Astronauti NASA su Marte nel 2033!

Per chi volesse approfondire il concept di Lockheed Martin, AstronautiNEWS ne ha parlato sin dal 2017

(Le immagini originali a suo tempo non erano pubblicabili sul forum)

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L’idea è sicuramente buona e risolve molti dei problemi che dicevamo (vedo una buona ridondanza)
Sembra essere stato accontonato (non ho trovato altre news dopo il 2017), e ovviamente non ci siamo con i tempi previsti.
Rimane il problema che 3 anni nello spazio profondo (ma anche 2) sono troppi.

Per rendere realizzabile il progetto, questo “treno spaziale” dovrebbe trovare pronta sulla superfice una base in grado di ospitare l’equipaggio per un paio d’anni e un Ascent / Descent Vehicle (meglio 2) per scendere sulla superficie e tornare sul “treno”.
Dopo la Terra, la superficie marziana è il posto più sicuro dove trascorrere un paio d’anni, molto meglio dell’orbiter, ma anche della Luna, che ha dalla sua solo la vicinanza.
Chiaramente questo allunga i tempi, ma evita l’effetto Apollo - vai lì, pianti una bandiera e non ti fai più vedere per 50 anni e più …

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Non sarebbe più opportuno, trattandosi in ogni caso di una missione orbitale, di puntare a Venere anziché Marte ?
La permanenza nello spazio profondo sarebbe in questo caso drasticamente ridotta
Si potrebbe in ogni caso far partire un lander, ma anche un pallone stratosferico per la zona “abitabile” dell’atmosfera di Marte.
E la missione potrebbe durare un anno o poco più…

Allora, provo a rispondere in modo più dettagliato. Per quanto tu faccia corto un trasferimento alla Hohmann, non ce la puoi assolutamente fare nella stessa finestra. Per andare da un pianeta all’altro parti prima dell’opposizione e arrivi dopo. Quando arrivi su Marte, l’opposizione è già passata, quindi non puoi partire.
C’è un teorema di meccanica orbitale, non mi ricordo di chi ma è stato uno dei primi a interessarsi alla questione, che dice che in un sistema gravitazionale centrato, dati due punti e due date, esiste un’orbita che ti fa andare dal primo punto alla prima data al secondo punto alla seconda data (teorema risalente a prima della relatività). Ora, un conto è la teoria, un conto le applicazioni. Il trasferimento alla Hohmann è un’orbita che richiede davvero poca energia per il trasferimento e si fa tranquillamente con i razzi in esercizio.
Un trasferimento di tipo diverso richiederebbe fin troppa energia (o delta V che si voglia), sarebbe quindi teoricamente possibile ma in pratica irrealizzabile, anche con le tecnologie allo studio al momento e non ancora pronte.

Per fare un esempio più semplice, anzi a dir il vero troppo semplificato, considerate un riferimento non inerziale (non fatelo da soli a casa! mai usare i riferimenti non inerziali) fissato su Marte. La Terra al momento dell’opposizione sfreccierà vicino e quello è il momento di saltare da un pianeta all’altro. Come un assalto al treno, se siete su Marte saltate un po’ prima che la Terra arrivi, così come se siete sulla Terra. Una volta saltati sull’altro pianeta, il pianeta madre vi è sfuggito e dovete aspettare il prossimo passaggio. Questo è il trasferimento alla Hohmann. Ovviamente, se siete sull’altro pianeta già lontano, potete fare un salto molto più lungo e arrivare lo stesso. Così sembra insensato? Questo è il trasferimento non alla Hohmann molto energetico.

2 anni su Marte più un anno e mezzo di viaggio.

Sì, lo è, la valutazione del rischio sarà uno degli elementi predominanti di questo viaggio.

Sì, infatti è uno dei prerequisiti considerato nella slide del primo post di questo thread.

C’è anche Fobos da considerare, ha un cratere talmente concavo che senza atmosfera offre più protezione di Marte con.

Marte ha un interesse scientifico superiore al momento, infatti ci sono 6 orbiter un lander e un rover attivi più altre 3 missioni in partenza contro un singolo orbiter di Venere.

Oltre a tutto quello detto sopra, tieni conto che se passa la linea del Congresso la NASA sarà obbligata a preparare un piano entro entro pochi mesi e potremo commentare con una base più solida.

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Grazie davvero per la risposta puntuale e articolata …

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Ho trovato qui una lettura interessante (un articolo del 2012) …

Nella figura 2 è proposta una traiettoria che prevede 120 giorni per arrivare su Marte, 14 giorni di permanenza su Marte e 75 giorni per tornare a Terra.
Chiaramente i Delta V richiesti sono 4 volte quelli della traiettoria alla Hohmann, ma ancora ottenibili con i sistemi di propulsione attualmente disponibili. Nell’articolo si propone un’architettura di missione che fa un largo uso di “assemblaggi in orbita” e “rifornimenti in orbita” (il pensiero va al progetto Starship …)

Chiaramente una missione così è molto costosa e richiede una lunga fase preparatoria (l’assemblaggio, i “fuel depot” …), ma è difficile pensare ad una missione umana su Marte a basso costo …

Nell’articolo questo valore non è presente ma dovrebbe essere più di 10 volte il valore di un Hohmann lento. Per andare in 120 giorni e arrivare su Marte prima della congiunzione occorre più di 30 km/s di delta v:

Per la strada di ritorno in 75 mi va fuori scala nel tool, quindi penso sia ben oltre i 40 km/s di delta v totale.

