CASE SU MARTE cap.2 : Dalla Malesia un interessante proposta utilizzando bambù nato su Marte.

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Aggiornato il 12/01/2021

CASE DI BAMBU' SU MARTE

Warith Zaki e Amir Amzar hanno immaginato di utilizzare il bambù coltivato e raccolto su Marte per costruire la prima colonia sul pianeta rosso.

Chiamato Seed of Life, il design concettuale della colonia comprende una serie di strutture tessute in bambù da robot autonomi.

I designer malesi Zaki e Amzar hanno progettato la proposta per dimostrare che potrebbero esserci modi alternativi di costruire su Marte che non si basano sulla spedizione di materiale dalla terra o sulla stampa 3D.

"Dopo aver svolto molte ricerche sulla colonizzazione di Marte, ci siamo resi conto che metà delle idee sarebbero andate a distribuire materiali completamente sintetici prodotti sulla terra per costruire rifugi, mentre l'altra metà riguardava l'utilizzo della regolite disponibile localmente", hanno detto Zaki e Amzar.

"Abbiamo cercato di trovare qualcosa di intermedio, un equilibrio tra materiale naturale proveniente dalla terra e tecnologia avanzata".

Per creare gli edifici, Zaki e Amzar immaginano di coltivare bambù su Marte e di utilizzare il materiale per costruire le strutture.

"La civiltà umana deve ancora costruire qualcosa su qualsiasi altro pianeta al di fuori della Terra. Questo fatto da solo apre infinite possibilità di ciò che potrebbe o dovrebbe essere utilizzato", hanno spiegato i progettisti.

"Certo, la stampa 3D sembra essere una proposta fattibile, ma con migliaia di anni di esperienza e tecniche nella costruzione di rifugi, perché non dovremmo attingere anche ad altre alternative?"

Ogni capsula modulare nella colonia sarebbe stata costruita per un periodo di sei anni, con gli esploratori che atterravano e localizzavano il ghiaccio ghiacciato sotterraneo da utilizzare come fonte d'acqua nella prima fase dello sviluppo.

Dopo che l'acqua è stata localizzata, un habitat ETFE a dispiegamento automatico contenente germogli di bambù verrebbe inviato al pianeta. Un trapano penetrerebbe nel ghiaccio sotterraneo per fornire acqua al bambù, che verrebbe coltivato all'interno della struttura ETFE.

Quando il bambù sarà completamente cresciuto, dopo circa tre anni, verrà rimosso dalla camera di crescita, tagliato e intrecciato attorno alla struttura in ETFE dai robot.

Finalmente. il bambù sarebbe stato pompato con acqua, che si sarebbe congelata nel clima marziano per fornire un altro strato di protezione per la colonia.

( Le strutture prevedono anche un generatore di campo magnetico in modo che serva da scudo ).

Zaki e Amzar hanno scelto di utilizzare il bambù poiché aumenterebbe rapidamente di massa su Marte, riducendo drasticamente la necessità di inviare grandi volumi nello spazio. La pianta a crescita rapida ha anche una lunga storia di utilizzo come materiale da costruzione.

"Gli esseri umani hanno imparato le tecniche nella costruzione di ripari con bambù o legno per migliaia di anni", hanno detto i progettisti. "Il bambù da solo potrebbe non funzionare nelle condizioni climatiche estreme su Marte, ma con una combinazione di tecnologia e altri materiali ci sarebbero possibilità".

Sebbene Seed of Life sia solo una proposta, i progettisti sperano che incoraggi altri a considerare l'utilizzo di materiali e tecniche di costruzione alternativi per la colonizzazione dello spazio.

"È pensato per stimolare la riflessione, per portare discussioni su altri materiali e modi impensabili per colonizzare il pianeta rosso", hanno spiegato Zaki e Amzar. "Anche se non si potrebbe fare a meno di credere che ci sia un certo grado di praticità".

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A cura di INSA-MARTE.

MARTE: IL CRATERE TERBY, E LE TRACCE DEL SUO PASSATO. by Andreotti Roberto, INSA-MARTE.

