Un nuovo Sistema Solare

             

di Michael Martin-Smith

Il sistema solare triplicato in dieci anni

Gli elementi costitutivi per una civiltà umana nello spazio

I progressi dell'esplorazione asteroidea

Una casa nel cielo

Alcuni articoli di Michael Martin-Smith

Credits: NASA/JPL/UMD/Pat Rawlings

Il sistema solare triplicato in dieci anni

Agli umanisti astronautici desiderosi di ampliare il campo di azione per il futuro della nostra specie, l’esplorazione del sistema solare in corso offre nuove sfide ed opportunità. Nei primi 40 anni di esplorazione spaziale, l’accento era posto sull’esplorazione dei principali pianeti e lune del nostro sistema solare, soprattutto sotto il profilo scientifico di discipline come l’astronomia e la geologia, con l’obiettivo di capire l’origine e l’evoluzione del nostro sistema solare, la formazione e l’ubicazione dei pianeti e l’inserirsi della vita in questo processo.

Gli straordinari robot di esplorazione – flyby, orbiter, lander e sample return – hanno visitato tutti i pianeti ad eccezione di uno, Plutone, e la maggior parte delle principali lune, note agli astronomi terrestri come punti luminosi. La percezione dei processi che hanno portato alla formazione del nostro sistema solare e delle condizioni in cui è emersa e si è sviluppata la vita è molto migliorata rispetto a due generazioni fa, ma la comprensione del processo di accumulo di particelle in piccole masse celesti e la successiva coalescenza in pianeti e della formazione di atmosfere e oceani resta parziale. Oggi si pensa che piccoli corpi come le comete e gli asteroidi, finora piuttosto trascurati, contengano molti elementi per completare il puzzle.

Gli ultimi 10 anni hanno modificato radicalmente i parametri chiave della nostra storia. Prima del 1994-95, l’idea di scoprire pianeti in orbita attorno ad altre stelle era un sogno teorico, considerato da molti irraggiungibile. In soli 10 anni sono stati scoperti altri 150 sistemi solari, cosa che impone di riesaminare le nostre idee sulla nascita dei pianeti. Nello stesso periodo il nostro sistema solare, con la scoperta di grandi planetoidi distanti da noi tre volte più di Plutone, si è ingrandito almeno tre volte. Attualmente si pensa che Plutone sia “l’ambasciatore" di tutta una nuova serie di oggetti – che non sono pianeti tipici o asteroidi né comete – dai quali si è probabilmente formato il nostro sistema nei suoi primi 50-100 milioni di anni.

Si osserva inoltre che delle comete si comportano come asteroidi, a partire dall’esaurimento dei loro ghiacci di superficie e che esistono asteroidi in orbite ellittiche simili a quelle delle comete al di là del loro habitat normale tra Marte e Giove – fino alla fascia di Saturno e Uranio. Degli asteroidi regolarmente intersecano l’orbita della Terra e sono state osservate comete proprio nel momento in cui si disgregavano e deviavano la loro orbita.

Gli elementi costitutivi per una civiltà umana nello spazio

L’interesse per questi corpi minori sta inoltre assumendo una nuova dimensione pratica e umanistica in quanto essi implicano la possibilità, se non la certezza, di grandi ripercussioni economiche e anche la promessa di materiali da costruzione e sviluppo spaziale su scala economica. Studi spettroscopici di questi corpi indicano giacimenti di ghiaccio d’acqua, composti di carbonio, ghiaccio, ammoniaca, metano, metalli, silicio e ossidi – tutti gli elementi costitutivi per una civiltà umana nello spazio.

Non deve quindi sorprendere se questi piccoli blocchi del nostro sistema solare diventeranno i blocchi costitutivi della nostra futura civiltà, né che sistemi planetari extrasolari risultino avere anche loro un seguito di comete e asteroidi. Negli ultimi 10-15 anni è stato appurato che questi piccoli corpi del sistema solare hanno effetti dinamici sull’ecologia e sul clima della Terra e quindi non si tratta di studi astratti, senza rilevanza per l’umanità, bensì di scienze vitali per il nostro benessere. Innanzitutto vi è il problema delle estinzioni di massa a seguito di impatti di comete e asteroidi sulla Terra; si tratta di eventi rari che possono però annientare brutalmente la nostra civiltà.

In secondo luogo, aspetto particolarmente interessante, sono state scoperte notevoli quantità di polvere iniettate nell’atmosfera da piccoli corpi che esplodono, più volte l’anno, nelle zone elevate della nostra atmosfera. Questi asteroidi, delle dimensioni di una casa, perdono il 99% del loro materiale quando entrano nella nostra atmosfera, con esplosioni simili a quelle di Hiroshima, e si ritiene che possano alterare periodicamente le temperature locali e l’andamento delle precipitazioni e delle nubi. I rivelatori installati per individuare esplosioni nucleari di origine umana hanno mostrato che le particelle di polvere legate a questi eventi non hanno, come si credeva, dimensioni nanometriche bensì sono 1000 volte superiori e possono rendere opaca in maniera misurabile la nostra atmosfera.