Purtroppo nell’articolo da te postato non c’è scritto niente per replicare il calcolo. Io ho usato l’opposizione del prossimo ottobre per fare i conti.

È un ottimo spunto di riflessione, grazie, pensavo fossimo oltre i 500 di delta v, invece forse ce la si fa anche con 100, ma siamo comunque ben oltre le tecnologie attuali.

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Dicevo questo perchè nell’articolo si parla di un Delta V di 15 Km/s per la departure maneuver.
Non sono in grado (ovviamente !) di verificare i conti e la figura 1 è illegibile.

La fonte è il Lunar and Planetary Institute (sembra affidabile). Se vai sul sito puoi trovare l’articolo cercando “FAST MARS TRANSFERS” con il motore di ricerca …
Non esistono articoli successivi

Quello che chiamo “articolo” in realtà è un abstract, ma dice chiaramente che la cosa è fattibile con le tecnologie attuali. Il segreto è il rendez vous con moduli di propulsione (che io ho trasformato in “rifornimenti” in viaggio)

L’abstract non si dilunga in dettagli, ma si capisce che l’idea è che , in primo luogo, tu trovi dei moduli di propulsione sia in orbita terrestre (come previsto anche dal progetto Starship) che in orbita marziana (non ti porti dalla Terra il carburante per tornare da Marte !).

Ma si intuisce anche che si pensa ad altri rendez vous con moduli di propulsione in “punti strategici” della traiettoria. Quindi il “trucco” sembra che il Delta V non sia “concentrato” nell’uscita dall’orbita terrestre e marziana, ma distribuito utilizzando altri “punti strategici” lungo la traiettoria. Si afferma che questa strategia consente una riduzione delle risorse richieste di “un ordine di grandezza”, cioè di 10 volte. “Adding pre-positioned fuel permits an order-of-magnitude reduction in required resources in the high delta V fast-transfer cases we have analyzed.

E’ evidente che è una strategia che richiede un gran numero di lanci …

Ah …
Trovo “pre -positioned” un termine particolarmente infelice, per quel che sembra essere un rendez vous in orbita solare !!

Dal suo account twitter Runyon ribadisce l’importanza di passare da Venere prima di andare su Marte, e fa anche una considerazione particolare.

Secondo lui, una missione umana con sorvolo di Venere e ritorno a Terra sarebbe un ottimo precursore per una missione su Marte.

Già è abbastanza assodato (ma non definitivo) che la prima missione umana su Marte sarà di tipo short-stay, o opposition class human mission come viene solitamente chiamata, o ancora EVME (Earth, Venus, Mars, Earth), che prevede una fionda gravitazionale su Venere per arrivare su Marte prima dell’opposizione e poter ripartire verso la Terra dopo solo pochi giorni anziché i 500 richiesti con i classici trasferimenti alla Hohmann.

Runyon sottolinea che un banco di prova per una tale missione sarebbe semplicemente una missione su Venere e ritorno a Terra. Tutto concentrato in un anno. I vantaggi di questa missione dimostrativa sono che:

  • si testa una missione con equipaggio fuori dal sistema Terra-Luna per un periodo di tempo più limitato;
  • si ha già esperienza di missioni umane nello spazio di durata simile;
  • si ha già esperienza di missioni in prossimità di Venere (ultimo esempio Solar Parker Probe);
  • si testa il controllo di navigazione di robot in real time su un altro pianeta;
  • la traiettoria EVME prevede un abort della missione dopo il flyby di Venere con rientro a Terra (EVE);
  • se da Venere ci dobbiamo passare comunque, tanto vale fare una prova.
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Insomma, si riparte dal Manned Venus Flyby, proposto nel 1967…

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Avevo già detto che una missione umana verso Venere mi sembra una cosa molto sensata, da fare anche prima di una su Marte.
Ma non certo un fly by di 2 ore o poco più (si cui si parla nell’articolo), ma una missione orbitale.
Una tale missione dovrebbe prevedere la presenza in orbita venusiana di una stazione orbitante (tipo il Lunar Gateway) precedentemente inviata e che, ovviamente, avrebbe un senso in sé.
Una tale stazione avrebbe anche il compito di fornire il carburante per il viaggio di ritorno (rimpiazzando l’energia gravitazionale di Venere).
Solo in questo caso gli obiettivi scientifici indicati nell’articolo potrebbero essere raggiunti.
Il tutto all’interno di un programma che prevederebbe vari arrivi su Venere, che, tra l’altro, avrebbero il non banale risultato di migliorare l’efficienza della stazione orbitante durante il periodo “unmanned”
Il “Venus Gateway” avrebbe infatti il ruolo di centro di controllo sia di rover sulla superficie, che di droni per esplorare la “zona abitabile” dell’atmosfera venusiana.
Il flyby di Venere per raggiungere Marte, a mio avviso, andrebbe usato non per missioni umane, ma per missioni cargo destinate a costruire le infrastrutture necessarie ad ospitare gli uomini sulla superficie marziana.

