L'uomo su Mercurio

Il primo passo è stato il "primo uomo nello spazio", realizzato nel 1961 dal sovietico Yuri Gagarin...

Il secondo passo è stato il "primo uomo sulla Luna", realizzato nel 1969 dallo statunitense Neil Armstrong...

Il terzo passo sarà il "primo uomo su Marte" ? Di solito si dice così, ma io propongo un'alternativa...

Perchè non puntare su Mercurio? Certo Marte si trova un po' più vicino in quanto dista dal Sole circa 1,5 U.A., mentre Mercurio dista dalla nostra stella 0,4 U.A.. Considerando che la Terra è a 1 U.A. abbiamo che mentre Marte dista da noi 0,5 U.A., Mercurio dista 0,6 U.A....

Tuttavia non bisogna dimenticare che la difficoltà principale non è la distanza! Infatti una sonda che volesse raggiungere direttamente Marte impiegherebbe dai 4,5 mesi agli 8,5 mesi, a seconda di quanto carburante si vuole risparmiare.

Il problema è che Marte gira intorno al Sole ad una velocità che è circa la metà di quella della Terra; di conseguenza la Terra e Marte sono come due atleti che corrono intorno ad uno stadio e la Terra "doppia" Marte circa ogni 26 mesi. Di conseguenza, dopo essere arrivati su Marte, bisogna aspettare la nuova "coincidenza" per iniziare il viaggio di ritorno. In questa maniera una missione su Marte durerebbe circa 3 anni!

Invece Mercurio gira intorno al Sole con una velocità circa quadrupla rispetto alla Terra, e quindi le "coincidenze" avvengono circa ogni 3 mesi. Fatto un rapido conto "a spanne" per andare e tornare da Mercurio dovrebbe bastare 1 anno...

Certo, c'è il problema delle radiazioni, ma se si limita nel tempo il soggiorno degli astronautici su Mercurio e li si dota di tute pressurizzate schermate con sottili lastre di piombo (complice la bassa gravità non dovrebbe essere improponibile come soluzione), non dovrebbero esserci problemi insormontabili.

Cosa ne pensate?

C'è un problema di meccanica orbitale.
Arrivare su Mercurio è molto più complicato di quanto possa sembrare parlando della sola distanza.
Trovandosi così vicino al Sole e ben dentro il suo pozzo gravitazionale, serve una enorme quantità di energia per "pareggiare" la sua velocità partendo dalla Terra. Di fatto, se mi ricordo bene i numeri, un trasferimento hohmann (diretto) da Terra a Mercurio richiede più energia di quanta ne serva per uscire dal Sistema Solare! Ecco perché Mercurio è stato esplorato solo due volte in quarant'anni, anche se è così vicino.
L'unico modo è usare una traiettoria di fionda usando uno o più assist gravitazionali di Venere (e magari dello stesso Mercurio) per correggere la velocità. Servono un paio di "giri" attorno al Sole sen non di più... è una traiettoria un po' complicata per un veicolo manned che debba supportare degli astronauti...
Allo stato attuale è estremamente complicato anche solo pensare a un lander automatico... il delta-V necessario è proibitivo.

Ah comunque contro le radiazioni solari la protezione migliore in rapporto al peso è l'acqua. Oppure rifugiarsi nel sottosuolo una volta in superficie. Peraltro Mercurio a differenza di Marte ha un campo magnetico che in qualche modo lo protegge, quindi il problema è più che altro nel viaggio.

matt 76 ha scritto:

... e li si dota di tute pressurizzate schermate con sottili lastre di piombo (complice la bassa gravità non dovrebbe essere improponibile come soluzione) ...

Fidati; è improponibile, detto da uno che con i raggi X e i camici piombati ci lavora.

Come si calcola la grandezza del pozzo gravitazionale di un corpo celeste?

So bene che la forza di gravità si fa sentire fino all'infinito, decrescendo con il quadrato della distanza; tuttavia se si dice che Mercurio è dentro il pozzo gravitazionale solare e non si dice la stessa cosa della Terra, evidentemente c'è qualche limite convenzionale per individuare tale pozzo... Quale?

