mercoledì 19 ottobre 2016

I futuri marziani faranno da sé


Al Kennedy Space Center della NASA stanno sviluppando sistemi per sfruttare le risorse disponibili nel Sistema Solare affinché le missioni pionieristiche, come l’atterraggio di uomini su Marte, siano indipendenti dalla Terra.

Complessivamente la pratica è chiamata in-situ resource utilization (ISRU), “utilizzo delle risorse sul posto”. Il concetto si basa sul trattamento dei materiali presenti su corpi e pianeti come gli asteroidi, la Luna e lo stesso Marte, per convertirli ad esempio in materiali da costruzione o in carburante utile per i viaggi di ritorno verso la Terra. I pionieri dello spazio dovranno essere il più possibile indipendenti dalla Terra, sia per poter rimanere a lungo in un luogo ostile e isolato, sia perché sarebbe fisicamente ed economicamente impossibile fornire tutto l’occorrente necessario. Insomma, in generale i futuri colonizzatori avranno bisogno di produrre da soli la propria energia.

Una missione sul Pianeta Rosso occuperebbe da sei a nove mesi di viaggio, sia all’andata che al ritorno, più il tempo da spendere sulla superficie di Marte. Affinché non siano richieste frequenti missioni di rifornimento, è importante, anzi fondamentale che siano usate le risorse presenti sul posto.

Jim Mantovani, fisico che lavora al Kennedy Space Center, ha parlato di alcune delle sfide che la NASA dovrà affrontare. «Gli obiettivi dell’ISRU includono l’ottenimento di sostanze utili a sostenere la vita e a fare da propellente per i razzi. Per usare le risorse a disposizione su un pianeta lontano, o su un asteroide, saranno necessari dei sistemi molto collaudati e affidabili», ha aggiunto. Il problema è infatti assai delicato: se qualcosa andasse storto, gli astronauti rimarrebbero a secco su un pianeta lontano.

Rob Mueller, tecnologo allo Spaceport Systems Branch of Exploration Research and Technology Programs del Kennedy Space Center, ha chiarito che ci vorrà tempo: «Prima di cominciare a scavare in un determinato sito [di Marte] dobbiamo verificare che ci sia qualcosa di veramente utile. Non vogliamo far atterrare delle persone in un luogo a caso, ipotizzando che ci sia acqua, per poi non trovarne affatto. Per questo la NASA sta pianificando una missione orbitale con strumenti in grado di cercare acqua nel suolo».

Una volta che la sonda avrà identificato le aree potenziali, il passo successivo sarà quello di inviare dei rover per verificare la presenza delle risorse. Tra queste, particolarmente preziosa è l’acqua, anche perché, a parte alcuni ovvi benefici, vi si può ricavare idrogeno e ossigeno in forma elementare.

«Separando questi elementi avremmo ciò che serve per far funzionare le celle a combustibile e produrre elettricità» ha spiegato Jack Fox, a capo del Science and Technology Projects Division of the Exploration Research and Technology Programs Directorate al Kennedy. «Avremmo così a disposizione una centrale elettrica in un posto molto lontano da casa», ha aggiunto. Una cella a combustibile converte l’energia da un elemento, come l’idrogeno liquido, in elettricità attraverso una reazione chimica con l’ossigeno liquido o un altro agente ossidante.

L’idrogeno e l’ossigeno sono tra i migliori propellenti chimici conosciuti per quanto riguarda i razzi. Addirittura, la NASA sta valutando l’ipotesi di estrarre questi elementi dai siti lunari in modo da usare la Luna come stazione di rifornimento per le navicelle che in futuro esploreranno il Sistema Solare.

L’energia potrebbe essere ricavata riciclando anche i materiali di scarto all’interno delle navicelle. Annie Meier, come ingegnere chimico del Kennedy,  è parte di un team che sta sviluppando una tecnologia in grado di convertire detriti e rifiuti accumulati da un equipaggio di astronauti in risorse utilizzabili. «Ci sono i rifiuti alimentari, altri rifiuti biologici, i rifiuti da imballaggio», ha spiegato Meier. «Qui al Kennedy Space Center stiamo lavorando su come trasformare i rifiuti in prodotti utili, come per esempio il metano, che verrebbe usato come combustibile».

Al Kennedy stanno sviluppando un reattore per riciclare rifiuti di vario tipo e produrre gas, appunto, ma anche ossigeno e acqua. Sebbene il termine reattore sia spesso associato all’energia nucleare, in questo caso si tratta di un apparecchio dove avvengono reazioni chimiche controllate. Gli esperimenti eseguiti finora hanno mostrato che 4,5 chilogrammi di rifiuti possono essere convertiti in 3 chilogrammi di combustibile per i razzi. «Costa moltissimo lanciare un carico di una tonnellata oltre l’orbita della Terra» ha spiegato Meier.

«Quindi è indispensabile riutilizzare». I risultati sarebbero significativi: ogni chilogrammo di combustibile ottenuto su Marte farebbe risparmiare 222 chilogrammi consumati per lanciare, e quindi far arrivare, la stessa quantità dalla Terra.

Articolo pubblicato il 6 ottobre su Fly Orbit News

Immagine: NASA

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