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Aggiornato il 20/12/2020

IL CRATERE TERBY

Introduzione:

La telecamera stereo ad alta risoluzione (HRSC) a bordo del Mars Express dell'ESA ha restituito scene sorprendenti del cratere Terby su Marte. La regione è di grande interesse scientifico in quanto contiene informazioni sul ruolo dell'acqua nella storia del pianeta.

( I dati dell'immagine sono stati ottenuti il ​​13 aprile 2007 durante l'orbita 4199, con una risoluzione al suolo di circa 13 m / pixel. Il Sole illumina la scena da ovest [dall'alto nell'immagine] ).

Descrizione:

Il cratere Terby si trova a circa 27° sud e 74° est, all'estremità settentrionale del bacino di impatto Hellas Planitia nell'emisfero meridionale di Marte.

Il cratere, intitolato all'astronomo belga Francois J. Terby (1846-1911), ha un diametro di circa 170 km. La scena mostra una sezione di un secondo cratere da impatto a nord.

Stratificazioni ed erosioni:

Vistosi altopiani a forma di dito si estendono in direzione nord-sud. Si alzano fino a 2000 m sopra il terreno circostante. In passato, il cratere relativamente vecchio era pieno di sedimenti, che formavano altopiani per erosione.

I fianchi dei plateaux mostrano chiaramente stratificazioni di materiali di diverso colore. Le differenze di colore di solito indicano cambiamenti nella composizione del materiale e tale stratificazione è chiamata "biancheria da letto". Le strutture di lettiera sono tipiche della roccia sedimentaria, che è stata depositata dal vento o dall'acqua. Diversi strati di roccia si erodono in modo diverso, formando terrazze.

( 1-Altopiano fatto dai sedimenti, 2/3-Segni di stratificazioni esposte dalla successiva erosione, 4/5-Canali di scolo segno del passaggio di acqua ).

Le valli presentano calanchi, o canali tagliati nel terreno dallo scorrere del liquido, principalmente nella parte settentrionale dell'immagine. Questi canaloni e la struttura del letto roccioso indicano che la regione è stata interessata dall'acqua.

( Viste prospettiche elaborate dai dati ).

I sedimenti di questa regione sono interessanti da studiare perché contengono informazioni sul ruolo dell'acqua nella storia del pianeta. Questo è uno dei motivi per cui il cratere Terby era stato originariamente inserito nella short list come uno dei 33 possibili siti di atterraggio per la missione Mars Science Laboratory della NASA.

Metodi:

Le scene a colori sono state derivate dai tre canali di colore HRSC e dal canale nadir. Le viste prospettiche sono state calcolate dal modello digitale del terreno derivato dai canali stereo HRSC.

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A cura di Andreotti Roberto - INSA-MARTE.

I PALEOLAGHI RACCONTANO QUANDO SU MARTE, ANTICAMENTE PIOVEVA . by INSA-MARTE.

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Aggiornato il 04/10/2020

PRECIPITAZIONI 

E PALEOLAGHI

Introduzione: 

La diffusa presenza delle caratteristiche fluvio-lacustri su Marte supportano l'ipotesi di un lungo periodo con un flusso e accumulo di acqua in un passato più caldo e umido. 

Tuttavia, gli attuali modelli climatici marziani sono stati incapaci di ricreare le condizioni necessarie richieste per sostenere un clima umido persistente. 

I set di dati orbitali e interni hanno rivelato l'esistenza di oltre 400 paleolaghi su Marte, che possono essere suddivisi in laghi a bacino aperto e chiuso. I laghi a bacino aperto richiedono quel quantitativo di acqua sufficiente, che accumulata possa poi riempire e sovrastare il confine topografico del bacino, fornendo un minimo vincolo sui volumi d'acqua richiesti.

Al contrario, i laghi a bacino chiuso forniscono la massima quantità d'acqua, cioè i volumi che permettono che essi non siano traboccati. 

È importante sottolineare che se sono alimentati da sottoinsiemi di laghi a bacino aperto e chiuso e

reti di vallate si presume siano state originate da precipitazioni durante l'era della formazione della rete valliva, cioè prima dei 3,7 miliardi di anni fa, e ciò può essere utilizzato quantitativamente per limitare nel tempo le precipitazioni e l'inizio dell'aridità durante le prime ere di Marte.

Metodi:

Abbiamo combinato analisi topografiche e bilanci idrologici standard per quantificare la precipitazione integrata nel tempo per una data zona umida di un lago. 

