VIAGGI
SPAZIALI
Tra realtà e fantascienza, come spostarsi e sopravvivere
nello spazio: dalla Stazione Spaziale Internazionale alle
colonie spaziali immaginate per il futuro dell’umanità.
A cura di Carlotta Federici
PROBLEMI DA AFFRONTARE
PER VIAGGIARE NELLO SPAZIO
• Propulsione
• Controllo atmosfera interna (pressione, temperatura,
composizione)
• Produzione energia elettrica (per l’illuminazione
dell’ambiente e il funzionamento dei sistemi elettronici)
• Alimentazione
• Micrometeoriti e spazzatura spaziale
• Radiazioni e particelle dannose
• Gravità (l’assenza di gravità o la sua forte riduzione microgravità - determina numerosi effetti sugli esseri viventi)
LA STAZIONE SPAZIALE
INTERNAZIONALE
LA STAZIONE SPAZIALE
INTERNAZIONALE (1)
Nel 1998 è iniziata la costruzione
“on orbit” della ISS (International
Space Station), che rappresenta
un avamposto della presenza
umana nello spazio, essendo
abitata continuativamente, dal 2
novembre 2000, da almeno 2
astronauti. La stazione, in orbita
attorno alla Terra ad una quota
che varia tra 240 e 400 km,
dovrebbe essere completata per
la fine del 2011 e rimanere in
funzione almeno fino al 2015.
Stemma della Stazione Spaziale Internazionale
LA STAZIONE SPAZIALE
INTERNAZIONALE (2)
Per mantenere in vita l’equipaggio, è necessario prestare attenzione a tutti
i problemi citati prima. Per questo interviene un complesso sistema di
controllo, il Life Support System, che gestisce l’ambiente della stazione e il
supporto vitale. L’energia elettrica è fornita da pannelli fotovoltaici.
Lo scopo primario della ISS è quello
di fornire un ambiente adatto
all’esecuzione di esperimenti che
necessitano di condizioni particolari,
difficilmente riproducibili sulla Terra,
e che possono anche richiedere studi
estesi nel tempo. I principali campi
di ricerca comprendono la biologia,
la medicina, la fisica, l’astronomia e
Il comandante della Expedition 8,
Michael Foale, conduce un’ispezione del
la meteorologia.
“Microgravity Science Glovebox”.
COLTURE IDROPONICHE (1)
Radici di piante cresciute con
colture idroponiche
Per risolvere (almeno in parte) il
problema dell’alimentazione, si sta
studiando la possibilità di coltivare
piante nello spazio. Si possono
sfruttare, ad esempio, le cosiddette
colture idroponiche, che non vengono
disposte sul suolo, ma in una
soluzione acquosa contenente tracce
di sostanze nutrienti. Gli elementi
nutritivi possono essere disciolti in
poca acqua, che scorra attraverso le
radici con un flusso continuo, in modo
che il nutrimento sia sempre
disponibile alle concentrazioni giuste
per ogni tipo di pianta.
COLTURE IDROPONICHE (2)
Per fare un esempio, alcune varietà
di frumento sono state studiate e
prodotte in ambienti artificiali, e
potrebbero costituire un tipo di
coltivazione spaziale futura. Questo
tipo di pianta può produrre un
raccolto idoneo all’alimentazione
più in fretta e in maggiore quantità
rispetto alle varietà tradizionali
coltivate nei campi. I prodotti
vegetali adatti allo spazio derivano
Una varietà nana di frumento nella da incroci e selezioni di varietà
camera di produzione di biomassa
terrestri, resi possibili dalle
del Kennedy Space Center, in grado
biotecnologie.
di essere raccolta in 85 giorni.
VELE SOLARI (1)
Per risolvere il problema della
propulsione senza la necessità
del trasporto e del rifornimento
di carburante, è attualmente in
studio una tecnica che permette
di sfruttare la radiazione
proveniente dal Sole. Il sistema
consiste nell’utilizzare una sorta
di “vele solari”, enormi pannelli
sottilissimi in grado di catturare
la quantità di moto della
radiazione solare, accelerando
progressivamente.
VELE SOLARI (2)
La sonda giapponese IKAROS
(Interplanetary Kite-craft Accelerated
by Radiation Of the Sun), lanciata il 21
maggio 2010, è la prima astronave al
mondo ad utilizzare la “vela solare”
come propulsore principale. Lo scopo
primario della missione è proprio
quello di testare questa tecnologia.
Foto di IKAROS
Visione artistica di LightSail-1
Un altro progetto basato su questo tipo
di propulsione è LightSail, sviluppato
dalla Planetary Society. Il programma,
che (se non si presenteranno problemi)
sarà composto da 3 missioni, comincia
con il lancio della sonda LightSail-1,
previsto per la fine del 2010.
ANELLI ROTANTI
Il problema della mancanza di gravità potrebbe essere risolto con la presenza di
una forza sostitutiva a questa, come la forza centrifuga. E’ la soluzione adottata
da Arthur Clarke per la stazione spaziale mostrata nell’immagine (riprodotta nel
film 2001:Odissea nello spazio), che è costruita ad anello rotante, con la fascia
esterna percepita come il basso e l’asse che indica l’alto. Veicoli spaziali di
questo tipo sono però ancora irrealizzabili dalla nostra tecnologia.
CILINDRO DI O’ NEILL
CILINDRO DI O’ NEILL (1)
Si tratta di un progetto di habitat
spaziale proposto dal fisico
Gerard O’ Neill nel libro The high
frontier: human colonies in space
(1976). Consta di 2 cilindri
collegati controrotanti, in grado
di produrre una “gravità
artificiale” sulle loro superfici
interne, grazie alla forza
centrifuga. Ogni cilindro ha un
diametro di 8 km e può
raggiungere i 32 km di lunghezza.
CILINDRO DI O’ NEILL (2)
La superficie
interna di ogni
cilindro è divisa in 6
strisce di area
uguale: 3 sono
finestre, 3 sono
“terra”. Della
struttura fanno
parte anche un
anello dedicato
all’agricoltura e un
blocco industriale.
TORO DI STANFORD (1)
Progetto di habitat
spaziale presentato nel
1975 al NASA Summer
Study, svoltosi presso
l’Università di Stanford.
Consiste in un toro con
1.8 km di diametro, che
ruota compiendo un giro
al minuto, in modo da
creare una “gravità
artificiale” simile a quella
terrestre.
L’anello è collegato al nucleo centrale da una serie di raggi,
attraverso i quali possono viaggiare persone e materiali.
TORO DI STANFORD (2)
All’interno del toro, grazie
all’importazione di terreno
proveniente dalla Luna,
può essere simulato un
ambiente “terrestre”. La
stazione viene quindi divisa
in diverse sezioni: agricola,
residenziale, industriale,
ricreativa. Una produzione
agricola intensiva e ben
controllata può fornire il
cibo necessario alla
sopravvivenza di migliaia di
persone.
Area agricola di un Toro di Stanford.
TORO DI STANFORD (3)
Area residenziale di un Toro di Stanford.
CATTURA DI UN ASTEROIDE
Per reperire le materie prime necessarie alla costruzione di
queste astronavi del futuro, si potrebbe pensare di catturare
un asteroide. In questa tabella è calcolato, in miliardi di
dollari, l’ipotetico valore commerciale delle risorse minerarie
contenute in un asteroide di tipo M del diametro di 1 km.
Il Platino è erroneamente indicato con Pl