A pesca di rifiuti spaziali

Un’immagine (un po’ melodrammatica) dei detriti spaziali che circondano la Terra. Credit: NASA

Vecchi satelliti, pezzi di razzi usati: l’orbita terrestre è una mezza discarica di rifiuti velocissimi, che minacciano di danneggiare la Stazione Spaziale Internazionale o satelliti utili. Per questo, quando ho letto che la JAXA (la NASA giapponese) ha lanciato un esperimento per pulire un po’ di questi detriti spaziali usando una corda elettrodinamica, ho pensato “Fico. Ma che cacchio è una corda elettrodinamica? Cos’è che vogliono fare?”

Dopo un po’ di ricerche, ho trovato che il principio alla base di tutto è molto semplice: quando delle particelle cariche si muovono in un campo magnetico, sentono una forza che le spinge lateralmente rispetto al loro movimento.

In questo caso, una corda metallica orbita la Terra, puntando dritta verso l’esterno. I suoi elettroni, quindi, viaggiano attraverso il campo magnetico terrestre, che li spinge di lato, accumulandoli da un lato, e creando così un voltaggio tra gli estremi della corda.

Qui viene la parte geniale: ad un capo è attaccato un aggeggio che succhia elettroni dall’ambiente circostante, all’altro uno che li risputa fuori. In questo modo, una corrente scorre attraverso la corda, seguendo il voltaggio.

La corda elettrodinamica attaccata ad un pezzo di spazzatura spaziale: come si muove, e dove spingono le forze. Credit: dailykos.com

Siccome—ripetete con me—gli elettroni in movimento in un campo magnetico sentono una spinta laterale, e la corrente sono elettroni in movimento, ora è tutta la corda che sente una spinta che la frena.

Perché deve frenarla? Perché altrimenti avremmo una macchina del moto perpetuo. E “in questa casa rispettiamo le leggi della termodinamica”, quindi non succede (e comunque i conti tornano).

JAXA vuole testare il funzionamento pratico della corda. Se tutto va bene, il piano è lanciarne di più grandi da attaccare a detriti spaziali per frenarli e farli cadere dalle loro orbite.

In futuro, satelliti e razzi potrebbero partire con corde elettrodinamiche già montate a bordo, per evitare che diventino spazzatura spaziale. Queste corde sono abbastanza leggere e non richiedono carburante, perciò sarebbero un’ottima soluzione per eliminarli a fine missione.

Ma le corde elettrodinamiche possono anche fare da acceleratore. Basta creare una corrente in direzione opposta (per cui, però, serve pescare energia da qualche parte) e la forza dal campo magnetico spingerà in avanti. Per esempio c’è un progetto per usarle per accelerare e mantenere in orbita la Stazione Spaziale Internazionale (che, pian piano, perde quota, come tutto), alimentandole con surplus di elettricità creati dai pannelli solari.

Per saperne di più
  • L’affollamento di rifiuti spaziali è un problema, ma è meno drammatico di quel che sembra da alcune immagini. E qualcuno vorrebbe addirittura lasciarlo là, come ha raccontato 99% invisible
  • La missione di JAXA’s non finiva qui. DailyKos ha messo assieme una descrizione più completa
  • L’interazione tra magneti, cariche, correnti e movimento, in fondo, ha anche a che fare con la relatività, come spiega questo video di Veritasium e Minutephysics

 

Foto copertina: CC0 Lorri Lang/pixabay

Di cosa sa lo spazio?

Lo sniffoscopio in azione. Credit: futurama.wikia.com

Cosa sentiremmo se avessimo lo sniffoscopio di Futurama? Nella serie dicono che Giove odora di fragola, e fortunatamente ci risparmiano di sapere di cosa sappia Urano (o Uretto, come lo chiameremo dal 2620). Seriamente, però, che odore ha lo spazio?

Breve parentesi: gli odori sono fatti da molecole, a volte molto complicate, che fluttuano nell’aria fino a raggiungere il nostro naso. Lì ci sono recettori specializzati nel riconoscere queste molecole e trasmettere segnali elettrici al cervello. La vera magia è come il cervello trasforma i segnali elettrici nella percezione dell’odore, e in sensazioni, sentimenti e ricordi che proviamo quando lo sentiamo.

Ok, chiusa parentesi. Però, come fa notare Cubert in un altro episodio: “Gli odori sono fatti di particelle che non possono attraversare il vuoto dello spazio”, e, purtroppo ha ragione. Lo spazio, di per sé, non ha odore.