Per ogni lago a bacino aperto e chiuso alimentato dalla rete di valle abbiamo compilato tre principali misure morfometriche: 

 - 1) area del lago, AL, 

 - 2) volume del lago, VL 

 - 3) insenatura area spartiacque, AW (Fig. 1 a,b). 

Per i laghi a sistemi chiusi, le dimensioni corrispondono ai contorni di elevazione massima

prima che si sarebbe verificato il trabocco del bordo del cratere; per i sistemi aperti, applichiamo lo stesso metodo ignorando lo sbocco esistente per stimare la loro geometria. 

Abbiamo poi classificato ulteriormente un sottoinsieme di laghi come sistemi accoppiati, in cui i laghi a bacino chiuso e aperto sono idrologicamente collegati (Fig. 1c). 

Utilizzando un'equazione di bilancio idrico standard per un dato bacino idrologico, definiamo un tasso di riempimento netto del lago con geometrie misurate a cui sono correlate evaporazione e precipitazioni. I limiti di evaporazione (cioè aridità) possono essere vincolati da geometrie lacustri a bacino aperto. Quindi, integrando l'espressione di riempimento del lago su una data scala temporale dell'episodio bagnato, (t), abbiamo derivato minimo e precipitazione cumulativa massima, (Pt), rispettivamente per 54 laghi a bacino aperto e 18 laghi a bacino chiuso.

( Figura 1a - Lago a bacino aperto - La O indica l'apertura ).

( Figura 1b - Lago a bacino chiuso ).

( Figura 1c - Bacino misto con un lago aperto ed un bacino chiuso ).

Risultati:

I valori delle precipitazioni possono essere valutati come una media, sia globale che in termini di spazio di variabilità.

Distribuzione di frequenza: 

I valori della precipitazione calcolata sono mostrati in Fig. 2. 

Le distribuzioni di frequenza di (Pt) min da laghi a bacino aperto, e (Pt) max da laghi a bacino chiuso seguono ampiamente la normale distribuzione logaritmica. 

Le medie logaritmiche per bacini aperti sono 4 m, e le distribuzioni dei laghi a bacino chiuso sono di 154 m, rispettivamente. Prendiamo questi per rappresentare il probabile

intervallo di precipitazioni minime e massime a livello globale.

L'inclusione di perdite di acque sotterranee o la rimozione di laghi a bacino chiuso con bordi depressi non modifica le distribuzioni in modo significativo. I sistemi accoppiati lo sono rappresentati in Fig. 2. Tutti i valori sono auto-coerenti in modo tale che:

(Pt) max dal lago a bacino chiuso è sempre maggiore di (Pt) min dal lago a bacino aperto collegato.

Distribuzione spaziale:

Le precipitazioni con il minimo più alto si trovano intorno a Margaritifer Terra e in Terra Sabaea, suggerendo che questi erano probabilmente le regioni più umide. Al contrario, precipitazioni massime più basse si verificano in Tyrrhena Terra, suggerendo che potrebbe essere stato un posto relativamente più secco. 

Questo è in stretto accordo con la mappatura della densità della rete valliva che suggeriscono che la Margaritifer Terra e la Terra Sabaea sono le regioni con più sistemi fluviali campionati. 

Le precipitazioni limitate i cui valori sono coerenti con un clima umido a livello globale, con un modello di precipitazione complesso, che aumenta verso l'ovest del bacino di Hellas. 

Questa eterogeneità sottolinea l'importanza di incorporare i modelli climatici 3-D globali per studiare l'evoluzione geomorfologica dell'inizio di Marte, che probabilmente non può essere caratterizzato da a

clima unico, spazialmente uniforme. 

Gli indici di aridità minimi calcolati, (AI), richiesti per ogni lago di bacino aperto suggerisce che il più umido dei luoghi su Marte non erano più aridi delle Grandi Pianure in USA [AI > 0,2].

Discussione:

Gli attuali modelli climatici su l'antico periodo di Marte lavorano per determinare i modelli di precipitazione e la disponibilità di acque superficiali, nonché di districare l'importanza relativa di obliquità, nuvole, polvere, vulcanismo e impatti. 

