La fisica dell'acqua calda nelle Esplorazioni Planetarie


    Negli anni 80 andavo alla scuola elementare e mi sono appassionato all'astronomia leggendo i fascicoli di una raccolta Fabbri.

    Successivamente mi è stato regalato "il grande libro dell' Astronomia" ed ho potuto affinare la mia passione imparandolo quasi a memoria tanto che alle scuole medie (ed anche al liceo...) le lezioni invece dei professori le tenevo io.

    Sicuramente le maggiori responsabili della nascita di questa passione sono state quelle grandi e belle immagini extraterrestri di mondi lontanti... pianeti e lune lontane milioni di chilometri che proprio in quegli anni venivano esplorate dalle allora sofisticatissime nuove sonde automatiche.

    Se apro le pagine di quel libro, scritto negli anni '80, e mi metto a leggere una descrizione sommaria di un pianeta a caso, ad esempio Marte, risulterà possibile estrapolare quanto segue:


    "Nel 1965 il Mariner4 sorvolò Marte da una altezza di 10000 Km di distanza producendo le prime immagini ad alta risoluzione del pianeta rosso; successivamente nel 1971 la sonda russa Mars3 inviò sul suolo marziano un modulo che trasmise dati per 20 secondi; successivamente la sonda Mariner9 si immise in orbita per 2 anni attorno al pianeta rosso inviando innumerevoli immagini.

    Dalle immagini della sonda Mariner9 si individuarono profonde valli ad andamento tortuoso che richiamavano la forma dei letti di fiumi prosciugati. Questo fece pensare che su marte in passato fosse esistita acqua allo stato liquido. Questa scoperta alimentava le speranze di trovare forme vi vita (eventualmente fossili) sulla superficie del pianeta rosso. Vennero quindi mandate le sonde-robot Viking 1 e 2 che atterrate sul suolo marziano nel 1976 eseguirono alcuni esperimenti di carattere biologico.

    I risultati di questi esperimenti furono negativi in merito alla possibilità dell'esistenza di forme di vita nel luogo in cui le due sonde atterrarono, ma nonostante le condizioni atmosferiche non fossero ideali al proliferare della vita, nel sottosulo non si escludeva la possibilità della presenza di acqua allo stato liquido e quindi anche di vita anaerobica nelle profondità del sottosuolo.

    Il diametro di Marte è di 6787Km con una massa 1/10 di quella terrestre e la sua atmosfera è composta da anidride carbonica al 95% con il restante 5% di altri gas tra cui anche l' ossigeno (0.5%); la pressione al suolo è di 6millibar e le temperature medie sono paragonabili a quelle che si hanno sulla Terra nelle lunghe notti polari.

    Le condizioni climatiche marziane sono tali da rendere impossibile la presenza di acqua allo stato liquido: questa però è presente nel sottosuolo sotto forma di ghiaccio (che crea un tipo di permafrost simile a quello delle regioni terrestri circumpolari) e nelle due calotte polari del pianeta.

    Inoltre le due calotte sono anche rivestite di uno strato di ghiaccio secco che rappresenta una crosta di anidride carbonica solidificata.

    Milioni di anni fa però il clima marziano doveva essere molto simile a quello terrestre, dove l'acqua liquida è presente in superficie a formare fiumi e laghi; si pensa infatti che le grandi valli fluviali viste dal Mariner si siano formate proprio in quel periodo."

    Curioso pensare che dagli anni '70 al 2007 niente o quasi è cambiato di questa visione; lo stesso discorso può essere fatto a grandi linee per tutti gli altri pianeti del sistema solare (eccezion fatta per Urano e Nettuno esplorati per la prima volta solo nella seconda metà degli anni '80 dalla sonda Voyager2).

    [inline: 1= Immagine - 1 - veduta marziana ripresa dalla sonda Wiking] Immagine - 1 - veduta marziana ripresa effettuata dalla sonda americana Viking prima di cominciare gli esperimenti biologici.