Grazie.

P.S.: esistono i camici piombati??!! Come sono fatti?

Beato te, che evidentemnte non hai mai fatto una lastra...

Perdonate l'insistenza, ma manca la risposta al quesito fondamentale: quanto è grande il pozzo gravitazionale del Sole e come è definito?

Grazie.

Il quesito fondamentale era: è conveniente una missione umana su Mercurio?
La risposta è: no.

matt 76 ha scritto:

se si dice che Mercurio è dentro il pozzo gravitazionale solare e non si dice la stessa cosa della Terra, evidentemente c'è qualche limite convenzionale per individuare tale pozzo... Quale?

Non ho detto questo; se la Terra non fosse a sua volta nel pozzo gravitazionale del Sole, vagherebbe nel cosmo come un pianeta vagabondo. Ho detto che Mercurio è "ben dentro" per dire che è molto vicino al Sole, quindi si deve muovere molto velocemente proprio perché il pozzo è profondo (avendo il Sole grande massa).

Ho guardato qualche numero: serve più delta V per una hohmann + inserzione orbitale per Mercurio che per Nettuno... e più del triplo che per Marte. Non abbiamo nessun razzo che possa mandare un veicolo manned a tali velocità. L'unica è una luuuuunga traiettoria di sponda gravitazionale usando Venere. Guarda le circumnavigazioni che ha dovuto fare la sonda MESSENGER. Non le ha fatte per sfizio ma perché erano necessarie. Moltiplicale per due per il rientro. Infattibile con uomini a bordo.

Grazie Andrew, risposta esaustiva...

Poichè l'argomento rischierebbe di essere esaurito, tento un rilancio: e per quanto riguarda il "primo uomo su Venere"?

Specifico due aspetti della domanda.

1) Dal punto di vista teorico (cioè al netto delle condizioni impossibili sulla superficie), sarebbe facile mandare l'uomo su Venere? Più facile che su Marte?

2) Sarà mai possibile in futuro sviluppare una tecnologia tale da permettere all'uomo di sbarcare su Venere? Insomma inventare una tuta spaziale che anche per pochi minuti riesca a far resistere l'astronauta al suo interno a:
A) quasi 500 gradi centigradi (più che sufficienti a far fondere il piombo;
B) un atmosfera ricchissima di acido solforico;
C) una pressione di circa 90 bar.

Sarebbero sufficienti pochi minuti per raccogliere qualche campione e rientrare nel Lander, e, dopo un paio di queste uscite, ripartire verso la navicella spaziale in orbita intorno al pianeta?

Qualcuno ci ha mai pensato seriamente?

Grazie, saluti.

Venere è più facile da raggiungere rispetto a Marte (anche se la differenza non è elevata). Non a caso è stato il primo pianeta ad essere raggiunto da sonde automatiche.

Il problema come ben dici è il clima: spendere miliardi di dollari per mandare un uomo per cinque minuti a prendere un sasso sarebbe un'impresa piuttosto inutile. Meglio allora i lander automatici. Il record di resistenza sulla superficie di un lander è di due ore. Molte volte sono andati in pezzi ancora mentre stavano appesi ai paracadute. Tu la rischieresti la vita di un uomo?

Non sono un particolare "fan" di Marte, ma il pianeta rosso rimane la destinazione più fattibile per un'impresa umana. Fermo restando che io sono per il "Moon first": la Luna è a portata di mano e credo che sia più logico tornare lì prima di investire tutto per Marte.

Per rinfrescare la memoria sul trasferimento (simulato) Terra->Mercurio
https://orbiteritalia.forumotion.com/t2774p15-risolto-per-mercurio-si-deve-fare-benzina#40632

Ricordo solo che l'XR-2 usato in quelle procedure è un mezzo dalle prestazioni del tutto irrealistiche rispetto alla tecnologia attuale e del prossimo futuro...

Penso che il vantaggio principale nel mandare l'uomo su Venere stia nel fatto che questo pianeta ha un periodo di rivoluzione di 242 giorni contro i 687 di Marte.  

