Anno accademico 2017-18 Astronomia - Lezione 6 : Luna e Marte, le nostre prossime case.

La Terra vista
                                          dalla Luna.
             Anno accademico              Attraverso il
                                             Lunar

                 2017-18                Reconnaissance
                                         Orbiter (LRO)
                                         della NASA .
               Astronomia
  Lezione 6°: Luna e Marte, le nostre prossime
                     case.
                       .
                Docente: Luigi Borghi
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L’atmosfera di Marte

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Diametro equat. 6800 km
Periodo orbitale   687 giorni
Periodo di rotazione 1 giorno
Semiasse                    227 Mil km
Densità media      3,93 × 103 kg/m³
Acceleraz. di gravità 3,7 m/s²
Temp.media         -60 °c
Inclinazione assiale        25°
Atmosfera: 96% CO2; 3% Azoto (N2)
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Pressione                   0,01 bar

Mountain plateau Mars' Gale Crater

Panorama di Curiosity.
https://www.facebook.com/cbcnews/videos/10154228586364604/?pnref=story

Il monte (vulcano) Olimpo
08/05/2018         Altezza 25 Km         5

Il polo nord
                   Il polo nord di Marte

Facciamo un giro su Marte (filmato)        6

Deimos è il minore dei due satelliti
   (Si allontanerà da Marte)
                        Dimensioni              15 x 12 x 10 km
                        Periodo di rotazione    sincrona
                        Densità media           2,2 × 103 kg/m³
                        Acceleraz. di gravità   0.0039 m/s²
                        Temp.media              -40 °c

                                                                  7

Fobos ripreso dal Mars Reconnaissance
              (Si schianterà su Marte)
                                         Dimensioni              26 x 21 x 18 km
                                         Periodo di rotazione    sincrona
                                         Densità media           1,9 × 103 kg/m³
                                         Acceleraz. di gravità   0.0084 m/s²
                                         Temp.media              -40 °c

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L’esplorazione di Marte: La traiettoria.
               I Robots Spirit, Opportunity,
                   Phoenix e Curiosity

Andare
  su
Marte
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L’ambiente di Marte
• Marte orbita attorno al Sole ad
una distanza media di circa 228
milioni di km
•La sua distanza dalla Terra
all'opposizione può oscillare fra
circa 100 e circa 56 milioni di km.
  I transiti della Terra da Marte (davanti al sole) si ripetono
  secondo un ciclo di 284 anni, sempre in maggio o in novembre.
  Il ciclo corrisponde approssimativamente a 151 orbite
  marziane, 284 orbite terrestri, o 133 volte il periodo sinodico
  Terra-Marte.
  Il periodo di rivoluzione del pianeta è pari a 686,979 giorni
  terrestri.
  Marte ha una massa pari ad appena l'11% di quella terrestre; il
  suo raggio equatoriale misura 3392,8 km.
  L'atmosfera marziana si compone principalmente di biossido di
  carbonio (95%), azoto (2,7%), argon (1,6%), vapore acqueo,
  ossigeno e ossido di carbonio.
  La pressione atmosferica media è di 7 millibar.               10

Evidenza di fuoriuscita di acqua da un burrone marziano

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Vista dell'interno del
cratere Endurance
                         Heat Shield Rock, il
                         primo meteorite mai
                         scoperto su un altro
                         corpo celeste

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Presenza di ghiaccio
              sotto alla Phoenix;
                   1/6/2008.
               InSight in viaggio
08/05/2018
                  verso Marte 13

Generatore
termoelettrico
(effetto Seebeck) a
radioisotopi
     (RTG)

Il volo di Curiosity

Terraformazione di Marte
E’ un ipotetico processo artificiale atto a rendere abitabile per l'uomo un
pianeta (o una luna), intervenendo sulla sua atmosfera - creandola o
modificandone la composizione chimica - in modo da renderla simile a
quella della Terra ed in grado di sostenere un ecosistema. La
terraformazione è molto al di là delle possibilità della tecnologia odierna
e gli studi su di essa sono per ora speculativi ed in ogni caso richiederebbe
secoli di tempo o addirittura millenni.
Un esempio di progetto per la terraformazione di Marte prevede di liberare
grandi quantità di gas serra nell'atmosfera del pianeta, innalzandone la
temperatura. Questo causerebbe la sublimazione di anidride carbonica
dalle calotte polari, aumentando ancora l'effetto serra e facendo
sciogliere eventuale ghiaccio presente nel sottosuolo marziano, che
non fonde mai in quanto lì la temperatura è sempre molto sotto lo zero.
Creerebbe grandi distese di acqua, che rimarrebbe liquida nelle stagioni
estive o intermedie. Ciò porterebbe Marte ad avere un clima più simile a
quello terrestre e un'atmosfera più densa, a base di anidride carbonica.
Infine si importerebbero sul pianeta delle piante che arricchiscano di
ossigeno l'atmosfera tramite la fotosintesi.

Fase 1

Fase
 2

Fase
 3

Fase
 4

Filmato
Terra formazione

Luna o Marte
  (o 2030)

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L’Uomo su Marte
    Molte persone, da Wernher von Braun in poi, hanno
    visto una missione umana su Marte come il successivo
    passaggio logico del programma di missioni umane dopo
    l'esplorazione della Luna. I sostenitori di queste missioni
    argomentano la loro teoria attraverso la superiore
    capacità esplorativa di un essere umano rispetto ad
    un robot, che ripagherebbe delle maggiori spese.
    A causa della distanza tra Terra e Marte, la missione
    sarà molto più rischiosa e più costosa di quelle che
    portarono l'uomo sulla Luna.
    Dovranno essere preparate scorte e carburante per
    un viaggio di 2 anni e il veicolo spaziale, oltre che la
    base su Marte, dovrà possedere degli scudi per
    proteggere dalla radiazione solare.

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Marte 2030-:-40

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Space Launch System, della NASA: Block 1B

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Carico pagante 70t   130t
                        28

3900 t

         29

Il programma della SpaceX
Per riuscire ad arrivare su Marte, nella vision di Elon, quattro sono gli
  elementi fondamentali da raggiungere, eccoli:
  Il più importante di tutti è la completa riusabilità del veicolo
  spaziale, difficile da ottenere, ma fondamentale area di ricerca
  spaziale.
  Segue la necessità di rifornirsi di propellente in orbita Terrestre
  prima di iniziare il viaggio. Per SpaceX questa capacità elimina la
  necessità di avere un 3° stadio nel razzo vettore contribuendo così
  a ridurre ulteriormente i costi di sistema.
  Il 3° punto è maturare la capacità di produrre il propellente per il
  viaggio di ritorno direttamente sulla superficie di Marte, la cui
  atmosfera è composta al 99% di anidride carbonica.
  L'ultimo punto è avere il giusto propellente, quello che consenta
  di massimizzare le performance del veicolo spaziale e che nel
  contempo sia facilmente producibile e gestibile (tipicamente
  idrogeno e ossigeno).
                                                                      30

Carico utile    Carico utile
150 t           130 t

Spinta 5300 t     Spinta 3900 t
Massa 4.400 t     Massa 3.000 t

Il BFR ("Big Falcon Rocket“) della SpaceX

              https://youtu.be/UAkmP00QPJg
                                             32

33

356
            tonnellate

Con quali
 motori            34

Con quali motori?

                    35

Strategia (filmato)

                      36

37

38

https://youtu.be/6-JDUPVdE4c
                               39

40