Come potremo vivere su altri Pianeti?

Preludio

Purtroppo vi devo avvisare, questo articolo è particolarmente lungo, ma per trattare la possibile colonizzazione dei pianeti del nostro sistema solare da parte dell’uomo e, perchè no, da parte di micro e macroorganismi non antropici è meglio possedere tutte le informazioni in un singolo file.

Cosa cercheremo di comprendere quindi districandoci tra nozioni astronomiche e biologiche? Tenteremo di capire come l’uomo possa sopravvivere su altri pianeti e su come potrebbe colonizzarli. Cosa succede su Mercurio? E su Nettuno? Marte non è stato trattato di proposito poichè occuperebbe probabilmente un libro intero. In rete si può comunque trovare tantissimo riguardo il pianeta rosso.

Anche questo è astrobiologia. Magari speculativa per ora, ma in un futuro, neanche troppo remoto potrebbe diventare realtà.

Mercurio

Figura 1 – Fotografia del pianeta Mercurio in cui si possono notare numerosi crateri dovuti alla mancanza di una atmosfera e la vicinanza al Sole

Prima di avventurarci nella trattazione è necessario dare qualche info su questo pianeta. È il corpo celeste più interno del sistema solare ed il più vicino al Sole. È il più piccolo e la sua orbita è la più eccentrica (meno circolare) degli otto pianeti. Mercurio orbita in senso diretto ad una distanza media di 0.3871 UA dal Sole con un periodo siderale di 87.969 giorni terrestri.

La superficie di Mercurio sperimenta la maggior escursione termica tra tutti i pianeti. La sua temperatura superficiale varia in funzione della località. Le parti esposte al sole raggiungono picchi di 452 gradi Celsius, mentre le parti in ombra sono a -183 gradi. La sua temperatura superficiale media si aggira sempre introno ai 167 gradi centigradi.

L’atmosfera è quasi assente per cui il calore non viene ridistribuito su tutta la superficie. Il suolo è fortemente ricco di crateri il che fa presupporre che il pianeta sia geologicamente inattivo da miliardi di anni.

Il moto di rotazione mercuriano è molto lento: esso impiega 58.6 giorni per compiere un giro su sé stesso, e completa quindi tre rotazioni ogni due rivoluzioni in risonanza orbitale 3:2, questo fa sì che la durata del giorno solare (176 giorni) sia il doppio della durata dell’anno (88 giorni).

La densità di Mercurio è pari a 5.43 g/cc, si discosta molto da quella lunare e, al contrario, è molto vicina a quella terrestre. Questo lascia supporre che, nonostante le somiglianze con la Luna, la struttura interna del pianeta sia più vicina a quella della Terra. Mentre l’alta densità terreste è il risultato della forte compressione gravitazionale, Mercurio è molto più piccolo e le regioni interne non sono compresse come quelle terrestri, pertanto per avere una tale densità, si suppone che il suo nucleo debba essere relativamente grande e ricco di ferro.

Similmente alla Luna, il suolo di Mercurio è ricco di crateri causati da numerosi impatti di asteroidi e presenta bacini riempiti da vecchie colate laviche, ancora evidenti a causa della mancanza quasi assoluta di un’atmosfera.

Dal cratere Caloris Planitia (punto più caldo del pianeta) escono gas a base di potassio e sodio che contribuiscono alla tenue atmosfera del pianeta. Alcuni crateri al polo nord, invece, sono in grado di schermare completamente la luce solare mantenendo la temperatura considerevolmente bassa per migliaia e milioni di anni conservando così grosse risorse di acqua solida.

Sulla superficie di Mercurio l’accelerazione di gravità è mediamente pari a 0.378 volte quella terrestre. Una persona di 70 Kg peserebbe solo 25.9 Kg.

L’azione intensa del vento solare produce un fenomeno assente negli altri pianeti ma presente nelle comete quando si avvicinano al Sole: la presenza di una coda cometaria misurabile fino a distanze di oltre un milione di Km.

È subito evidente che su un pianeta simile l’uomo non potrebbe mai vivere. Tendenzialmente morirebbe o bruciato o congelato.