Di conseguenza la "velocità angolare" di Venere è molto più simile a quella della terra, quindi le "coincidenze" (cioè i periodi di opposizione rispetto al Sole) sono abbastanza lunghi (considerando come periodo di opposizione un certo arco di ellisse intorno al punto di opposizione vero e proprio).  

Forse potremmo immaginare che una navicella spaziale con equipaggio umano possa partire poco prima dell'opposizione, arrivare in occasione dell'opposizione e ripartire subito dopo, senza aspettare la successiva "concidenza" (cioè la successiva opposizione).  

Considerando che uno dei maggiori ostacoli alla discesa dell'uomo su Marte è la durata eccessiva della missione (con tutto ciò che ne comporta in termini di radiazioni assorbite, decalcificazione delle ossa dovuta all'assenza di gravità, aumento delle possibilità che qualunque cosa vada storta, ecc...), con Venere si avrebbe un bel vantaggio...  

Cosa ne pensate?

Ecco come viene rappresentato l'atterraggio su Venere (io non ci andrei... ) dall'unica (non ricordo altre) serie tv di qualche anno fa..naturalmente poi cancellata a metà stagione...

...solo piccoli stralci di 2 episodi...
VINCE un fantastico viaggio su Venere..chi indovina il titolo della serie!!!

Vinto!
https://it.wikipedia.org/wiki/Defying_Gravity_-_Le_galassie_del_cuore

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Una caratteristica di Venere (ma non solo) che mi ha molto affascinato quando l'ho scoperta è che la sua lentissima rotazione rende impossibile stabilire un'orbita stazionaria.

Ripley ha scritto:

Vinto!
https://it.wikipedia.org/wiki/Defying_Gravity_-_Le_galassie_del_cuore.

....secchione!...

Interessante il video, penso che sia l'ultima puntata...

Ma cosa ne pensate del ragionamento del mio ultimo post?

Dal punto di vista della meccanica di volo, un atterraggio su Venere ha per conto mio due soli vantaggi:

Primo, un'orbita vicina alla Terra, con finestre di trasferimento frequenti e a bassa energia

Secondo, una atmosfera densa che rende superfluo un retrorazzo per la discesa.

I vantaggi si fermano qui

Poi se vogliamo tenere in considerazione obiettivi scientifici, sono certo molti e tutti da scoprire, ma devono essere raccolti in un tempo relativamente breve prima che la sonda fonda letteralmente!

Ricordo un documentario vecchissimo che vidi da poco più che bambino, il quale raccontava la missione Pioneer Venus. Ricordo che la finestra di uno strumento era stata tagliata da un diamante costosissimo, l'unico in grado a sopportare le condizioni estreme di Venere.. quella sonda resistette una ventina di minuti e fu l'unica delle 5 che furono inviate sulla superficie a sopravvivere..

A dirla tutta le sonde atmosferiche della Pioneer Venus non erano neppure progettate per sopravvivere all'atterraggio... dovevano raccogliere dati solo durante la discesa. La sopravvivenza di quella sonda fu una sorpresa (non era neanche dotata di paracadute: l'atmosfera è così densa che nell'ultimo pezzo di discesa neanche serve...) ma ciò dimostra quanto ostile sia Venere. Ci avevano rinunciato in partenza a fare un lander per la superficie!!!

L'idea di costruire un lander manned per una missione umana credo sia da scartare con le tecnologie attuali.

Peraltro questo lander dovrebbe essere fortemente "corazzato" (e quindi pesantissimo). Le Venera russe, le uniche che in qualche modo hanno combinato davvero qualcosa sulla superficie, erano costruite come dei batiscafi per il fondo oceanico! Non voglio pensare al peso di un veicolo del genere, pantografato alle dimensioni necessarie per accogliere un uomo! Per non parlare del rischio!
E c'è un ulteriore aspetto. E' vero che non serve propellente per la discesa... ma ne serve un CASINO per la risalita! Molto più di quello che serve sulla Terra per collocare in orbita una capsula!

Questo perché la gravità è quasi come quella terrestre e l'atmosfera è così densa che oppone una resistenza inaudita all'avanzamento! Io credo che serva qualcosa come un Saturn V

Dunque, sintetizzando, i problemi principali sono 3:

- temperatura di 500 °C;
- acido solforico nell'atmosfera;
- pressione di 90 bar.

