Astronomia

Possiamo viaggiare sul pianeta Marte?

Possiamo viaggiare sul pianeta Marte?

La NASA ha un mistero da risolvere: possiamo mandare persone su Marte o no? È una questione di radiazioni. Conosciamo la quantità di radiazioni là fuori, che ci aspetta tra Terra e Marte, ma non siamo sicuri di come il corpo umano reagirà ad esso.

Gli astronauti della NASA sono stati nello spazio, occasionalmente, per 45 anni. Tranne un paio di rapidi viaggi sulla luna, non sono mai stati lontani dalla Terra per un lungo periodo di tempo. Lo spazio profondo è pieno di protoni causati da brillamenti solari, raggi gamma che provengono da buchi neri neonati e raggi cosmici da esplosioni stellari. Un lungo viaggio su Marte, senza grandi pianeti nelle vicinanze che fungono da scudi che riflettono quella radiazione, sarà una nuova avventura.

La NASA misura il pericolo di radiazioni nelle unità di rischio cancerogene. Un americano di 40 anni in buona salute, non fumatore, ha una (enorme) probabilità del 20% di morire alla fine per cancro. Questo rimane sulla Terra. Se viaggiassi su Marte, il rischio aumenterebbe. La domanda è: quanto?

Secondo uno studio del 2001 su persone esposte a dosi elevate di radiazioni - p. e. Sopravvissuti alla bomba atomica di Hiroshima e, ironia della sorte, i malati di cancro sottoposti a radioterapia - il rischio insito in una missione con equipaggio su Marte della durata di 1.000 giorni sarebbe compreso tra l'1% e il 19%. La risposta più probabile è del 3,4%, ma il margine di errore è molto ampio. La cosa divertente è che è ancora peggio per le donne. A causa del seno e delle ovaie, il rischio nelle donne astronauti è quasi il doppio di quello dei loro partner maschi.

I ricercatori che hanno condotto lo studio hanno ipotizzato che il veicolo spaziale su Marte sarebbe stato costruito principalmente in alluminio, come la capsula Apollo. La "pelle" del veicolo spaziale assorbirebbe quasi la metà della radiazione che lo colpisce.

Se la percentuale del rischio aggiuntivo è solo un po 'di più ... andrà bene. Potremmo costruire un'astronave usando l'alluminio e dirigerci su Marte. L'alluminio è il materiale preferito nella costruzione di navi grazie alla sua leggerezza e robustezza e alla lunga esperienza che gli ingegneri hanno avuto per decenni nel settore aerospaziale. Ma se fosse il 19%, il nostro astronauta quarantenne rischierebbe di morire per il 20% di cancro più il 19%, cioè il 39% dopo il suo ritorno sulla Terra. Questo non è accettabile Il margine di errore è ampio, per una buona ragione. La radiazione spaziale è una miscela unica di raggi gamma, protoni altamente energetici e raggi cosmici. Le esplosioni di esplosioni atomiche e i trattamenti contro il cancro, che sono alla base di molti studi, non sono un sostituto affidabile delle radiazioni "reali".

La più grande minaccia per gli astronauti in rotta verso Marte è quella dei raggi cosmici galattici. Questi raggi sono composti da particelle accelerate quasi alla velocità della luce, provenienti da esplosioni di supernove lontane. I più pericolosi sono nuclei fortemente ionizzati. Un'ondata di questi raggi perforerebbe il guscio della nave e la pelle umana come minuscole palle di cannone, rompendo i filamenti delle molecole di DNA, danneggiando i geni e uccidendo le cellule.

Gli astronauti sono stati esposti molto raramente a una dose completa di questi raggi nello spazio profondo. Considera l'International Space Station (ISS): che orbita a soli 400 km sopra la superficie terrestre. Il corpo del nostro pianeta, che sembra grande, intercetta solo un terzo dei raggi cosmici prima che raggiungano la ISS. Un altro terzo viene deviato dalla magnetosfera terrestre. Gli astronauti della navetta spaziale beneficiano di riduzioni simili.

Il progetto Apollo, gli astronauti che hanno viaggiato sulla luna ha assorbito dosi maggiori - circa 3 volte quella della ISS - ma solo per alcuni giorni durante il loro viaggio dalla Terra alla luna. Sulla strada per la luna, gli equipaggi Apollo hanno riferito di aver visto lampi di raggi cosmici nelle loro retine e ora, molti anni dopo, alcuni di loro hanno sviluppato la cataratta. D'altra parte, non sembrano aver sofferto troppo. Ma gli astronauti che viaggiano su Marte saranno "là fuori" per un anno o più. Non possiamo ancora stimare, con affidabilità, cosa ci faranno i raggi cosmici quando saremo esposti a loro per così tanto tempo.

Scoprirlo è la missione del nuovo NASA Space Radiation Laboratory (NSRL), con sede presso il Brookhaven National Laboratory, situato a New York, sotto il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. UU ed è stato inaugurato nell'ottobre 2003. Nell'NSRL ci sono acceleratori di particelle in grado di simulare i raggi cosmici. I ricercatori espongono cellule e tessuti di mammiferi a fasci di particelle, quindi ispezionano il danno. L'obiettivo è ridurre l'incertezza nelle stime del rischio a solo una piccola percentuale per il 2015.

Una volta che conosciamo il rischio, la NASA può decidere quale tipo di veicolo spaziale costruire. È possibile che i normali materiali da costruzione, come l'alluminio, non siano abbastanza buoni. Che ne dici di fare una nave di plastica?

La plastica è ricca di idrogeno, un elemento che fa un ottimo lavoro come assorbitore di raggi cosmici. Ad esempio, il polietilene, lo stesso materiale con cui sono realizzati i sacchetti di immondizia, assorbe il 20% in più di raggi cosmici rispetto all'alluminio. Alcune forme di polietilene rinforzato, sviluppate dal Marshall Space Flight Center, sono 10 volte più resistenti dell'alluminio e anche più leggere. Questo potrebbe diventare il materiale scelto per la costruzione del veicolo spaziale, se possiamo renderlo abbastanza economico.

Se la plastica non fosse abbastanza buona, potrebbe essere necessaria la presenza di idrogeno puro. Da litro a litro, l'idrogeno liquido blocca i raggi cosmici 2, 5 volte meglio dell'alluminio. Alcuni progetti avanzati di astronavi necessitano di grandi serbatoi di idrogeno liquido come combustibile, in modo da poter proteggere l'equipaggio dalle radiazioni avvolgendo le cabine con i serbatoi.

Possiamo andare su Marte? Forse, ma prima, dobbiamo risolvere la questione del livello di radiazione che il nostro corpo può sopportare e che tipo di veicolo spaziale dobbiamo costruire.

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