Non hai bisogno di un’astronave per coltivare “strani piccoli” ravanelli di Marte

Nella narrativa storica, gli astronomi guardano attraverso i telescopi, la saggezza ottica che scorre alla velocità della luce. Prendendo ciò che possono ottenere, ricevono passivamente informazioni su stelle e pianeti lontani. Queste cose sono fisse e i loro termini non possono essere modificati.

Ma non è così che funziona l’astronomia. Gli scienziati planetari e degli esopianeti, ad esempio, non solo aspettano che i dati arrivino a loro, ma costruiscono anche versioni in miniatura di altri luoghi utilizzando paesaggi geologici, cave e camere di simulazione sulla Terra. In questa simulazione, vedono, sentono e controllano mondi – o almeno metafore per loro – nel tentativo di decifrare parti dell’universo che probabilmente non visiterebbero mai.

Rendendo intoccabile il fisico e l’astratto, creano non solo similitudini, ma anche modi di visualizzare questi pianeti come luoghi reali.

“Attraverso la scienza, pensiamo sempre per confronto”, ha detto Pascal Lee dei Mars Institutes e SETI. “E così, c’è qualcosa di molto fondamentale nell’approccio all’uso degli analoghi”.

I loro metodi sono in linea con la tradizione scientifica che valorizza sia la ricerca di laboratorio che il contatto diretto con la natura.

“In realtà ha senso per gli scienziati planetari, i cui fenomeni sono stati rimossi nel tempo e nello spazio, pensare che la simulazione e la ripetizione sarebbero il modo in cui potrebbero studiare ciò che è lontano”, ha detto Lisa Missiri, antropologa della Yale University. Autore di The Status of Outer Space, “Perché è quello che la scienza ha fatto per centinaia di anni”.

La freccia più diretta tra questo mondo e oltre è “l’analogo terrestre”, che è una posizione fisica sulla Terra che assomiglia a qualche aspetto di un altro mondo, di solito la Luna o Marte. Questa connessione può assumere la forma di formazioni geologiche, come tubi di lava o dune di sabbia, oppure può essere un’intera regione di carattere lunare o marziano, come Deserto di Atacama in Cile O i vulcani delle Hawaii.

Il dottor Lee dirige il progetto Haughton-Mars, una struttura di ricerca analogica sull’isola di Devon, un avamposto arido e disabitato dell’Artico nel Nunavut, in Canada. “C’è una gamma incredibilmente ampia di caratteristiche che sono simili a ciò che vediamo sulla Luna e su Marte”, ha detto.

L’isola è perennemente fredda e secca, con burroni e canyon, e vanta un cratere largo 14 miglia con un effetto cosmico alle sue spalle. Ha all’incirca le stesse dimensioni del cratere Shackleton al polo sud della luna, dove la NASA prevede di inviare gli astronauti in questo decennio.

Durante dozzine di campagne sul campo, la Houghton Research Station ha fornito un luogo permanente in cui gli scienziati possono fingere di essere sulla Luna o su Marte, studiare geologia simile, testare attrezzature per missioni future e addestrare gli umani a partecipare.

“È un po’ un processo chiavi in ​​mano”, ha detto il dott. Lee, anche se ha notato che non è come Airbnb che chiunque può presentarsi e utilizzare. La struttura dell’habitat principale è presente in una serie di tende per geologia, astrobiologia, medicina, lavori amministrativi e di riparazione. C’è una serra a sé stante, mentre ATV e Humvee supportano i viaggi e simulano i veicoli itineranti.

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Il dottor Lee ha trascorso 23 estati consecutive presso la struttura mangiando sardine in scatola al freddo durante le gite di un giorno lontano dal campo principale. Ma nel 2020 e nel 2021, una pandemia lo ha costretto a saltare i suoi viaggi annuali in quel mondo ultraterreno sulla Terra. Mi mancano la semplicità e la solitudine.

“Quando sei lì, sei un devoniano”, ha detto il dottor Lee, proprio come l’astronauta solitario.

Ci sono momenti, però, in cui gli scienziati non hanno bisogno di prendere un isotopo: possono portarlo a casa sotto forma di simulazione o di una sostanza simile alla superficie della Luna o di Marte.

