Mi stavo giusto domandando perchè ancora oggi non sia possibile vivere nello spazio.
Mi spiego, sarebbe così difficile con le attuali tecnologie, trasportare un “edificio orbitante” nell’orbita geostazionaria terrestre, provvisto di più o meno ampi spazi per l’equipaggio e serre per la produzione di ossigeno naturale e illimitato?
Quest’interrogativo diventa ancora più forte ora che si parla di costruire delle basi lunari sulla superficie della luna appunto.
Nonostante tutto, si continuano a vedere astronauti spesso confinati in piccoli spazi galleggiando in stazioni spaziali “pericolanti” in cui la vita non è decisamente facile…
Scusate l’ingenuità del discorso ma non riesco a trovare motivi di impedimento veramente validi alla VITA (con la V maiuscola) nello spazio
Io non lo vedo come discorso ingenuo, anzi. Diciamo che dal punto di vista tecnologico, ci siamo quasi.
Tieni presente che fare una serra sulla terra, dove hai comunque scambio di risorse (aria, acqua, fertilizzanti) con l’esterno è una cosa, farla nello spazio (quindi a ciclo completamente chiuso) è tutt’altro. Ci sono vari studi in proposito che vanno avanti (e alcuni che purtroppo sono fermi da anni senza un vero motivo ), ma nessuno è ancora arrivato a livello di sviluppo sufficiente per lo spazio. Credo che tra qualche anno ci arriveremo…
In ogni caso, tieni presente che raggiungere un ciclo chiuso al 100% è realisticamente impossibile, e quindi una certa dipendenza dalla terra ci sarà sempre, anche se ridotta.
Al di là di questo, la tecnologia non basta… missioni del genere hanno costi elevatissimi, che devono essere giustificati politicamente… ci sono fin troppe cose nel mondo che già si potrebbero avere dal punto di vista tecnologico ma che per altri motivi non vengono applicate
esaminiamo la serra che è il punto cruciale della questione vita:
le piante hanno necessariamente bisogno di:
-acqua
-aria (O2; CO2)
-luce
-terra (e sostanze in essa)
TERRA:
Grazie all’invenzione del vaso, il problema terra lo abbiamo risolto tranne per le sostanze nutritive in essa presenti che le piante consumano impoverendo la terra. dato che per me questa è una scienza a tutto campo, ho fatto un po’ di ricerche in internet sui concimi e fertilizzanti utilizzati in campo agricolo. Escludo la possibilità della costruzione di un laboratorio per la produzione di fertilizzanti chimici di sintesi a gravità zero per motivi pratici oltre che per la meno dispendiosa possibilità di rifornire la “base spaziale” di fertilizzanti provenienti dalla Terra. Per risolvere la questione del tenere in vita le piante all’interno della serra senza dover dipendere dalla Terra per il rifornimento delle sostanze nutritizie, sarebbe da considerarsi l’idea che anche noi uomini (futuri abitatori della base) produciamo escrementi ricchi di sostanze nutritive per il rinnovamento delle terre di coltura. Per ovvi motivi di igene, le piante coltivate saranno adibite alla sola produzione di ossigeno.
LUCE:
Essendo la Base ancorata all’orbita geostazionaria terrestre, subisce l’effetto del giorno e della notte esattamente come sulla terra, anzi, la luce del sole arriva in quantità maggiore e comunque è possibile utilizzare delle lampade a UV per incrementare la produzione di ossigeno aumentando il periodo di fase luminosa della fotosintesi clorofiliana.
ARIA:
Facile intuire che la presenza umana comporta produzione di anidride carbonica tramite la respirazione, inoltre, essa viene prodotta dalle stesse piante per via della respirazione cellulare. L’ossigeno sarà comunque fornito in supporto alle piante da serbatoi appositi (anche per le emergenze). Inoltre, la fotosintesi clorofiliana (E+h20+co2=>c6h12o6+o2) oltre alla produzione di ossigeno, contribuisce all’indispensabile smaltimento dell’anidride carbonica nociva per l’uomo.
ACQUA:
Per l’acqua è semplice, basta esaminare il ciclo dell’acqua all’interno dell’atmosfera terrestre che costituisce anch’essa un sistema chiuso esattamente come la nostra “base spaziale” isolata dall’esterno. L’acqua inizialmente fornita viene poi trasformata in vapore acqueo e basta un semplice deumidificatore (condizionatore) per raccogliere quest’acqua dispersa nel nostro microclima e restituirlo all’impianto di idratazione (NB: l’acqua così riciclata è acqua distillata, ovvero priva di sali minerali e nociva in se per la pianta ma, il mescolamento di tale acqua con i sali minerali e le sostanze nutritive del concime fornito al terreno rende tale acqua utile per la vita della pianta).
