Raggiungere Marte in 45 giorni? Non è l’inizio di un film di fantascienza, bensì il progetto di alcuni scienziati canadesi. Un team di ingegneri della McGill University di Montreal ha infatti presentato uno studio che riguarda un sistema di propulsione spaziale laser-termico che permetterebbe all’essere umano di raggiungere il Pianeta rosso molto più velocemente. Nonostante negli ultimi decenni lo sviluppo tecnologico per applicazioni spaziali abbia fatto notevoli passi in avanti, i tempi di percorrenza delle distanze nello spazio rimangono uno dei limiti ancora da abbattere, senza che un sistema di propusione adeguato sia ancora stato sviluppato. Il nuovo progetto canadese mira proprio a superare questo ostacolo utilizzando la tecnologia laser. “Il nostro sistema utilizzerà un flusso laser molto intenso sulla navicella spaziale per riscaldare il propellente, in modo simile a una gigantesca caldaia a vapore”, ha spiegato Emmanuel Duplay, autore principale dello studio, aggiungendo che rimane la necessità “di sviluppare materiali ad alta temperatura che consentano alla navicella di superare l’atmosfera marziana all’arrivo”.

Le difficoltà nel raggiungere Marte

Raggiungere il Pianeta rosso presenta diverse difficoltà. Tra queste in primo luogo, oltre alle grandi dimensioni della navicella e agli alti costi delle missioni, vi sono i tempi di percorrenza che si aggirano intorno agli otto mesi per raggiungerlo e altrettanti per tornare. A questi si aggiunge il tempo di permanenza sul pianeta: la finestra di tempo per cui è possibile raggiungere il Pianeta rosso è solo una ogni due anni. Questo implica che gli astronauti saranno costretti a rimanere su Marte un tempo o troppo breve (appena un mese) per sfruttare la stessa finestra di andata, oppure molto lungo (quasi un anno) in attesa di un nuovo periodo di avvicinamento tra i due corpi celesti. Ci sono da considerare, poi, gli aspetti che potrebbero impattare sulla psiche e sul fisico degli astronauti in viaggio. Da una parte i problemi psicologici legati al trascorrere un lungo periodo in spazi ridotti e distanti dai propri affetti, e dall’altra le problematiche legate a una prolungata esposizione alle radiazioni, particelle energetiche solari e raggi cosmici, che qualora non adeguatamente schermate potrebbero portare a dei problemi di salute per l’equipaggio.

La propulsione laser

Per ovviare a questi problemi, secondo i ricercatori canadesi, sarebbe possibile ridurre il tempo di percorrenza verso Marte grazie alla propulsione a energia diretta. Il sistema in fase di sviluppo impiega grandi laser sparati dalla Terra per fornire energia a una camera di riscaldamento a idrogeno montata sulla navicella. In questo modo la navicella potrebbe accelerare molto in fretta nella fase iniziale del viaggio, raggiungendo delle velocità elevate nel corso del tragitto. Giunto su Marte, il veicolo principale verrebbe distaccato per raggiungere la superficie del pianeta, mentre il sistema di propulsione potrebbe tornare sulla Terra, pronto per essere riutilizzato. Più il laser sarà potente più rapida sarà l’accelerazione della navicella che raggiungerà così velocità relativistiche, una frazione della velocità della luce.

L’importanza del pianeta rosso

Sicuramente Marte rappresenta una ghiotta opportunità per l’esplorazione spaziale. Nonostante un raggio che sia la metà di quello della Terra e una maggiore distanza dal Sole, Marte rappresenta il pianeta del nostro sistema stellare con caratteristiche più simili a quelle terrestri, vista anche la scoperta della presenza di acqua sotto la superficie, oltre ai principali elementi chimici necessari alla sopravvivenza umana (ossigeno, azoto, carbonio, idrogeno) sia nel suolo sia nell’atmosfera, come scoperto dalla missione della Nasa Curiosity nel 2018. Il Pianeta rosso presenta quindi un’opportunità unica per l’astrobiologia, la geologia e le scienze atmosferiche, ma ci vorrà ancora del tempo per capire se e quando potrà ospitare l’umanità.

A che punto siamo?

L’esplorazione di Marte è iniziata da decenni ma per ora si è limitata a portare sul pianeta rover e non (ancora) astronauti. Sono presenti gli Usa, con il rover Perseverance e l’elicottero Ingenuity, e la Cina con il rover Zhurong Mars. Inoltre è attivo l’ambizioso progetto di recupero dei campioni di suolo marziano raccolti dal rover Perseverance a settembre, la missione Mars sample return, a cui partecipa anche l’Italia attraverso la realizzazione del braccio robotico del Sample fetch rover (Sfr) targato Leonardo. A compiere la missione sarà il piccolo razzo leggero Mars ascent vehicle (Mav) di Lockheed Martin. Infine, si lavora alla preparazione della seconda missione ExoMars di Esa, prevista per questo settembre, la cui trivella (realizzata sempre dal gruppo di piazza Monte Grappa) perforerà la superficie marziana fino a due metri di profondità. Tra i progetti più ambiziosi del futuro c’è anche il Mars base camp di Lockheed Martin, una stazione logistica orbitante intorno al Pianeta rosso per fornire il supporto necessario agli astronauti su Marte. Ora non ci resta che aspettare per vedere cosa accadrà.