Marte, per esempio, è ricoperto di sabbia e polvere che insieme sono chiamate regolite. Rende difficile il viaggio e può anche bloccare i pannelli solari, intasare i filtri e raccogliere parti in movimento. Per determinare come i veicoli robotici, le fonti di energia e altri dispositivi resisteranno ai rigori del Pianeta Rosso, gli scienziati dovranno testarli contro qualcosa di simile prima di intraprendere il viaggio.

Ecco perché, nel 1997, la NASA ha sviluppato una sostanza polverosa chiamata JSC-Mars 1, basata sui dati delle missioni Viking e Pathfinder. È fatto da una sostanza trovata nel vulcano conico Pu’u Nene alle Hawaii. Lì, la lava è filtrata una volta nell’acqua, formando infine particelle ricche.

Successivamente gli scienziati della NASA hanno migliorato questo materiale, mentre preparavano la sonda Phoenix Mars, e hanno realizzato il Mars Mojave Simulant. Si ottiene dai depositi di lava della Formazione Vulcanica Saddleback nel deserto del Mojave in California.

Tuttavia, il processo di test non è infallibile: Phoenix ha raccolto campioni di terreno ghiacciato su Marte nel 2008 che erano anche “appiccicoso, nelle parole della NASA, per passare dallo scoop allo strumento di analisi. Un anno dopo, il carro conficcò l’anima nella sabbia per sempre. Il suo robot gemello, Opportunity, si è perso quando una tempesta di polvere ha coperto i suoi pannelli solari, un destino che ha anche ostacolato la nuova missione di InSight.

Oggi, le aziende private utilizzano i dati e le ricette della NASA per forniture di simulazione private. Questa versione “aggiungi al carrello” va a progetti di science fair, cemento esotico e terreno da giardinaggio ultraterreno. Mark Cusimano, fondatore di una di queste aziende, giardino di MarteIl suo hobby è coltivare il Triumph Garden del Pianeta Rosso usando il terreno a sella, dice. Dice che è soddisfacente coltivare “una strana piccola carota o ravanello”.

Weijer Walmink, un ecologista presso l’Università di Wageningen nei Paesi Bassi, ha portato questo lavoro ancora oltre con Progetto “Cibo per Marte e la Luna”Coltivazione di colture come piselli e patate. Attualmente sta lavorando su un intero sistema di allevamento, inclusi batteri, lombrichi ed escrementi umani. L’idea, ha detto il dottor Walmink, è “crescere con coraggio dove nessuna pianta è mai cresciuta prima”. Oggi Marte è sulla Terra. Domani, forse Marte stesso.

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L’imitazione delle regioni più esotiche del sistema solare richiede un certo sforzo, quindi gli scienziati spesso si rivolgono a camere di simulazione, essenzialmente provette in cui ricreano le condizioni di altri mondi. L’idea risale agli anni ’50, quando uno scienziato militare portato negli Stati Uniti dalla Germania nazista aprì la strada all’uso di camere a bassa pressione a volte chiamate “trattori di Marte” per vedere se la biologia potesse persistere nelle condizioni marziane.

Oggi, ricercatori come Tom Runčevski della Southern Methodist University di Dallas stanno cercando un posto diverso: Titano, una delle lune di Saturno, l’unico mondo del sistema solare diverso dalla Terra che attualmente ha corpi liquidi stazionari sulla sua superficie.

“Parlo sempre personalmente di quanto sia aggressivo e terrificante Titano”, ha detto il dottor Runčevski. Laghi e mari nuotano con l’etano. Nevica benzina, piove metano. Ma se guardi attraverso la nebbia, vedrai gli anelli di Saturno.

Sebbene la sonda spaziale europea Huygens sia tornata in superficie con il paracadute nel 2005, la notevole faida di Titano, nel complesso, è difficile da immaginare da un pianeta ospitale come questo. “Titan è uno scienziato”, afferma il dott. Runčevski. “È molto difficile studiare un mondo dalla Terra.”

Ma ci prova, avendo inventato nel suo laboratorio quello che lui chiama “un titano in un barattolo”.