La Terra è un sistema chiuso, è un “avamposto umano” nello spazio, la “base spaziale” si propone di essere in parte una piccola Terra (molto semplicemente)
Scusami, non ho terminato la risposta, direi che per la giustificazione politica dei costi, è facilmente superabile tramite il solo impatto al livello dell’opinione pubblica che una tale impresa avrebbe, poi se si deve scendere a compromessi e utilizzare tale base a scopi militari, allora e meglio restare coi piedi per terra per chi i piedi c’e li ha ancora… comunque questo è un problema che spetta risolvere ai politici…
Non per “rompere le uova nel paniere”, ma tutto quello che hai citato sopra è già stato fatto e con direi ottimi risultati sulla ISS e sui precedenti avamposti, la necessità di ossigeno e acqua è oggi molto bassa, il riutilizzo è molto alto, l’ossigeno viene prodotto per elettrolisi dall’acqua, la CO2 è rimossa tramite i filtri, l’acqua viene riciclata in continuazione da urine, umidità, docce… non siamo molto distanti da quello che hai in mente, è probabilmente tutto il resto che “costa” molto trasportare, vestiti, attrezzature, propellente, strutture…
Beh, in realtà questo non è tanto vero. Si conosce molto bene quello che è il fisico-chimico, ma quello che riguarda le piante ha ancora bisogno di un bel po’ di studio e di sviluppo…
Certo, intendevo considerare quelle risorse dal punto di vista “supporto vitale”, visti i risultati fino ad ora ottenuti non è così indispensabile pensare alle piante per chiudere il ciclo di utilizzazione delle altre risorse sopra citate.
Questo non toglie nulla alla comunque necessaria ricerca sullo sviluppo di piante e organismi in ambiente spaziale.
io so che comunque tramite elettrolisi si può produrre solo una quantità limitata di ossigeno e comunque sarebbe complicato rendere vivibile un ambiente “vasto” in cui possano lavorare e vivere diverse persone.
Naturalmente c’è da mettere in conto la necessità di un ricambio del personale a bordo e insieme al nuovo personale è possibile trasportare il necessario per l’approvigionamento della struttura.
Fin ora, attraverso i filtri e l’elettrolisi infatti non si è mai potuto realizzare un ambiente abitabile da più persone, inoltre, la presenza delle serre sarebbe un punto a favore dell’indipendenza della stazione spaziale dalla Terra e troverebbe ancora applicazioni nella costruzione di basi lunari e magari un futuro, su altri pianeti del sistema solare
Non capisco cosa vuoi dire… oggi sulla ISS tutto l’ossigeno necessario è prodotto (tranne che per contingenze temporanee) per elettrolisi dall’acqua attraverso l’Elektron e l’OGS e l’anidride carbonica è rimossa con i filtri o con il nuovo ARS…
Ti stai dimenticando un pezzo… i cicli da chiudere sono tre: i gas, i liquidi e i solidi. Finchè qualche chimico non mi trova il modo di sintetizzare proteine/vitamine/etc. l’unico modo di produrre cibo resta la biologia, ovvero piante/microrganismi/animali. Discorso simile vale per il recupero dei rifiuti, in cui è quasi indispensabile l’uso di bioreattori.
@Fermio: con il fisico chimico si riesce a chiudere quasi completamente il ciclo di aria e acqua. Dico “quasi” perchè per l’acqua ci si ferma al 95% di efficienza. In più se parte dell’acqua si deve usare per produrre ossigeno con l’elettrolisi allora l’apertura del ciclo è maggiore.
Il passo successivo è la produzione di acqua da mandare all’OGA (oxygen gen. assembly) attraverso un ciclo, tipo il sabatier, che ricicla la CO2 prodotta dall’uomo.
E qui di nuovo torniamo al cibo/rifiuti, perchè in tutto il ciclo Sabatier alla fine avanza del Carbonio, di cui non sappiamo che fare. A meno di usarlo per concimare le piante…
Ci sono studi interessanti sull’associazione di colture idroponiche (o aeroponiche) all’itticoltura di pesci erbivori come il gurami gigante o il pesce gatto. I pesci mangerebbero i rifiuti della lavorazione dei ceraeli e dei legumi e le loro deiezioni fertilizzerebbero l’acqua per le colture. In questi sistemi a ciclo chiuso, l’acqua verrebbe quasi completamente riciclata e avrebbe bisogno solo di piccoli rabbocchi e la CO2 sarebbe fissata dalle piante. In alternativa ai pesci, possono essere usati cerali e leguminose, visto che queste ultime possono fissare l’azoto atmosferico e quindi gli scarti della loro lavorazione possono fertilizzare efficacemente le colture dei cereali.