Colonizzazione del sistema solare: Mercurio

In realtà questa affermazione non pare essere così vera; il pianeta Mercurio è stato proposto come possibile pianeta per la colonizzazione del sistema solare interno, assieme a Marte, Venere e della fascia principale di asteroidi. Le eventuali colonie permanenti quasi certamente sarebbero limitate alle regioni polari.

Essendo simile alla Luna, la colonizzazione del pianeta potrebbe essere effettuata con una tecnologia simile a quella necessaria per un eventuale colonizzazione lunare. Al contrario del satellite terrestre, Mercurio possiede un forte campo magnetico probabilmente dovuto al suo nucleo ferroso che lo protegge dai raggi cosmici e dalle tempeste solari.

L’energia di cui l’uomo si potrebbe servire su questo pianeta è chiaramente quella solare. Si ipotizzano infatti delle zone chiamate “picchi di luce eterna” nelle quali il sole è presente tutto “l’anno”. Inoltre, è stato previsto che Mercurio possa contenere grandi quantitativi di He-3, che rappresenterebbe un’importante sorgente di energia pulita per mezzo della fusione nucleare.

L’uomo soffre di disturbi legati agli ambienti a gravità ridotta, come decalcificazione delle ossa e atrofizzazione dei muscoli, oltre a eventuali danni agli organi, per cui Mercurio al contrario della Luna potrebbe essere un candidato migliore per la colonizzazione, questo perché possiede una gravità di 0.377g, quasi il doppio di quella lunare.

Una cosa di cui tener conto è che sul pianeta non esistono elementi leggeri necessari alla vita. Questi andrebbero importati. Quasi sicuramente sarebbe necessario vivere sotto cupole che mantengano un temperatura costante e che mimino l’atmosfera terrestre.

In passato era stato ipotizzato di inserire nell’orbita di Mercurio un asteroide ricco di ghiaccio, in modo che il sole sciogliendolo facesse ricadere quantità di ossigeno significative per creare un’atmosfera stabile. Questa ipotesi non è mai stata però dimostrata scientificamente.

Mercurio rappresenterebbe una grande sfida per la colonizzazione, le sue condizioni superficiali e atmosferiche sono veramente estreme. Quasi totale assenza di atmosfera e forte escursione termica non rendono per nulla semplice l’insediamento dell’uomo. Qualche microorganismo potrebbe tuttavia forse mettere radici su questo corpo celeste.

Venere

Figura 2 – Fotografia di Venere in cui si può notare la spessa coltre di nubi acide e l’enorme effetto serra che copre tutta la superficie planetaria

Venere è il secondo pianeta del sistema solare con un orbita circolare che lo porta a compiere una rivoluzione in 224,7 giorni terrestri. Prende il nome dalla dea romana dell’amore e della bellezza. Con una magnitudine di -4.6 è l’oggetto naturale più luminoso nel cielo notturno dopo la Luna.

Essendo Venere visibile solitamente poco dopo il tramonto e poco prima dell’alba i popoli antichi lo chiamavano Stella della Sera o Stella del Mattino.

L’atmosfera venusiana è costituita principalmente da anidride carbonica. Questa è molto più densa dell’atmosfera terrestre, con un livello di pressione al suolo di 92 atm. La densità atmosferica crea un impressionante effetto serra che rende Venere il pianeta più caldo del sistema solare.

Il pianeta è avvolto da uno spesso strato di nubi molto riflettenti, composte da acido solforico.

La storia delle esplorazioni spaziali verso Venere nasce nel 1961 con la missione sovietica Venera1 che fece il fly-by del pianeta senza però riuscire a trasmettere alcun dato. Il programma Venera continuò fino al 1983 con 16 missioni di successo.

Ad oggi è noto che Venere possieda una superficie rovente su cui insiste un’atmosfera corrosiva con un’altissima pressione, ma in passato questi dati erano sconosciuti. Carl Sagan teorizzò che Venere fosse coperto da un oceano di idrocarburi. Altri studiosi ritenevano che il pianeta fosse ricoperto di paludi mentre altri ancora ipotizzavano un mondo desertico.

