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Un’illustrazione di un’astronave diretta verso Marte. Nuove ricerche svelano una possibile scorciatoia per il Pianeta Rosso che potrebbe ridurre drasticamente i tempi delle missioni.(Credito immagine: dottedhippo via Getty Images)Condividi questo articolo 0Unisciti alla conversazioneSeguiciAggiungici come fonte preferita su GoogleIscriviti alla nostra newsletter
Gli astronauti potrebbero un giorno completare un viaggio di andata e ritorno su Marte in meno di un anno, riducendo potenzialmente della metà i tempi di missione attuali, secondo un nuovo studio ispirato alle traiettorie degli asteroidi.
Secondo i profili di missione attuali, raggiungere Marte, che si trova circa il 50% più lontano dal sole della Terra, richiede circa sette o dieci mesi. Poiché la Terra e Marte si allineano per trasferimenti a basso consumo di carburante solo ogni 26 mesi, gli astronauti devono attendere una finestra di ritorno, estendendo un viaggio completo di andata e ritorno a quasi tre anni.
Tuttavia, le nuove scoperte, pubblicate online sulla rivista Acta Astronautica ad aprile, suggeriscono che le prime e imprecise stime orbitali degli asteroidi vicini alla Terra – storicamente utilizzate per valutare i rischi di impatto, prima di essere scartate a favore di dati più precisi – potrebbero contenere preziosi indizi geometrici per la progettazione di rotte interplanetarie più veloci.
“Forse questo può cambiare l’idea che abbiamo bisogno di più di due anni per andare e tornare da Marte”, ha dichiarato a Live Science l’autore dello studio Marcelo de Oliveira Souza, un cosmologo presso la State University of Northern Rio de Janeiro in Brasile.
“Non stavo cercando questo”
Souza si imbatté per la prima volta nell’idea nel 2015, mentre studiava asteroidi vicini alla Terra. Un oggetto in particolare, 2001 CA21, attirò la sua attenzione perché le prime stime suggerivano che seguisse un raro percorso che attraversava sia la zona orbitale terrestre che quella marziana.
Sebbene misurazioni successive abbiano perfezionato la vera traiettoria dell’asteroide, la sua geometria iniziale durante l’opposizione di ottobre 2020 – quando Terra e Marte erano allineate sullo stesso lato del sole, e più vicine nelle loro orbite – suggeriva la possibilità di rotte “ultracorte” tra i due pianeti, ha notato Souza nel documento.
“Questa è stata una sorpresa per me – non stavo cercando questo”, ha detto a Live Science.
Man mano che ulteriori osservazioni permettono agli astronomi di affinare l’orbita di un asteroide, quelle traiettorie iniziali cambiano, quindi qualcuno che la analizzasse in seguito non avrebbe visto lo stesso percorso, ha aggiunto Souza. “Forse ero nel posto giusto al momento giusto”, ha detto.
Viaggio di andata e ritorno su Marte?
Per l’opposizione di ottobre 2020, i calcoli di Souza hanno mostrato che un viaggio molto veloce, di circa 34 giorni, dalla Terra a Marte è geometricamente possibile se un’astronave segue un percorso simile al piano orbitale iniziale dell’asteroide.
Tuttavia, una tale traiettoria richiederebbe velocità di partenza di circa 32,5 chilometri al secondo, ben oltre le capacità dei razzi attuali, e un’astronave arriverebbe su Marte viaggiando a circa 108.000 km/h (64.800 mph) – troppo veloce per i sistemi di atterraggio esistenti per gestirlo in sicurezza, ha notato Souza nel documento.
La geometria di un viaggio di 33 giorni su Marte (a sinistra) rispetto a un viaggio di 90 giorni (a destra).
(Credito immagine: Acta Astronautica / Marcelo de Oliveira Souza)
Invece, Souza ha utilizzato la geometria ispirata agli asteroidi per esplorare possibili viaggi durante le future opposizioni di Marte nel 2027, 2029 e 2031. Utilizzando un metodo standard per calcolare i percorsi tra due punti nello spazio (chiamato analisi di Lambert) e vincolando tali percorsi a rimanere entro circa 5 gradi dall’inclinazione orbitale dell’asteroide, Souza ha scoperto che solo l’allineamento del 2031 offriva un’opportunità praticabile per viaggi rapidi utilizzando tecnologie a breve termine.
In quella finestra, una missione di andata e ritorno Terra-Marte potrebbe essere completata in soli 153 giorni, ovvero circa cinque mesi, secondo lo studio.
In quello scenario, un’astronave partirebbe dalla Terra il 20 aprile 2031, a circa 27 chilometri al secondo, arriverebbe su Marte entro il 23 maggio dopo un viaggio di 33 giorni, trascorrerebbe circa 30 giorni sulla superficie, partirebbe il 22 giugno e tornerebbe sulla Terra entro il 20 settembre, con il viaggio di ritorno della durata di circa 90 giorni.
Souza ha anche identificato un’alternativa a basso consumo energetico all’interno della stessa finestra, che richiederebbe un lancio a circa 16,5 chilometri al secondo per una missione della durata di circa 226 giorni, o circa 7,5 mesi — ancora significativamente più breve dei tempi di missione attuali.
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Tuttavia, il concetto rimane in gran parte teorico e dipenderebbe fortemente dalle specifiche della missione, inclusi il design dell’astronave, la massa del carico utile e le capacità di propulsione, tutti fattori che determinerebbero la fattibilità di tali trasferimenti rapidi in pratica.
Il metodo, tuttavia, potrebbe ancora rivelarsi utile come modo per restringere la ricerca di traiettorie praticabili. Le velocità richieste sono paragonabili a quelle raggiunte da missioni come New Horizons — la sonda della NASA, che, lanciata nel 2006 in una missione per sorvolare Plutone a 16,26 chilometri al secondo, è stata l’oggetto artificiale più veloce mai lanciato dalla Terra.
Tali traiettorie ad alta velocità potrebbero essere alla portata dei razzi di prossima generazione come lo Starship di SpaceX o il New Glenn di Blue Origin, ha detto Souza a Live Science.
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