Ad esempio, le scorte di acqua stimata per l'inizio di Marte vanno da ~150 m a +5000m GED [profondità equivalente globale].

I limiti di precipitazione suggeriscono che i bacini di Paleolaghi potrebbero avere fornito con l'attuale inventario dell'acqua circa 20-30 m GED. 

Quando ciò è combinato con le precedenti stime dei tassi di deflusso marziano [0,1-60 cm/giorno] il nostro intervallo di precipitazione suggerisce una durata di episodi umidi di (t) ~ 0,2–420 anni con flusso continuo (assumendo (n) intermittenze). Sottolineiamo che (t) è probabile che sia solo uno dei tanti episodi umidi in un clima umido ricorrente, evidenziato dalla quantità relativa di incisione attraverso lo spartiacque.

È importante sottolineare che i nostri parametri morfometrici sono governati da geometrie definite da larga scala topografia costante sulla scala temporale fluviale e meno suscettibile alle modificazioni post-fluviali. Andando in avanti, il nostro clima ottimale e le precipitazioni minime con le stime di aridità hanno il potenziale per funzionare come predittori integrati nel tempo dei modelli climatici globali, migliorando la nostra comprensione fondamentale dell'evoluzione del clima planetario e della passata abitabilità del primo periodo marziano.

LINK : https://core.ac.uk/download/pdf/323104366.pdf 

( Ricostruzione grafica del lago presente nel cratere Gale ).

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A cura di Andreotti Roberto.

MARTE : I GHIACCIAI DEI FLEGRA MONTES . by INSA-MARTE.

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Aggiornato il 30/08/2020

FLEGRA MONTES

Nuove immagini dalla sonda ESA Mars Express mostrano la catena montuosa dei Phlegra Montes, in una regione in cui il sondaggio radar indica che grandi volumi di ghiaccio d'acqua si nascondono sotto lo strato superficiale. Questa potrebbe essere una fonte d'acqua per i futuri astronauti.

Phlegra Montes è una catena di montagne e creste leggermente ondulate su Marte. Si estende dalla parte nord-orientale della provincia vulcanica di Elysium fino alle pianure settentrionali, coprendo latitudini da circa 30° N a 50° N.
Le montagne stesse probabilmente non sono di origine vulcanica, ma sono state sollevate da antiche forze tettoniche che hanno compresso insieme diverse regioni della superficie.

Nuove immagini dalla telecamera stereo ad alta risoluzione sull'orbiter Mars Express dell'ESA consentono un'ispezione più ravvicinata e mostrano che quasi tutte le montagne sono circondate da lingue di detriti lobati - caratteristiche che tipicamente sono osservate intorno agli altipiani e alle montagne a queste latitudini.

Studi precedenti hanno dimostrato che questo materiale sembra essersi spostato lungo i pendii delle montagne nel tempo e sembra simile ai detriti trovati che ricoprono i ghiacciai qui sulla Terra.
Il suggerimento quindi è che potrebbero esserci ghiacciai sepolti appena sotto la superficie in questa regione.
Questa interpretazione è supportata dal radar del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA che guarda sotto la superficie marziana.
Il radar mostra che le lingue di detriti lobati sono infatti fortemente associati alla presenza di acqua ghiacciata, forse a soli 20 m di profondità.

Ulteriori prove di glaciazioni relativamente recenti possono essere viste all'interno dei crateri da impatto nella regione. Si pensa che serie di creste si siano sviluppate quando gli antichi crateri si riempirono di neve. Nel tempo, la neve si è compattata fino a formare ghiacciai che hanno poi scolpito i fondali dei crateri.

Ci sono ancora più schemi di flusso glaciale visibili nella valle al centro dell'immagine.
Si ritiene che i ghiacciai di media latitudine si siano sviluppati in tempi diversi negli ultimi centinaia di milioni di anni, quando l'asse polare di Marte era significativamente diverso da oggi, portando a condizioni climatiche abbastanza diverse.

Tutto ciò indica un'abbondante acqua ghiacciata appena sotto la superficie a Phlegra Montes.
Se ciò si rivelasse vero, tali campi di ghiaccio potrebbero fornire ai futuri astronauti una fonte d'acqua sul Pianeta Rosso.

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A cura di INSA-MARTE.