Per determinare il suolo che si presupponeva fosse liquido, la sonda Venera 4 possedeva un morsetto di zucchero bianco che a contatto con un liquido avrebbe dovuto sciogliersi attivando l’antenna che avrebbe permesso alla sonda di non affondare. La cosa curiosa è che Venera 4 non solo non trovò un oceano, ma non raggiunse nemmeno la superficie del corpo celeste. Smise di funzionare quando la pressione superò le 15 atmosfere, solo una piccola frazione delle 93 atm presenti sulla superficie del pianeta.

Venera 13 e 14 riuscirono a trasmettere immagini a colori di questo acido mondo. Solo nel 1989 la NASA riuscì a mappare l’intero pianeta. Nel 2006 Venus Express ha eseguito una mappatura completa della superficie fornendo la prova dell’esistenza passata di oceani, evidenze di fulmini nell’atmosfera e la presenza di un gigantesco doppio vortice al polo sud.

Si stima che Venere abbia attraversato recentemente una fase geologicamente attiva con molti vulcani. L’accelerazione di gravità è mediamente pari a 0.88 rispetto a quella terrestre. Un uomo di 70 kg peserebbe quindi solo 62 Kg.

L’atmosfera venusiana è composta al 96.5% di anidride carbonica, il restante 3.5% è composta da azoto. La notevole percentuale di CO2 è dovuta al fatto che Venere non possiede un ciclo del carbonio, non esistono organismi, come le piante sulla Terra, che la possano riassorbire in biomassa.

Le sonde che si sono posate sulla superficie hanno ripreso principalmente rocce di basalto. Rispetto alla Terra o Marte, Venere è principalmente pianeggiante, solo il 10% della superficie si estende oltre i 10 Km di altezza, contro i 20 Km che separano i fondali oceanici terrestri dalle montagne più alte.

Possiede il maggior numero di vulcani, circa 1500 di dimensioni medio-grandi, ma ce ne potrebbero essere altri milioni di dimensioni minori. La presenza di zolfo nell’atmosfera fa presupporre che l’attività vulcanica sia ancora molto attiva. La superficie raggiunge temperature superiori ai 460 gradi centigradi senza alcuna presenza di umidità definendola così “infernale”.

Sulla cima dei picchi montuosi, la sonda Magellano, ha rilevato una sostanza molto riflettente di aspetto simile alla neve. La natura di questa sostanza non è nota con certezza, ma alcune speculazioni propongono che si possa trattare di tellurio elementare o persino di solfuro di bismuto.

I venti superficiali sono lenti, ma a causa dell’alta densità atmosferica esercitano una notevole forza contro gli ostacoli e sono in grado di spostare polvere e pietre. Basterebbe questo per ostacolare il movimento dell’uomo sulla superficie. Come se le temperature e la pressione non fossero già un problema.

Colonizzazione del sistema solare: Venere

Per terra-formare Venere e quindi colonizzare il sistema solare sono stati ipotizzati essenzialmente due metodi, entrambi atti ad eliminare o almeno ridurre l’abnorme temperatura del pianeta. L’obiettivo è quello di eliminare il biossido di carbonio e creare un’atmosfera di ossigeno.

Il primo metodo prevede di colonizzare Venere servendosi di scudi solari. Una certa quantità di galleggianti potrebbero costituire uno scudo solare attorno al pianeta. Se fossero costituiti di nanotubi di carbonio, potrebbero essere ricavati dall’anidride carbonica raccolta dall’atmosfera.

Il secondo metodo prevede l’eliminazione della densa atmosfera di biossido di carbonio. L’approccio biologico si servirebbe di alghe che convertono la CO2 in O2. Ad oggi è noto che l’acqua sul pianeta sia rara e che le radiazioni solari sarebbero letali per ogni forma di vita conosciuta (forse).

La terra-formazione potrebbe procedere attraverso l’importazione di idrogeno prelevato da qualche fonte del sistema solare più esterno. H2 reagendo con la CO2 produrrebbe istantaneamente carbonio elementare e acqua secondo la reazione di Bosch. Sarebbero necessarie 4000 volte la massa di Fobos (satellite di Marte) e circa otto volte la massa dell’intera atmosfera terrestre di idrogeno.

