il viaggio di andata durerebbe ben 3 anni con le nostri attuali tecnologie, ci obbligherebbe a restare sul suolo marziano almeno 18 mesi, per poi intraprendere un viaggio di ritorno altrettanto lungo.

La distanza infatti tra la Terra e Marte varia tra i 55 milioni di km e i 400 milioni di km, nonostante le sonde impieghino pochi mesi le nostre astronavi in grado di trasportare persone (e in caso anche buona parte dell'attrezzatura), il viaggio sarebbe molto più lento non lasciandoci nemmeno liberi di scegliere come e quando partire visto che per minimizzare i tempi di viaggio dobbiamo obbligatoriamente aspettare che i due pianeti siano abbastanza vicini sfruttando delle apposite finestre di lancio vista la differenza di ampiezza dell'orbita e della velocità di rotazione.

_{CC0 Creative Commons, velocità e orbite in scala Terra-Marte, Fonte}

Inoltre viaggiare per un periodo così lungo nello spazio ci espone ai raggi cosmici, che in assenza di un campo magnetico che ci protegge sarebbero molto dannosi per il nostro corpo.
Viaggiando verso marte per tre anni saremmo esposti a circa 1200mSv (millisieverts) per rendersi un po' conto di quanto sia elevato questo valore una radiografica al petto (che per sicurezza ci fanno indossare grembiuli di piombo) corrisponde a 0.3mSv¹.

Altro problema che ci costringe ad affrontare la nostra lentezza è un problema molto più grande e sempre presente in qualsiasi cosa, ovvero la gestione dell'imprevisto, ai nostri coloni su Marte potrebbe rompersi qualsiasi cosa, dalla tuta spaziale, al generatore di acqua, ai pannelli solari a un semplice bullone che serve per richiudere un ipotetico Hangar e vista l'impossibilità di costruirsi tutto sul luogo e l'impossibilità di avere uno o più pezzi di ricambio per ogni cosa diventa vitale l'interazione con la terra che deve essere inferiore ai 3 anni.

Migliorare la nostra conoscenza sulla propulsione spaziale potrebbe risolvere molti dei nostri problemi, dal gestire le emergenze alla durata dell'esposizione ai raggi cosmici, dando così la possibilità di una colonizzazione di Marte su larga scala rendendola a tutti gli effetti una colonia per la terra.

Ora il problema è che io non sono uno scienziato e oltre a non essere un esperto di propulsione spaziale non sono nemmeno in grado di inventare il teletrasporto, ma per fortuna c'è chi a differenza mia sta provando ad ovviare a questo problema ed è Franklin Chang-Diaz un fisico ex-astronauta oltre che fondatore, una volta lasciata la NASA, del "Ad Astra Rocket Company", un'azienda che mira a sviluppare dei propulsori al plasma per aumentare e di molto la nostra velocità.
Ad oggi il risultato di questi studi e ricerche è il VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) che secondo le simulazioni ci permetterebbe di raggiungere Marte in soli 39 giorni e considerando comunque che questo tipo di tecnologia è agli albori si può facilmente immaginare che una volta ultimata si potrà migliorare e ottimizzare per ridurre ancora il tempo necessario per viaggiare tra i due pianeti.

Ma che cosa è un VASIMR e come funziona²?

Il funzionamento è concettualmente è semplice, delle onde radio ionizzano e riscaldano, fino a circa un milione di gradi kelvin, il propellente "trasformandolo" in plasma, che poi viene accelerato tramite un campo magnetico generato da due superconduttori, fino a creare una spinta direzionale che ci permette di raggiungere velocità di 55km/s attualmente non raggiungibili nemmeno dalle più moderne sonde spaziali.

_{CC0 Creative Commons, schema di funzionamento del VASIMR, fonte}
Il VASIMR ha anche il vantaggio rispetto ad altri motori al plasma, di non usare elettrodi per il riscaldamento del plasma, limitando così l'erosione del motore stesso rendendolo più durevole ed affidabile degli altri motori che sfruttando questa tecnologia.
I problemi maggiori invece sono che, i due superconduttori capaci di generare un tale campo magnetico potrebbero disturbare tutta la strumentazione di bordo e che il calore generato dalla combustione se non indirizzato correttamente comporterebbe un fortissimo stress termico per tutti i componenti.
Lo sviluppo ad oggi è arrivato al prototipo VX-200³, che riesce a sfruttare dei 200Kw di potenza solo 30Kw per la trasformazione dell'Argon in plasma e i restanti 170Kw tutti dedicati all'accellerazione.

Quindi sviluppando e migliorando una tecnologia del genere non solo potremmo colonizzare Marte e gestire la maggior parte degli imprevisti che andremo a trovare instaurando una base sul pianeta, ma potremmo addirittura pensare di fare una visita ai satelliti di Giove di persona

Bibliografia