Non vedrai gli anelli di Saturno da sotto il trattore del dottor Runčevski. Ma imparerai a conoscere i composti organici e i cristalli che occupano le loro lune più famose. All’interno dei barattoli – provette, onestamente – il dottor Runčevski metterà una o due gocce d’acqua, quindi la congelerà per imitare una versione minuscola del cuore di un Titano. A questo aggiungerà qualche goccia di etano, che immediatamente condenserà, formando piccoli laghi lunari. Successivamente, aggiungerà altri composti organici di interesse, come acetonitrile o benzene. Quindi, aspirerà aria e imposterà la temperatura su Titano, circa meno 292 gradi Fahrenheit.

La NASA prevede di tornare su Titano, lanciando un quadrirotore nucleare chiamato Dragonfly nel 2027. Osservando i cristalli e le strutture che si formano nei suoi barattoli, il Dr. Runefsky spera di aiutare gli scienziati a spiegare cosa vedranno quando l’esploratore robotico arriverà nel 2034. ” Non possiamo”, ha detto. Invia un intero laboratorio”, quindi devono fare affidamento in parte sui laboratori terrestri.

In un laboratorio della Johns Hopkins University, Sarah Hurst lavora in modo simile a quello della NASA e del Dr. Runčevski, inclusa la simulazione di Titano. Ma le sue provette si estendono anche alla simulazione di ipotetici esopianeti o mondi in orbita attorno a stelle lontane.

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Il Dr. Horst inizialmente ha evitato gli esopianeti, perché le specifiche sono scarse. Ricordi di aver pensato “Sono viziato dal sistema solare”. Ma un collega l’ha convinta a iniziare a simulare bayesiano mondi. “Abbiamo messo insieme questa matrice di potenziali pianeti”, ha detto. Le sue atmosfere fantastiche sono dominate da idrogeno e anidride carbonica o acqua, con temperature che vanno da 300 gradi Fahrenheit a 980 gradi Fahrenheit.

Le loro provette iniziano con i componenti principali che possono costituire l’atmosfera, impostati a una certa temperatura. Fai scorrere questa miscela in una camera delle dimensioni di una bottiglia di soda e la esponi all’energia – luce ultravioletta o elettroni dal plasma – che scompone le particelle elementari. “Girano nella stanza per creare nuove molecole e anche alcune di queste nuove molecole si rompono”, ha detto il dott. Horst. Questo ciclo viene ripetuto fino all’interruzione dell’alimentazione. A volte, questo processo produce particelle solide: nebbia di un altro mondo.

Rilevare potenziali esopianeti produttori di smog potrebbe aiutare gli scienziati a puntare i telescopi verso corpi celesti che possono effettivamente osservare. Inoltre, la nebbia influisce sulla temperatura superficiale di un pianeta, facendo la differenza tra l’acqua liquida e il ghiaccio o l’evaporazione, e può schermare la superficie dai fotoni ad alta energia, entrambi i quali influiscono sull’abitabilità del pianeta. L’atmosfera può anche fornire i mattoni per la vita e l’energia, o non farlo.

Sebbene inizialmente riluttante, la dottoressa Horst si affeziona ai suoi pianeti laboratorio. Si sentono familiari, anche se sono immaginari. Di solito può dire che tipo di esperimento sta succedendo quando entra in ufficio, perché diversi plasmi emettono colori diversi. “Oh, dovremmo fare Titan oggi”, ha detto, “perché è un po’ viola” o “stiamo facendo questo particolare esopianeta, ed è un po’ blu”.

Rispetto ai paesaggi dell’isola di Devon, a una manciata di simulazioni di regolite o persino a una luna in provetta, i pianeti del laboratorio del Dr. Horst mancano di fisico. Non rappresentano un mondo specifico. non prende forma. Sono solo un’atmosfera eterea, senza terreno su cui stare. Ma ha senso: più un astronomo vuole distogliere lo sguardo dalla Terra, più misteriose diventano le sue creazioni. “Penso che il fatto che la simulazione degli esopianeti sia più astratta sia un chiaro promemoria del fatto che questi non sono posti in cui puoi andare”, ha affermato il dott. Messiri.

Tuttavia, la dottoressa Horst ricorda i giorni in cui il suo laboratorio simulava pianeti in fiamme: allora la stanza riscaldava un intero angolo della stanza. Questo piccolo mondo, che esattamente non esiste da nessun’altra parte, riscalda questo mondo.

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About the Author: Jemma Romani

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