Ad oggi, se dovessimo mettere un uomo sulla superficie del pianeta morirebbe istantaneamente, anzi non arriverebbe nemmeno sulla superficie. Se ci dovesse riuscire le altissime temperature lo scioglierebbero all’istante, inoltre la forte pressione lo comprimerebbe e le piogge acide lo corroderebbero.

Non sopravvivono le sonde per molto tempo. Un uomo non avrebbe molte speranze.

Giove

Figura 3 – Foto di Giove insieme ai suoi quattro satelliti principali conosciuti anche come galileiani (Io, Europa, Ganimede e Callisto)

Giove è il più grande pianeta del sistema solare, la sua massa corrisponde a due volte e mezzo la somma di quelle di tutti gli altri pianeti messi assieme. La sua composizione è simile a quella del Sole, è costituito principalmente da idrogeno ed elio con piccole concentrazioni di composti come l’ammoniaca, il metano e l’acqua.

Alcune ipotesi prevedono che il pianeta possieda una struttura stratificata con un nucleo solido, presumibilmente di natura rocciosa e costituito da carbonio, silicati e ferro sopra il quale si trova un mantello di idrogeno metallico ed una vasta copertura atmosferica che esercitano su di esso altissime pressioni.

Esternamente Giove appare caratterizzato da numerose bande e zone di tonalità variabili dal color crema al marrone. Tra queste si possono notare numerose formazioni cicloniche e anticicloniche come la Grande Macchia Rossa.

Il nostro gigante gassoso ruota molto velocemente schiacciandosi così ai poli e generando un intenso campo magnetico ed un’estesa magnetosfera. Secondo alcuni Giove sarebbe una stella fallita, tuttavia si sarebbe trasformato in un astro solo se avesse avuto l’opportunità di accrescere la propria massa sino a 80 volte quella attuale. Il suo nucleo avrebbe così ospitato le condizioni di temperatura e pressione favorevoli all’innesco di reazioni di fusione dell’idrogeno in elio.

L’intenso campo gravitazionale gioviano influenza l’intero sistema solare perturbando le orbite degli altri pianeti e ripulendo dai detriti vaganti che rischierebbero di colpire i pianeti più interni.

L’atmosfera gioviana come accennato precedentemente è composta dal 75% in massa di idrogeno e dal 24% di elio con un 1% di altri composti. La composizione varia leggermente man mano che si procede verso le regioni più interne del pianeta, date le alte densità in gioco, alla base dell’atmosfera si ha un 71% di idrogeno, un 24% di elio ed il restante 5% di elementi più pesanti e composti come il vapor acqueo, l’ammoniaca, composti del silicio, carbonio e idrocarburi, acido solfidrico, neon, ossigeno, fosforo e zolfo. Negli strati più esterni dell’atmosfera si notano cristalli di ammoniaca solida.

L’interazione delle famose bande che caratterizzano Giove dà luogo a violente tempeste, i cui venti raggiungono, velocità superiori ai 360-400 Km/h. La colorazione marrone-arancio delle nubi è causata da composti chimici complessi, noti come cromofori, che emettono luce in questo colore quando sono esposti alla radiazione ultravioletta solare.

È stata ipotizzata la presenza di un sottile strato di vapor acqueo al di sotto delle nubi di ammoniaca, come dimostrerebbero i fulmini registrati dalla sonda Galileo, che raggiungono intensità anche decine di migliaia di volte superiori a quelle dei fulmini terrestri.

Giove rispecchia i parametri ambientali dell’Esperimento di Miller, per cui presenta un’atmosfera simile a quella della Terra primordiale. Inoltre, l’atmosfera gioviana è caratterizzata da una certa frequenza di fenomeni elettrici.

La forte circolazione verticale dell’atmosfera porterebbe tuttavia via gli eventuali composti che si verrebbero a produrre nelle zone basse. Inoltre, le elevate temperature della bassa atmosfera provocherebbero la decomposizione di queste molecole, impedendo in tal modo la formazione della vita come la conosciamo.

