Marte o Giove? Fino a che punto può spingersi l'esplorazione dello spazio?

De La notte stellata de Vincent Van Gogh anche film come Interstellare de Christopher Nolan, l'umanità è sempre stata curiosa dell'immensità dello spazio e dell'ignoto al di là del nostro pianeta. La possibilità di conoscere diversi pianeti ha suscitato l'interesse delle persone per molti anni e i progressi tecnologici aprono possibilità affinché la finzione e la teoria diventino realtà in futuro. 

Durante il XX secolo, questo tema è emerso con maggiore intensità, soprattutto a causa dei progressi tecnologici che l'umanità ha conquistato, e ha preso il sopravvento sull'immaginario popolare con una grande aspettativa in relazione a come sarebbe stato il futuro dopo gli anni 2000. durante il Guerra Fredda, quando gli Stati Uniti e l'Unione Sovietica organizzarono una corsa allo spazio come dimostrazione di forza. 

Tuttavia, quanto siamo vicini a quel futuro in cui è possibile visitare altri corpi celesti del Sistema Solare? Quanto lontano possiamo arrivare?

Cos'è l'esplorazione spaziale?

La definizione di esplorazione spaziale è l'insieme degli sforzi umani finalizzati all'esplorazione dello spazio e dei suoi corpi celesti. Una delle sue prime concezioni risale al 1865, quando Giulio Verne pubblicato il libro Dalla Terra alla Luna (Dalla Terra alla Luna, in traduzione portoghese) che descrive un viaggio sulla Luna dalla Terra. Con il successo, diverse altre opere hanno esplorato il tema, suscitando l'interesse delle persone in relazione a questi ideali visionari.

Con l'affermarsi della concezione dell'esplorazione spaziale sono emerse diverse motivazioni, oltre alla pura curiosità e, dall'approfondimento del tema, sono avvenuti grandi progressi nelle tecnologie con un maggior fascino per la scienza.

“L'esplorazione dello spazio avrà un effetto ancora maggiore; cambierà completamente il futuro della razza umana e forse determinerà se abbiamo un futuro. Questo non risolverà molti dei nostri problemi immediati sulla Terra, ma ci darà una nuova prospettiva su di essi e ci farà guardare sia all'esterno che all'interno. Si spera che l'esplorazione dello spazio possa unirci per affrontare una sfida comune".

Stephen Hawking

Da allora il concetto si è diffuso ed è attualmente oggetto di discussioni su scienza, cultura e filosofia. L'esplorazione dello spazio è uno dei grandi obiettivi dell'umanità, sia alla ricerca di ricchezze in luoghi inesplorati che alla ricerca della conoscenza della nostra origine o del nostro futuro.

Fino a che punto sono arrivati ​​gli esseri umani nello spazio?

Il 12 aprile 1961, il cosmonauta sovietico Yuri Gagarin ha svolto una delle missioni più importanti della storia umana. Eseguendo un'orbita attorno alla Terra, ha eseguito il primo volo spaziale con equipaggio umano nella missione Vostok 1. Finora, l'umanità ha realizzato grandi cose e una missione su Marte non sembra lontana dalla nostra realtà attuale. Tuttavia, fino a che punto è arrivata l'umanità?

Durante Guerra Fredda, con il progresso tecnologico dei sovietici, il NASA (United States National Aeronautics and Space Administration) è stato incaricato di mandare un uomo sulla luna. Di fronte a una proposta così ambiziosa, il programma è stato creato Apollo, con un totale di 17 missioni con l'obiettivo di portare l'umanità per la prima volta sul nostro satellite naturale e ampliare gli orizzonti nell'esplorazione dello spazio.

Di queste missioni del programma Apollo, responsabile di aver messo l'uomo sulla luna per la prima volta Apollo 11 con gli astronauti Neil Armstrong, Michael Collins e Buzz Aldrin nel 1969. Altre missioni hanno avuto luogo con l'obiettivo di atterrare sul satellite naturale, come le missioni Apollo 12, Apollo 14, Apollo 15, Apollo 16 e Apollo 17. Essendo l'unico fallimento, la missione Apollo 13 che divenne popolare per la suddetta frase "Houston abbiamo un problema” derivante dall'esplosione di una bombola di ossigeno nel modulo di servizio che ha impedito l'atterraggio sulla Luna.

Negli anni 2000 il Stazione Spaziale Internazionale - conosciuto come ISS — come parte di un progetto statunitense per utilizzare lo spazio come sito per la ricerca e lo sviluppo tecnologico. Con ciò, nonostante la fine della Guerra Fredda, gli studi si sono sviluppati grazie all'esplorazione dello spazio, aumentando il desiderio dell'umanità di andare oltre.

Attualmente ci sono piani per NASA e da parte dell'iniziativa privata di un nuovo viaggio con equipaggio con esplorazione spaziale in luoghi più lontani del pianeta Terra. Tuttavia, fino ad oggi, il record per la distanza più lunga che un essere umano abbia mai percorso è ancora detenuto da una delle missioni del programma. Apollo, essendo questo il viaggio del Apollo 13 nell'aprile 1970 con una distanza approssimativa di 400.171 km dalla superficie terrestre.

Quali tecnologie sono necessarie per i lunghi viaggi?

Gli ostacoli a un viaggio nello spazio a lunga distanza non sono pochi e alcuni di essi superano l'attuale capacità tecnologica dell'umanità. Quando un veicolo spaziale viene sviluppato con l'obiettivo di trasportare esseri umani nello spazio, sono necessarie una serie di risorse per rendere possibile un viaggio sicuro. 