    Eppure ci sono state decine (forse centinaia) di missioni aventi mete diverse, alcune a basso costo, altre più ingenti e sofisticate (per quei tempi), ma i risultati scientifici apportati alla comunità scientifica sono stati sempre minimi: niente di realmente nuovo è stato scoperto in questi ultimi 30 anni.

    Da quando le gloriose sonde Mariner, Viking, Pioneer e Voyager hanno solcato gli spazi interplanetari al fine di esplorare per la prima volta tutti i pianeti del sistema solare, l' esplorazione interplanetaria mondiale stà vivendo un devastante periodo di magra.

    Nonostante continuino a proliferare decine e decine di missioni spaziali dedicate a questo o quel pianeta con questo o quello strumento, i contenuti scientifici di tali missioni stanno inesorabilmente scemando nel nulla!

    Di quando in quando si ravviva l'interesse nell'opinione pubblica per questo o quel pianeta, l'asteroide che colpirà o potrebbe colpire la Terra (vedere l'articolo "Apophis & ELE" uscito su questa rivista), la vita extragalattica, le passeggiate ed i turismo spaziale, nonché gli esperimenti sulla proliferazione dei fagioli a gravità zero.

    La questione diviene drammatica se al calo dei contenuti scientifici delle missioni spaziali si accomuna la grave crisi, che la ricerca mondiale (di cui quella italiana segna il fanalino di coda) stà vivendo oramai da anni.

    Un puro ricercatore, che fa scienza, spesso non ha ne i mezzi materiali (computers, postazioni di lavoro, ecc...), ne i mezzi economici per portare avanti delle nobilissime ricerche, che da sole potrebbero rivoluzionare la nostra intera concezione del mondo.

    Di fatto la pura ricerca (quella da premio nobel per intenderci), viene penalizzata enormemente dalla carenza di fondi, che sono fagocitati dalla ricerca fittizzia delle missioni spaziali (quella da premio ignobel per intenderci).

    Ogni missione spaziale per quanto definita "a basso costo" impegna innumerevoli risorse economiche delle quali comunque ne usufruiscono solo pochi baronetti ed ingegneri assieme ai loro teams, che così facendo affossano sempre di più la ricerca mondiale.

    Nessuno scienziato sano di mente potrebbe mai dedicare miliardi e miliardi di dollari (euro) per studiare il punto di ebollizione di una massa d'acqua calda (l'acqua calda è già stata scoperta!!!); eppure le missioni interplanetarie continuano, nonostante già dagli anni '80 della fisica inter-planetaria si sapeva già tutto o quasi.

    Già dal 1989 si è potuto dare un volto all'ultimo pianeta del sistema solare tramite il fly-by della sonda voyager2 con Nettuno; nonostante non ve ne fosse più il bisogno vi sono state altre decine e decine di missioni interplanetarie (alcune neanche mai decollate o inglobate in altre missioni), la cui massima espressione scientifica è stata la cartografia del suolo o la scoperta di qualche nuovo planetismo e/o anello, l'analisi più accurata delle atmosfere planetarie ed una sterminata galleria di immagini, che non verra mai totalmente esaminata.

    [inline: 2= Immagine - 2 - Immagine ripresa dal Voyager2 durante il fly-by con Nettuno] Immagine - 2 - Immagine ripresa dal Voyager2 durante il fly-by con Nettuno si intravede la falce del pianeta e della sua maggior luna Tritone.

    In ultima analisi sapere che Marte, Giove o Saturno contiene un 2% in più o meno di idrogeno/anidride carbonica nella composizione atmosferica giustifica una spesa di decine di miliardi di dollari/euro? Nella fisica e nell'astrofisica galattica-extragalattica ogni 3-4 anni avviene solitamente una qualche rivoluzione in una o più teorie, che descrivono il mondo; questo avviene periodicamente nella fisica galattica, in quella extragalattica, negli AGNs nell'astrofisica delle alte energie, nelle prove dell'esistenza/studio dei buchi neri e della cosmologia in generale.

