Gli scienziati dell'EPFL hanno tracciato i passaggi necessari per costruire una base di ricerca autosufficiente su Marte che sarebbe abitabile a lungo termine. Il loro lavoro può aiutare i ricercatori a stabilire le priorità per i programmi spaziali che esplorano Marte e il sistema solare nel suo insieme.

Se mai ci fosse vita su Marte, è più probabile che le sue tracce si trovino ai poli del pianeta. O più precisamente, nei suoi depositi stratificati polari, che sono strati di ghiaccio e polvere che si sono accumulati nel corso di migliaia di anni. Così, secondo un team di scienziati dell'EPFL, i poli sarebbero il luogo più logico per costituire una base di ricerca e, potenzialmente, colonie. Questo team ha tracciato una strategia passo dopo passo insieme alla tecnologia necessaria per costruire una base di ricerca su Marte che sarebbe autosufficiente e che potrebbe ospitare una presenza umana a lungo termine. I risultati del loro lavoro saranno presto pubblicati in Acta Astronautica e viene presentato oggi alla conferenza Entretiens Internationaux du Tourisme du Futur a Vixouze, Francia.

"I poli possono porre più sfide all'inizio, ma sono la posizione migliore a lungo termine poiché ospitano risorse naturali che potremmo essere in grado di utilizzare, " dice Anne-Marlene Rüede, autore principale dello studio e studente universitario in tecnologia spaziale presso lo Space Engineering Center (eSpace) dell'EPFL. E anche se gli scienziati stanno pensando bene al futuro – colonie che si svilupperanno nel corso di diverse generazioni – sono comunque entrati nei minimi dettagli nella loro progettazione. "Volevamo sviluppare una strategia basata su tecnologie che sono state selezionate di conseguenza e delineare uno scenario di prova in modo che tra 20 anni, gli astronauti potranno svolgere questo tipo di missione spaziale, "aggiunge.

Prima la base, poi l'equipaggio

La strategia degli scienziati dell'EPFL prevede l'invio di un equipaggio di sei persone al polo nord di Marte durante l'estate polare, per sfruttare i 288 giorni di luce continua, e poi riportarli sani e salvi sulla Terra. Il primo elemento di novità della loro strategia è che si svolgerà in due fasi. Primo, i robot sarebbero stati inviati per costruire uno spazio vitale minimo per l'equipaggio e per testare le risorse naturali disponibili sul posto. Quindi l'equipaggio sarebbe stato portato dentro. Questo approccio ridurrebbe al minimo il carico utile che le navette spaziali dovrebbero trasportare e renderebbe la missione il più sicura possibile per i membri dell'equipaggio. Però, gli ingegneri devono ancora sviluppare razzi in grado di gestire 110 tonnellate di equipaggiamento.

Affinché la base di ricerca possa sostenere una presenza umana per nove mesi – ed eventualmente anche di più – il piano è di sfruttare al massimo le risorse naturali trovate su Marte, acqua prima di tutto. La scoperta del ghiaccio ai poli significa che la base potrebbe teoricamente produrre acqua, ossigeno e azoto – composti essenziali per la vita umana. Altre sostanze chimiche nell'aria di Marte (soprattutto CO2) e nel suolo (come silicio, ferro da stiro, alluminio e zolfo) potrebbero essere potenzialmente utilizzati per realizzare materiali come mattoni, vetro e plastica, o anche combustibili come idrogeno e metanolo. Tutto ciò renderebbe la base di ricerca autosufficiente per il lungo periodo.

Ma inizialmente, risorse vitali come cibo ed energia dovranno essere trasportate dalla Terra. Questi potrebbero includere cibo liofilizzato, un reattore al torio e batterie.

Un igloo di tre metri di spessore

La base di ricerca consisterebbe in tre moduli:un nucleo centrale, capsule e una cupola. Il nucleo centrale sarebbe alto 12,5 metri e con un diametro di cinque metri, e avrebbe ospitato lo spazio abitativo minimo e tutto ciò di cui l'equipaggio aveva bisogno per vivere. Le tre capsule sarebbero costruite attorno allo spazio abitativo minimo e servirebbero come camere d'equilibrio tra quello spazio e l'esterno. I robot avrebbero installato queste strutture durante la prima fase della missione. La cupola coprirebbe l'intera base e sarebbe realizzata in fibra di polietilene ricoperta da uno strato di ghiaccio spesso tre metri, creando una sorta di igloo. La cupola rappresenterebbe anche un ulteriore spazio abitativo, fornire una seconda barriera per proteggere l'equipaggio dalle radiazioni e dai micrometeoroidi, e aiutano a mantenere la pressione costante all'interno della base.

Un'altra innovazione nel piano degli scienziati è quella di creare un sistema di gru che orbiterebbe intorno a Marte e sarebbe lanciato durante la seconda missione. Questo sistema servirebbe da punto di trasferimento tra le navette spaziali provenienti dalla Terra e la base di ricerca su Marte. Uno speciale veicolo gru progettato dagli scienziati scaricherebbe l'attrezzatura dalle navette spaziali sulla superficie di Marte. "Il veicolo con gru potrebbe essere riutilizzato più volte e sarebbe alimentato dal carburante prodotto su Marte. Ridurrebbe il carico utile che le navette spaziali dovrebbero trasportare fino alla base di ricerca, "dice Claudio Leonardi, un altro scienziato coinvolto nello studio. "Il sistema di attracco del veicolo sarebbe simile a quello utilizzato sulla Stazione Spaziale Internazionale:una volta attraccata una navetta, il veicolo scaricherà il carico e l'equipaggio e li deporrebbe su Marte." Ciò che rende unico il design del loro veicolo è che i motori si trovano sopra il centro di gravità del veicolo e che il veicolo può essere utilizzato per sei missioni. Il carburante per l'ascesa verrebbe realizzato in situ e che per la discesa verrebbe dalla Terra.

"Dovremmo condurre una missione iniziale per provare tutto per la prima volta. E meglio è pensata la missione iniziale, più velocemente saremo in grado di far funzionare le cose e passare alla colonizzazione, " dice Anne-Marlene Rüede. In realtà, gli scienziati non hanno preso posizione sulla prospettiva di colonizzare Marte. Ma uno dei principali vantaggi di questa ricerca è che i sistemi che prevede potrebbero essere utilizzati per le missioni robotiche in generale, se marziano, lunare, terrestre o altro.