Durata e distanza sono i maggiori nemici, in quanto richiedono un sistema che possa essere azionato solo dall'equipaggio, con probabilità di fallimento tendenti allo zero, non essendoci modo di inviare risorse per risolvere un eventuale problema. Alcune delle tecnologie necessarie per i lunghi viaggi elencate dal NASA sono:

Sistema di supporto

La cosa principale in un viaggio nello spazio è la sicurezza del tuo equipaggio. In considerazione di ciò, un sistema di supporto per gli astronauti diventa una delle principali tecnologie in un viaggio nell'esplorazione dello spazio. Sono sistemi responsabili di mantenere in vita l'equipaggio in modo altamente affidabile e occupare il minor volume durante il viaggio. Essendo una combinazione di attrezzature responsabili di rendere possibile la vita come a rimozione dell'anidride carbonica, una tecnologia che può produrre acqua per l'equipaggio, sistemi antincendio e persino bagni adeguati.

propulsione avanzata

Una propulsione spaziale è necessaria affinché il viaggio abbia la necessaria precisione tenere il corso desiderato e che è possibile l'equipaggio torna sulla Terra. La propulsione incide sul tempo e sulla distanza del viaggio, essendo necessaria carburante a sufficienza per il suo funzionamento durante la missione.

resistenza al calore

Il ritorno a casa può essere una delle fasi più impegnative nell'esplorazione dello spazio e parte di questo problema deriva dal calore generato dal veicolo spaziale che entra nell'atmosfera terrestre. Quanto più lungo è il viaggio, maggiore è il calore generato sulla via del ritorno ea causa di questo calore creato, è necessario che tutto sia resistente al calore, in modo che non ci siano perdite umane e tecnologiche.

protezione dalle radiazioni

Attorno al pianeta Terra c'è un campo magnetico che ci protegge ogni giorno dalle radiazioni spaziali. Nel caso di un viaggio nello spazio, il veicolo spaziale sarà necessariamente al di fuori di questo campo, soffrendo radiazione costante dai corpi celesti come il sole. Detto questo, il veicolo spaziale deve essere sviluppato con un sistema che protegga l'equipaggio e l'equipaggiamento da possibili eventi di radiazioni.

Quanto tempo ci vorrebbe per raggiungere pianeti come Marte e Giove?

Il tempo necessario per un viaggio dipende necessariamente dalla tecnologia raggiunta che determinerà la velocità della navicella e la traiettoria dell'orbita del pianeta. Tenendo conto che Marte si trova a circa 220 milioni di chilometri dal Sole e la Terra a 150 milioni di chilometri dal Sole, è intuitivo pensare che la nostra distanza da Marte sia di 70 milioni di chilometri. 

Tuttavia, le orbite dei pianeti sono ellittiche e si verificano attorno al Sole. Pertanto, la distanza tra i due pianeti dipende in gran parte dalla loro posizione nelle rispettive orbite, il che modifica notevolmente il tempo di viaggio tra queste due posizioni. Un viaggio su un altro pianeta è un viaggio da un luogo in movimento a un altro luogo in movimento. Presto, il la distanza tra questi due corpi è variabile.

L'altro fattore essenziale per questo calcolo è la velocità del veicolo spaziale. Tenendo conto della massima velocità possibile secondo la fisica — che è la velocità della luce — il viaggio tra i due pianeti richiederebbe solo 22 minuti, ma questa velocità non è ancora possibile con la tecnologia a nostra disposizione. Così, Sono richiesti 260 giorni, in media, per quel viaggio.

Nel caso di un viaggio verso pianeti più distanti come Giove, abbiamo come riferimento la navicella Juno, che attualmente è in orbita attorno al pianeta. Secondo NASA Juno ha impiegato quasi 5 anni per raggiungere il pianeta. Pertanto, è necessario ancora molto sforzo tecnologico e matematico per determinare l'attrezzatura e la traiettoria ideale affinché il viaggio si svolga nel modo più ottimale possibile, richiedendo il minor tempo possibile.

Quali sono i rischi di viaggiare in questo modo?

Ci sono diversi rischi nei viaggi nello spazio e i principali sono legati alle tecnologie necessarie sopra menzionate. Il guasto delle apparecchiature tecnologiche — in modo tale che non sia possibile mantenerle durante il viaggio — è uno dei maggiori rischi possibili. Poiché si tratta di un viaggio lontano dal nostro pianeta, i passeggeri sono vulnerabili alla necessità di attrezzature non disponibili.

Tuttavia, molti altri rischi sono associati a un viaggio di esplorazione spaziale, come malattie fisiche e mentali. Durante la pandemia di Covid-19, siamo rimasti tutti chiusi in casa per molto tempo e molte persone hanno sentito gli effetti mentali della mancanza di contatto con le altre persone e con l'ambiente. E, nel caso dei viaggi nello spazio, questo scenario non sarebbe molto diverso. Con un ambiente completamente chiuso e un contatto limitato solo tra i membri dell'equipaggio, ci sono seri rischi di sviluppare malattie mentali nei membri dell'equipaggio.

Nonostante questa e tutte le altre sfide, l'esplorazione dello spazio è un desiderio dell'umanità, sia per curiosità che per ricerca di ricchezze. Dopotutto, l'umanità è sempre alla ricerca incessante di conoscere l'ignoto.

"La Terra è un palcoscenico molto piccolo in una vasta arena cosmica."

Carl Sagan

Vedi anche:

Abbiamo fatto un articolo completo su tutti i viaggi sulla Luna della NASA e un video che racconta perché l'umanità non è andata sulla Luna negli ultimi decenni:

Fonti: NASA, Tommaso Edoardo, Fernando Alcoforado e lo spazio.