    Invece la fisica planetaria sta vivendo una stasi che dura ormai da 30 anni; ma del resto che tipo di rivoluzioni ci possono essere nello studio di rocce o giganti gassosi orbitanti?

    Oltre ad uno sforzo di monitoraggio continuo, che altro di nuovo vi può essere nell'esplorazione interplanetaria con le moderne tecnologie e senza l'aiuto del capitano kirk e del signor spock con la loro astronave Enterprise?

    Con il ritorno alla normale vita operativa dello Shuttle statunitense, sono ripartiti di fatto quegli inutili esperimenti "a gravità zero", che funzionano per l'opinione pubblica come uno specchietto per le allodole.

    Le major hollywoodiane aiutano spesso queste ricerche perché ogni volta che esce un "armageddon" o un "mission to mars" o qualsiasi altro remake tipo "la guerra dei mondi", queste missioni respirano una nuova aria ed un nuovo interesse grazie a giornali e riviste scandalistiche, che cavalcano l'onda della fantascienza, troppo spesso confondendola con della facile scienza propagandistica.

    Oramai sono anni che la comunità internazionale è pressoché sicura che l'uomo non sia mai sbarcato sulla Luna (sicuramente non negli anni '70), ma vi abbia presumibilmente solo girato attorno con le missioni Apollo; il tutto si inquadrerebbe come una enorme truffa perpetuata ai danni dell'umanità in clima guerra fredda per avere il predominio dello spazio (della Luna) in diretta competizione con l' unione sovietica.

    Nonostante le prove inconfutabili (vedere sitografia) di questo, i nostalgici di E.T. rispondono con questa frase: "I believe!", ma è indubbio che con le nostre attuali conoscenze e risorse tecnologiche riusciamo a malapena a fare qualche orbita attorno alla Terra e questo con il più sofisticato mezzo di trasporto che l'umanità abbia mai conosciuto (lo Shuttle); figuriamoci negli anni 60-70 con delle grosse lavatrici chiamate Apollo.

    Il punto è che tutto questo parlare di spazio ed esplorazioni serve comunque sempre: ogni lancio portato a buon fine ha due facciate; da un lato il lancio di satelliti per telecomunicazioni (business) e monitoraggio terrestri (GPS), esperimenti più o meno numerosi di valenza scientifica nulla e da un lato il lancio top-secret di qualche ultra sofisticato satellite o nuova tecnologia militare.

    E' proprio questo il punto. Qualsivoglia agenzia spaziale, dalla NASA, ESA, ASI a quella Indiana o Giapponese o Cinese, è stretta figlia dei militari, spesso finanziata in toto ed a volte anche diretta da loro. Proprio qualche settimana fa sono stato all' ESA per un corso ed ho assistito a due eventi svolti nell' aula limitrofa alla nostra: un concorso per qualche alta carica militare e la presentazione di un nuovo satellite militare alla quale erano stati invitati tutti alti funzionari militari internazionali.

    Quindi la campagna propagandistica per aggiudicarsi i fondi per un satellite-strumento viene fatta ad hoc per invogliare l'opinione pubblica/scientifica sulla necessità (spesso inesistente) di fare quella missione e nel frattempo si sviluppa tecnologia militare (brevetti alla mano) finanziata dai governi sotto le mentite spoglie della ricerca interplanetaria.

    Ogni tanto compare sulle pagine dei giornali una nuova "scoperta" effettuata da questa o quell'altra sonda (scoperte spesso smentite in trafiletti microscopici sugli stessi giornali); ma tutto fa buon brodo poiché anche una scoperta smentita ravviva l'interesse e fa "vendere meglio il prodotto"; il problema di fondo è che nelle missioni interplanetarie non esiste il "soddisfatti o rimborsati" e visto che siamo noi contribuenti a pagare con le tasse i governi che finanziano queste ricerche militari, perché nessuno ci chiede che fine vogliamo far fare ai nostri soldi? Veramente vogliamo studiare come si evolvono e crescono dei fagioli a gravità nulla?