Forse i rimedi ci sono...

Per quanto riguarda la temperatura può venirci incontro la lenta rotazione di Venere intorno al suo asse. Su Venere il dì e la notte durano un'eternità. Di conseguenza se la faccia esposta al Sole si arroventa a più non posso, l'altra si rinfresca per parecchio tempo. Inoltre non bisogna dimenticare che anche Venere ha le stagioni, anche se meno marcate di quelle terrestri. Di conseguenza se la temperatura massima sulla superficie è di circa 480 °C, la temperatura minima (cioè d'inverno, ai poli e di notte) dovrebbe essere molto più bassa, anche se comunque elevata. Può darsi che si possa inventare una tuta spaziale di grande spessore (magari eventualmente con un tubo collegato al Lander che invia liquido di raffreddamento) che resista a quella temperatura per abbastanza tempo per permettere un'escursione umana soddisfaciente a livello scientifico...

Per quanto riguarda l'anitrite solforica io so che sulla Terra viene venduta in barattoli di vetro, quindi materiali che le resistono abbastanza a lungo esistono...

Per quanto riguarda la pressione basterebbe usare come tuta spaziale uno scafandro di quelli che si usano per andare sott'acqua...

Cosa ne pensate?

Il peso! Il peso è un concetto FONDAMENTALE se vuoi andare nello spazio. Per portare su Venere gli aggeggi che tu dici e che possano resistere all'atmosfera presente su quel pianeta credo non basterebbe la potenza di 2 o 3 Saturn V tutti assieme. Figurati che attualmente il più potente razzo dovrebbe essere il Delta IV che porta in orbita all'incirca 1/5 del Saturn V ...

Perdonami Pete Conrad, ma dimenticavo un particolare...

Io ragiono sempre nell'ottica che dopo la fine della Stazione Spaziale Internazionale verrà costruito una sorta di "Cantiere Spaziale Internazionale", nel quale verranno assemblati i pezzi delle future navicelle spaziali... Pezzi che saranno spediti nell'orbita bassa uno alla volta con i vari razzi del futuro...

Cosa ne pensate?

matt 76 ha scritto:

Per quanto riguarda la temperatura può venirci incontro la lenta rotazione di Venere intorno al suo asse. Su Venere il dì e la notte durano un'eternità. Di conseguenza se la faccia esposta al Sole si arroventa a più non posso, l'altra si rinfresca per parecchio tempo.

No,
su Venere la temperatura è esattamente uguale di giorno e di notte, all'equatore e ai poli. L'atmosfera fa da vettore per ridistribuire il calore su tutto il globo.

Citazione :

Inoltre non bisogna dimenticare che anche Venere ha le stagioni, anche se meno marcate di quelle terrestri. Di conseguenza se la temperatura massima sulla superficie è di circa 480 °C, la temperatura minima (cioè d'inverno, ai poli e di notte) dovrebbe essere molto più bassa, anche se comunque elevata.

Irrilevante...
l'asse di rotazione di Venere è pochissimo inclinato, quindi praticamente non ha stagioni.
E poi vale il punto precedente.

Citazione :

Per quanto riguarda la pressione basterebbe usare come tuta spaziale uno scafandro di quelli che si usano per andare sott'acqua...

Peso, peso e ancora peso.
Il problema peso, ma soprattutto il problema pressione atmosferica, e quindi resistenza aerodinamica durante la risalita, comporta che, una volta sceso su Venere, non risali PIU'. A meno di assemblare un vettore di potenza COLOSSALE sulla superficie venusiana...

Ho fatto la prova: ho preso un nostro razzo di quelli con capacità di portare una capsula in orbita terrestre, l'ho piazzato su Venere e l'ho lanciato. Non è riuscito a superare gli 8000 metri di quota.

Ok, allora è ufficiale: dopo "l'uomo nello spazio" e "l'uomo sulla Luna" il terzo passo sarà "l'uomo su Marte"!

Concordate all'unanimità?