Ma non vuol dire che non ci siano odori da sentire quando siamo nello spazio!

Il Comandante Chris Hadfield racconta che, in orbita, non si sentono molti odori perché la mancanza di peso fa sì che astronauti e cosmonauti abbiano praticamente sempre il naso tappato.

Nonostante questo, dice, alcuni raccontano di sentire odore di bistecca bruciata o polvere da sparo a volte, specialmente nella camera stagna al rientro dalle passeggiate spaziali. Alcuni altri raccontano di un odore metallico ma piacevole, simile a fumi di saldatura o ozono bruciato (qualunque cosa significhi). Un’ipotesi è che alcune particelle rimangono nella camera stagna quando viene chiusa oppure si attaccano alle tute spaziali.

Non è da escludere che le intense radiazioni solari generino qualche molecola inusuale per i nostri nasi terrestri (tipo azoto o singoli atomi di ossigeno). Il nostro cervello, un po’ confuso, prova ad associarli alla cosa più simile che trova. A quanto pare, quella cosa è fumi di saldatura.

Con sei persone sempre a bordo, poi, la Stazione Spaziale Internazionale potrebbe sviluppare ogni genere di odore. A bordo, però c’è un complesso sistema di condizionamento che lascia un odore relativamente sterile, che Hadfield descrive nel suo libro:

Pulito, come un laboratorio ordinato, con una nota di macchinari. Nel settore russo c’era anche qualcos’altro, una sottile traccia collosa, come odore di falegnameria.

 

Foto copertina: Enjoy the day, CC-BY-NC-ND Henti Smith, via Flickr. Some rights reserved.

Basi lunari!

Marte è, senza dubbio, il prossimo grande obiettivo dell’esplorazione spaziale. Però è davvero lontanissimo, per arrivarci e riuscire a tornare serviranno delle basi là. Questo potrebbe essere un problema: siamo sicuri di saperle costruire? Ed è davvero una buona idea iniziare a farlo su Marte? Perché non piantare le tende sulla Luna prima?

Come mi ha detto Emily Lakdawalla della Planetary Society:

La Luna è il primo obiettivo naturale dell’esplorazione esplorazione oltre la Terra. Presenta molte delle sfide di operare nello spazio profondo, ma non tutte. Sarebbe saggio che nazioni che vogliono iniziare ad avventurarsi oltre la Terra inizino con missioni per la Luna.

Anche se non se ne sente parlare spesso, in realtà più o meno tutti ci stanno lavorando. C’è anche un grosso progetto condiviso tra la NASA, l’agenzia europea ESA e la russa Roscosmos per una base che sostituirebbe progressivamente la Stazione Spaziale Internazionale (ISS).

Costruire una base sulla Luna, per certi versi, è anche più facile che costruire una stazione orbitante. Anzitutto, una base starebbe su una superficie invece che fluttuare in orbita; poi si potrebbe costruirla e rifornirla usando alcuni materiali raccolti sul posto, soprattutto acqua. Poi si possono usare tutta l’esperienza e tutte le tecnologie già sviluppate per la ISS.

Un’interpretazione artistica di come potrebbe essere una base sulla Luna. Credit: NASA

Alcune idee sono… diciamo futuristiche, tipo stampare la base in 3D direttamente là usando robot prima ancora che arrivino gli astronauti. Altre, invece, le stiamo già mettendo in pratica: l’azienda Orbital ATK ha presentato un progetto congiunto con la NASA per una base orbitante per il supporto alle operazioni sulla superficie; sulla ISS hanno provato (con qualche problema iniziale, poi risolto) BEAM, una capsula simile ad una tenda gonfiabile.

A proposito di gonfiabili: sicuri che Marte sia il posto migliore da colonizzare? Sembrerà incredibile, ma Venere potrebbe essere un candidato migliore (anche se meno probabile). Ok, la superficie di Venere è micidiale, ma l’atmosfera è relativamente ospitale, con temperature e pressioni simili a quelle della Terra. Un progetto NASA propone di abitare su dei dirigibili: dei palloni pieni di aria terrestre galleggerebbero nella pesante atmosfera di Venere come palloncini, e starebbero proprio nella zona più ospitale dell’atmosfera.

Insomma, potremmo avere, prima dei campi di patate di Mark Watney, la Città delle Nuvole di Lando Calrissian?

 

Foto copertina: CC0 Wikilmages, via pixabay.com