Credo però che le piante, per svilupparsi correttamente debbano avere un minimo di gravità, quindi il nostro habitat dovrebbe ruotare su se stesso per avere una certa forza centrifuga.
Vi è poi il problema delle radiazioni: visto che l’orbita geostazioaria cade proprio nele fasce di Van Allen, il nostro mini habitat deve essere ben schermato, quindi richiederebbe molta massa. Forse sarebbe meglio abbassare l’orbita a 5-600 km in modo da lasciarlo nella protezione del campo magnetico terrestre e prevenire il decadimento dovuto all’attrito con dei razzi ionici.
Ma fose, date le recenti scoperte, sarebbe più pratico ed economico costruire la nostra serra sulla Luna, utilizzando materiali locali e l’acqua dei crateri polari. I picchi polari, detti anche picchi di luce eterna, sono sempre esposti al sole e sarebbero un’ottimo supporto per le matrici di pannelli fotovoltaici, che fornirebbero energia alla nostra piccola base. Per la schermatura dai raggi cosmici e la protezione dei meteoriti, si potrebbero anche utilizzare i tunnel lavici recentemente scoperti, che potrebbero essere consolidati e ampliati, con una tecnologia non molto dissimile da quella usata per la costruzione delle stazioni delle metropolitane. La regolite lunare, inoltre, è ricca di ossigeno che diventerebbe l’atmosfera della base.
Quindi Acqua, ossigeno, energia, materie prime in abbondanza e persino dei tunnel preesistenti per l’alloggio. Potenzialmente, una colonia lunare una volta avviata potrebbe col tempo diventare indipendente dalla Terra, cosa che difficilmente potrebbe fare una colonia orbitante. L’unico problema ancora irrisolto è quello riproduttivo: premesso che gli embrioni per crescere hanno bisogno della forza di gravità, necessaria per orientare la migrazione cellulare, non sappiamo ancora se gli 1.6 m/s2 della Luna sono sufficienti per un corretto sviluppo degli embrioni umani.
Tornanto all’inizio, le motivazioni sono prettamente politiche. Chi ha già letto altre mie saprà che questo per mè è quasi un chiodo fisso, però è la realtà. Al di là delle nostre conoscenze specifiche sugli ambianti spaziali che migliorano con il passare del tempo, realizzare una vera colonia, perché è di questo che si parla, no?, comunque questo pone problemi politici non indifferenti. Occorrono grandi risorse economiche per la progettazione, realizzazione, lancio, assemblaggio, messa in opera e manutenzione. Chi ce li mette i soldi? I governi. Dove li pescano i soldi? Dalle tasse. Chi paga le tasse? In Italia quei quattro fessi che non possono nasconderli, Pardon… il cittadino, quello che elegge i politici che possono dare il via alla colonia, se vengono eletti. Non è la NASA o l’ESA i cui direttori domani si svegliano e dicono: oggi si fa la colonia spaziale. Magari…
Se negli anni '60 gli USA inviavano le missioni Apollo sulla Luna lo facevano con il consenso dell’opinione pubblica, che dopo l’Apollo 11 e distratta dalla guerra del Vietnam, non le importava più nulla della Luna. In URSS invece era diverso. Una dittatura militare che faceva quello che voleva, infatti tutta la cosmonautica sovietica era militare, non dimentichiamolo mai. Non ci fu MAI una NASA sovietica.
Allora, vogliamo una colonia spaziale? Bene, la prossima volta andiamo a qualche incontro con i nosti politici, chiediamo lquali sono le loro intenzioni nei confronti dell’astronautica in generale e cosa sono disponibili a fare. Perchè sono loro che dispongono come impiegare le risorse di uno stato. E se c’è un’opinione bubblica indirizzata verso lo spazio, ci si dirigeranno pure loro, ma se nessuno fa pesare la cosa, la nostra colonia spaziale resta un sogno per ragazzini romantici ed ingenui. Pur evendo una notevole importanza.
Fin tanto che non si promuoverà un movimento, anche ideologico, volto verso lo spazio e l’uso delle sue immense risorse, l’astronautiche e le sue possibilità resteranno sempre a margine della società, un di più in mano solo ai menager dei grandi colossi industriali che quando sono in crisi attivano i politici perchè diano loro quattrini per relaizzare un razzetto, una capsuletta o una stazioncina. Quel tanto che basta.