In terzo luogo, elemento molto significativo, gli studi sul ciclo delle ere glaciali sulla Terra puntano ad un unico periodo di 100 000 anni anziché al tradizionale ciclo trifasico descritto negli anni ‘20 da Milutin Milankovitch. Si suppone che ciò sia dovuto ad un’alterazione ciclica del piano dell’orbita terrestre attorno al Sole con oscillazioni al di sopra e al di sotto dell’attuale piano dell'eclittica, per cui il nostro pianeta si ritrova in regioni a polverosità variabile dovuta a resti di meteoriti e comete. Questo ciclo di 100 000 anni del sistema solare rientra in un ciclo di raffreddamento globale di 250 milioni di anni che si pensa dovuto a un’analoga oscillazione del piano di rotazione dei bracci a spirale al centro della Via Lattea.

I progressi dell'esplorazione asteroidea

Negli ultimi 5-6 anni, l’esplorazione di questi piccoli corpi è progredita a passi da gigante e permette di scoprire come deviarli per evitare possibili collisioni con la Terra e sfruttarli in futuro per l’industria astronautica. Dal punto di vista astronautico, una delle loro maggiori attrattive è che, essendo molto più piccoli della Luna o dei pianeti, richiedono poca energia per le missioni di appuntamento, atterraggio e ritorno. I motori a bassa spinta come quelli elettrici a ioni, hanno fatto le loro prove in varie missioni. Citiamo la sonda Deep Space 1 che si è avvicinata alla cometa Borrelly nel 2001 e la sonda giapponese Hayabusa ora in orbita attorno all’asteroide Itokawa che preleverà e riporterà a Terra campioni di materiale dell’asteroide. Una missione analoga della NASA verso la cometa Wild 2, lanciata nel 1999 ha raggiunto la cometa nel gennaio 2004 e dovrebbe riportare un campione della coda nel 2006.

Il 12 febbraio 2001 è avvenuto il primo atterraggio su un asteroide – più una sorta di appuntamento spaziale e manovra di attracco – con la missione NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous) della NASA verso Eros che ha spianato la strada a un’esplorazione molto più diretta di questi corpi. Il 4 luglio di quest’anno, la sonda Deep Impact ha colpito la cometa Tempel 1 con un proiettile (Impactor) che ha trasmesso immagini alla sonda madre.

Nei prossimi mesi le analisi scientifiche dovrebbero fornire molti dati sulla consistenza di questa cometa e la sua composizione interna originaria. Si tratta di informazioni vitali per la futura industria mineraria e l’edilizia spaziale e per poter deviare tali corpi dalla Terra.

Luna di miele spaziale

Una casa nel cielo

L’emergere di un’industria spaziale commerciale con presenza umana a bordo, recentemente e nel prossimo futuro, è una prospettiva reale, basata probabilmente sul turismo in una prima fase e, successivamente, sulla produzione di energia elettrica dallo spazio. Per entrambe le attività sarà molto utile disporre di materie prime raccolte e trasformate nello spazio e gli asteroidi e le comete forniscono tali materiali in pacchetti utilizzabili e a costi energetici ridotti.

Grazie al monitoraggio degli asteroidi effettuato negli ultimi anni, si è constatato che molti si avvicinano alla Terra restando però in orbite di sicurezza; esiste un margine di errore nel primo avvistamento di piccoli asteroidi e occorrono a volte mesi di osservazione per seguire l’orbita che inoltre può cambiare a seguito del passaggio di altri pianeti o addirittura collisioni con altri asteroidi o comete. Un radiofaro installato su uno di questi corpi da un robot lander aumenterà considerevolmente la precisione delle previsioni dell’orbita e ci permetterà di evitare oppure di iniziare manovre di deviazione sulla base di presupposti errati.

Nei prossimi 10-15 anni, grazie a questo tipo di missioni e alla nanotecnologia, l’atterraggio di veicoli spaziali su comete e asteroidi e la fabbricazione in situ di superfici di riflessione solare per l’alterazione orbitale usando materiali estratti dai corpi stessi si trasformerà da argomento di fantascienza in progettazione ragionevole.

La possibilità di terraformare Marte preoccupa molte persone che citano il pericolo di “giocare a Dio” con riferimento all’esistenza di forme di vita locali, anche se solamente a livello di microbi.

Con la capacità di accostare, manovrare e sfruttare i piccoli corpi del sistema solare da parte dell’industria privata, l’approvvigionamento di carburante per razzi e la produzione di energia pulita entreremo probabilmente in una fase in cui si dovrà costruire un nuovo sistema solare per l’umanità, adoperando gli stessi strumenti utilizzati per costruire la nostra prima culla, il sistema solare.

Cosa potrebbe esserci di meglio, per l’infante cosmico, che nasce dalla nostra madre Terra incinta, per costruire la sua culla adoperando i mattoni così a portata di mano?

Michael Martin-Smith, 28 agosto 2005

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[traduzione dall'Inglese a cura di Adelia Bertetto]

[022.MMS.TDF.2005 - 10.11.2005]