Un esempio di come potrebbe servire il programma Artemis ad agevolare la prima missione umana su Marte (orbita oppure superficie). L’anno scorso un gruppo di amici si sono riuniti, NASA, Lockheed Martin, Boeing, Northrop Grumman e altri loro amici in quello che è stato il settimo “Workshop for Achievability and Sustainability of Human Exploration of Mars”.

Hanno evidenziato 85 aree in cui il programma Artemis beneficerebbe all’esplorazione umana su Marte, non grandi cose, ma 85 piccoli tasselli tecnologici, di conoscenza, o semplicemente di esperienza, per avere una miglior cognizione di problemi complessi.

Tra questi, ad esempio, la risposta del corpo umano a una gravità parziale (non 0g e non 1g), la risposta a problemi senza poter portare rifornimenti velocemente dalla Terra o senza poter tornare velocemente a Terra, l’esposizione prolungata ai raggi cosmici, e tanto altro ancora.

Il report completo è in questo PDF:

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Un messaggio è stato spostato in un nuovo argomento: Trovata fosfina nell’atmosfera di Venere

TBH parlando di Marte, faccio fatica a vedere cosa e perchè dovrebbe interessare ai militari. Idem per la Luna nel breve-medio termine, anche se effettivamente da qui a qualche decennio potrebbe diventare un posto decisamente più affollato, ed in tal caso vedo il senso di una presenza militare.
Marte invece… :roll_eyes:

Una lettura interessante su space.com riguardo ai requisiti e le sfide poste da una missione umana su Marte:

https://www.marsdaily.com/m/reports/How_to_get_people_from_Earth_to_Mars_and_safely_back_again_999.html

Io mi focalizzerei su due requisiti, o se vogliamo, su due milestone fondamentali:

  1. Il rifornimento in orbita prima e nello spazio profondo in seguito. Si dà per scontato che i trasferimenti alla Hohmann non sono praticabili per voli con equipaggio (e, a maggior ragione, quelli che includono un flyby di Venere)

  2. È necessario predisporre infrastrutture su Marte per consentire la permanenza umana (e il rientro a Terra!!). Compreso una stazione di produzione di carburante. Da ciò discende la necessità di far atterrare grossi carichi sulla superficie. Per soddisfarla mi sembra indispensabile il rifornimento in orbita, quindi le due milestone mi sembrano sequenziali

A me sembra che, pur non essendoci nulla di irrealizzabile in queste milestone, il 2033 sia una scadenza troppo ravvicinata per pensare realisticamente di farcela

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La fonte non è space.com, ma marsdaily.

Si tratta di due missioni diverse. Quella descritta nell’articolo parla di una missione di superficie, quella proposta dal congresso a inizio anno (e non riproposta nel bill di questa settimana mi pare, ma devo controllare) tratta di una missione orbitale su Marte.

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Hai ragione

Credo si sia parlato (di certo sul forum) anche di una missione su una delle lune di Marte o di un “semplice” flyby come alternativa ad una missione orbitale.
Musk ha varie volte dichiarato di voler andare direttamente sulla superfice (addirittura prima del 2033 !!)

Personalmente mi è sempre sembrato troppo rischiosa una missione di andata e ritorno con equipaggio “senza paracadute”.
Certo viveri e carburante possono essere “stoccati” in orbita o sulle lune (da utilizzare per “allegerire” l’astronave e/o come “scorte”), ma un rifugio sicuro dove attendere soccorso anche per lunghi periodi in caso di emergenze stile apollo 13 può essere predisposto solo sulla superficie.

Per cui (a parte le tempistiche !!!) mi sembra più ragionevole l’approccio di Musk per cui, prima di mandare degli uomini, faccio in modo che sulla superficie ci sia tutto l’occorrente per una permanenza anche lunga e per tornare a casa

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In questo articolo il 2033 diventa 2039 e vengono descritti pro e contro di due diversi approcci alla propulsione nucleare.

https://www.spacedaily.com/m/reports/Space_Nuclear_Propulsion_Technologies_central_to_future_of_Mars_Exploration_999.html

Una cosa che non è trattata è la possibilità di effettuare la parte più pericolosa dei test (compresi i lanci) dalla superficie della Luna, cosa che negli anni 30 potrebbe cominciare a diventare possibile…

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Poteva andare in vari thread, ma questo mi sembra il più adatto:

Da notare che non menziona la Starship come strumento per costruire una base robotica che prepari una missione umana …

Solo una dimenticanza ?