Ho esagerato, ma credo che si sia capito, spero.
L’utilizzo degli animali comporta con sè delle complicazioni non indifferenti per il sistema. Non a caso tutti i programmi di sviluppo di un certo livello non usano animali, ma solo piante e microrganismi. Tieni presente che esistono batteri per ogni scopo, dal produrre ossigeno al riciclare rifiuti fino a essere buoni come cibo.
Questo non è vero. In assenza di gravità le piante crescono eccome. Si sviluppano certo in maniera molto diversa che con la gravità (diciamo che il fusto ligneo rimane molto ridotto), ma noi non vogliamo coltivare alberi. Alla fine le colture idro/aeroponiche per utilizzo spaziale si riferiscono a lattuga, ponmodori, fagioli, etc.
Certo, ma senza le piante resterebbe molto aperto
Di studi sul breakeven point per il passaggio da rigenerativo fisico chimico a biorigenerativo ce ne sono un po’, e con risultati variabili. In generale comunque usare piante/bioreattori comincia a diventare conveniente in termini di massa per missioni oltre i 5-6 anni. Se parliamo di basi permanenti il vantaggio è immenso.
Effettivamente gli animali non sarebbero adatti a una stazione spaziale, ma a un insediamento più grande come una base lunare fissa o in un habitat tipo Island One, dove si potrebbe ottenere la chiusura completa del ciclo.
Rimane comunque il fatto che pure ottenendo un ciclo completamente chiuso, bisognerà sempre viaggiare dalla base a Terra per il ricambio dell’equipaggio che altrimenti, restando un periodo di tempo troppo lungo a gravità zero, incorrerebbe in gravi rischi per la salute.
(a meno di produrre una forza di gravità artificiale)
Mi scuso se ho postato senza la necessaria informazione sui sistemi di produzione dell’ossigeno tramite elettrolisi ma ritengo comunque come penso anche BUZZ che l’introduzione di forme di vita vegetali sia un notevole passo avanti che deve essere fatto per la costruzione di un habitat terrestre al di fuori dell’atmosfera terrestre. I problemi relativi allo smaltimento dei rifiuti o alla produzione di sostanze utili, possono essere superate con l’utilizzo di microrganismi e batteri e aggiungo anche che i recenti sviluppi della ricerca sulle cellule staminali potrebbero dare la possibilità di creare in laboratorio determinati organismi utili (dato che grazie alle cellule staminali è oggi possibile la creazione di cellule sessuali umane).
Oltre alla questione politica, un’altro impedimento è probabilmente la tale vastità di soluzioni possibili ad ogni problema elencato…
Direi che la procreazione (per i problemi che l’assenza di gravità comporta alla salute) sia fuori discussione nello spazio almeno finchè non venga prodotta una gravità artificiale (il che è qualcosa di possibile in diversi modi, primo fra tutti attraverso la rotazione della base che svilupperebbe della forza centrifuga o tramite compressione iperbarica ma sono tutti modelli di difficile realizzazione e che comporterebbero ulteriori problematiche)… Poi nessuno vieta all’equipaggio di “divertirsi” a gravità zero illuminati dalla luce riflessa della Terra…
Sulla gravità artificiale ci sono novità interessanti: mentre prima si pensava che velocità di rotazione superiori ai 3 rpm fossero insopportabili per un equipaggio. Uno studio recente ha invece dimostrato che anche valori di 10 rpm possono essere ben tollerati a patto di aumentare gradualmente la velocità di rotazione, in modo che gli astronauti imparino a muoversi in modo tale da minimizzare le accelerazioni di Coriolis
Per generare una gravità di un “g” a 10 rmp basterebbe una centrifuga di appena 9 metri di raggio, che potrebbe essere facilmente installata in una piccola stazione spaziale o in una nave diretta su Marte.
Resta comuqnue aperto il problema delle radiazioni: se difenderci dai protoni da 2-300 MeV dei flare solari è relativamente facile, basta uno spessore di acqua di 5 cm/m2; la scermatura dai protoni da 2 GeV dei raggi cosmici di origine galattica richiederbbe invece spessori dell’ordine di 3 m/m2 concepibili solo psu una base lunare fissa o su un habitat spaziale di grandi dimensioni, ma non certo su una nave spaziale…
), ma nessuno è ancora arrivato a livello di sviluppo sufficiente per lo spazio. Credo che tra qualche anno ci arriveremo…