UN FUNGO PER VIVERE SU MARTE E VIAGGIARE NELLO SPAZIO. by Andreotti Roberto - INSA.

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Aggiornato il 19/08/2020

UN FUNGO PER MARTE

E' stato scoperto un fungo, nell'ambiente altamente radioattivo di un reattore della ex-centrale nucleare di Chernobyl, che potrebbe rappresentare uno scudo per le radiazioni e quindi capace di proteggere gli astronauti da esse e permettere così la loro permanenza su pianeti come Marte e nei lunghi viaggi spaziali.

Ad aver proposto una soluzione per il problema è stato il team di ricercatori dell’università di Stanford che si è focalizzato su un organismo davvero bizzarro:
un fungo molto resistente, scoperto in uno dei luoghi più radioattivi del nostro pianeta: Chernobyl.
Lo studio è stato pubblicato su sito bioRxiv.

LINK : https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.07.16.205534v1.full 

Il più grande pericolo per gli esseri umani nelle missioni di esplorazione dello spazio profondo sono le radiazioni.
Per proteggere gli astronauti che si avventurano oltre la magnetosfera protettiva della Terra e sostenere una presenza permanente sulla Luna e/o su Marte, la protezione passiva avanzata dalle radiazioni è molto ricercata.
A causa della natura complessa della radiazione spaziale, probabilmente non esiste una soluzione unica valida per tutti i casi a questo problema, che è ulteriormente aggravata dalle restrizioni di massa necessarie a portare oggetti in orbita.

Alla ricerca di schermi anti-radiazioni innovativi, la biotecnologia offre vantaggi unici come l'idoneità per l'uso in situ delle risorse (ISRU), l'autorigenerazione e l'adattabilità.
Qui proponiamo l'uso di alcuni funghi che prosperano in ambienti ad alta radiazione sulla Terra, come il raggio di contaminazione della centrale nucleare di Chernobyl in Ucraina.
Analogamente alla fotosintesi, questi organismi sembrano eseguire funzioni vitali che usano la radiosintesi, utilizzando pigmenti noti come la melanina per convertire la radiazione gamma in energia chimica.
Si ipotizza che questi organismi possano essere impiegati come un'efficace scudo contro le radiazioni per proteggere altre forme di vita.

( Nei grafici mostriamo l'assorbimento delle radiazioni da parte dei funghi in crescita ).

Qui, abbiamo studiato la crescita di Cladosporium sphaerospermum , e la sua capacità di attenuare le radiazioni ionizzanti, è stata studiata a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) per un periodo di 30 giorni, come in un'abitazione sulla superficie di Marte (vedi sotto).
Alla piena maturità, la radiazione sotto un ''prato'' di funghi, spesso ≈ 1,7 mm di questo particolare fungo radiotrofico melanizzato (raggio di protezione di 180°) era inferiore del 2,17 ± 0,35% rispetto al controllo fatto senza fungo. Le stime basate sui coefficienti di attenuazione lineare hanno indicato che uno strato spesso ~ 21 cm di questo fungo potrebbe in gran parte azzerare l'equivalente in dose annuale dell'ambiente di radiazione sulla superficie di Marte, mentre solo ~ 9 cm sarebbero necessari con una miscela equimolare di melanina e Regolite marziana.
Compatibili con l'ISRU, tali compositi sono promettenti come mezzo per aumentare la schermatura dalle radiazioni riducendo la massa complessiva, come è obbligatorio per le future missioni su Marte.

( Immagini dei test effettuati a bordo della ISS ).

Secondo l’ipotesi proposta nel nuovo studio, quindi, si potrebbero utilizzare questi organismi come uno scudo anti-radiazioni, una scoperta fondamentale per le future missioni nello Spazio.

Uno dei maggiori vantaggi descritti nello studio, infatti, è che i funghi si auto-rigenerano, quindi basterebbe inviarne piccoli quantitativi in orbita, per riuscire a creare uno scudo biologico contro le radiazioni.

Con qualche modifica, raccontano i ricercatori, questi organismi potrebbero essere utilizzati anche per proteggere le future basi sulla Luna e su Marte.

( Schema di una casa lunare, che potrebbe essere protetta con l'uso di questi funghi ).
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A cura di INSA-MARTE.