    Con questo non vogliamo svilire chi lavora da anni cercando di fare il meglio ed ottenere il massimo traguardo scientifico con i mezzi a disposizione, ma accanto a queste persone ve ne sono altrettante, che sviluppano missioni per strumenti scientifici rivoluzionari che vengono spediti in orbita e che producon decine di pubblicazioni specialistiche ogni qual volta rivolgono lo sguardo su un qualche oggetto di interesse (vedere HST, Spitzer, Chandra XMM, Planck, Agile, ecc...); anche queste ricerche sono strette figlie dello sviluppo tecnologico militare, ma l' apporto alla comunità scientifica internazionale è indubbio ed imponente.

    Facciamo un esempio: l'ultima notizia apparsa (o che apparirà presto sui giornali) è la presunta scoperta di acqua liquida su Marte; scoperta fatta da alcune foto scattate con una risoluzione "di un km"dalla sonda Mars Global surveyor, che, in orbita attorno al pianeta rosso dal 1999, rivelano una recente colata (strisciata bianca) sulla sommità del dirupo di un cratere marziano.

    [inline: 3= Immagine - 3 - Due immagini a confronto della colata sospetta] Immagine - 3 - Due immagini a confronto della colata sospetta sul dirupo del cratere ad impatto riprese dal Mars Global Surveyor.

    Il problema è che una tale strisciata può essere causata da centinaia di cause (per esempio una frana, causata da uno smottamento, un evento sismico, una colata piroclastica), ma tutti danno per scontato che si tratti comunque di acqua liquida (sgorgata da non si sa dove). Secondo questi scienziati quindi Marte è un pianeta idrologicamente attivo.

    L'idea di Michael Malin, capo progetto della missione, è che al di sotto della superficie marziana vi sia uno strato che favorisce il movimento orizzontale dell'acqua verso le scarpate; li dove lo strato orizzontale viene tagliato dal muro delle scarpate l'acqua fuoriesce, ma, a causa della bassa pressione atmosferica, essa evapora velocemente raffreddando le rocce circostanti.

    Queste rocce raffreddate tendono a congelare l'ulteriore acqua in uscita creando letteralmente un tappo di acqua ghiacciata. Quindi secondo Malin la pressione dell'acqua finirebbe periodicamente per rompere questo tappo di ghiaccio provocando un breve getto di acqua e fango.

    Non ci dilunghiamo sulle considerazioni di carattere scientifico di questa interpretazione; ci limitiamo a dire che tutto fa buon brodo quando sulle pagine dei giornali un titolo recita "acqua su marte"... ed allora congratuliamoci con gli scienziati, che hanno costruito un satellite di decine di miliardi di dollari per potere avere la notizia che su marte "forse" c'è acqua liquida, risultato esattamente identico a quello che si sapeva già 37 anni fa prima ancora che le sonde Viking approdassero sul suolo marziano.

    Sitografia

    Official Mariner Web Site http://www.astrofilitrentini.it/tnp/spacecraft.html

    Official Voyager Web Site http://voyager.jpl.nasa.gov

    Official Viking Web Site http://www.nasa.gov/viking

    Official Global Mars Surveyor Web Site http://mars.jpl.nasa.gov/mgs/

    Official Michael Malin Home Page http://www.msss.com/biographies/malin/

    Mars Exploration Home Page http://mpfwww.jpl.nasa.gov/

    La Luna in breve http://www.attivissimo.net/antibufala/luna/luna_in_sintesi.htm

    e

    http://www.astrofilitrentini.it/notiz/not15/luna.html



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