Colonizzazione del sistema solare: Giove

Nel 1976, prima delle missioni Voyager, si ipotizzava che nelle regioni più alte dell’atmosfera gioviana potessero evolversi delle forme di vita basate sull’ammoniaca e su altri composti dell’azoto; la congettura è stata formulata prendendo spunto dall’ecologia dei mari terrestri, in cui a ridosso della superficie, si addensano semplici organismi fotosintetici, subito al di sotto dei quali si trovano i pesci che si cibano di essi e più in profondità i predatori marini che si nutrono di pesci.

Sagan ipotizzava la presenza di organismi “galleggiatori”, “sprofondatori” e “cacciatori” che sono stati immaginati come creature simili a bolle di dimensioni gigantesche che si muovono per propulsione, espellendo l’elio atmosferico.

Sono state proposte delle ipotesi quasi assurde per rendere Giove colonizzabile dall’uomo. Nello specifico l’idea sarebbe quella di eliminare quasi tutta l’atmosfera gassosa. Si dovrebbe cercare di espellere l’idrogeno attraverso un colossale processo di fusione o addirittura spostando la posizione del gigante gassoso per posizionarlo in un’area più prossima al Sole.

Questi sarebbero forse gli unici due modi di colonizzare Giove e colonizzare il sistema solare. Il nucleo roccioso potrebbe così essere terra-formato.

Alcune teorie propongono di vivere al limite della sua atmosfera in capsule apposite, ma questa forse non può essere vista come “sopravvivenza su un altro pianeta”.

Poniamo ora un attimo per assurdo di prendere un uomo e metterlo su Giove. Cosa succederebbe? Tendenzialmente precipiterebbe verso il nucleo rimanendo schiacciato dalla forte pressione. In tutto ciò dovrebbe attraversare uno strato di idrogeno metallico.

L’uomo dovrebbe sopravvivere anche alle nubi di ammoniaca assolutamente mortale, alle forti tempeste di fulmini e ai fortissimi venti. Anche le temperature probabilmente non sarebbero delle migliori per permettere la vita.

Diciamo che Giove è completamente incolonizzabile ad oggi e forse anche in un futuro. Il fatto già che non sia un pianeta roccioso rende difficile se non impossibile stabilire delle colonie superficiali. Inoltre, le sue condizioni sono veramente troppo fuori scala per permettere l’esistenza di H. sapiens.

Saturno

Figura 4 – Fotografia di Saturno in cui si notano i suoi appariscenti anelli composti da ghiaccio e polveri

Saturno è il sesto pianeta del nostro sistema solare, il secondo più massiccio dopo Giove. Possiede un raggio medio 9,5 volte superiore a quello della Terra ed una massa circa di 95 volte superiore a quella terrestre.

Il suo nome deriva dall’omonimo dio della mitologia romana, omologo del titano greco Crono. È composto al 95% di idrogeno e per il 3% da elio a cui seguono altri elementi. In nucleo consiste in silicati e ghiacci circondati da uno strato di idrogeno metallico e da uno esterno gassoso.

Nella sua atmosfera i venti possono raggiungere i 1800 Km/h, risultando significativamente più veloci di quelli su Giove. Saturno possiede un esteso e vistoso sistema di anelli che consiste principalmente in particelle di ghiaccio e polveri di silicati.

Nel 2013 la sonda Cassini ha inviato le immagini di un enorme uragano sul polo nord del pianeta che aveva delle dimensioni 20 volte più grandi di quelli che si osservano sulla Terra con venti che toccavano i 530 km/h.

Saturno percorre una rivoluzione completa in 29,458 anni terrestri. Il periodo di rotazione sul proprio asse varia a seconda della quota: gli strati superiori, nelle regioni equatoriali impiegano 10,23378 ore a compiere un giro completo, mentre nucleo e mantello ruotano in 10,67597 ore. In media la rotazione impiega 10 ore, 32 minuti e 35 secondi.

È un gigante gassoso e manca di una superficie definita, anche se potrebbe avere un nucleo solido. Saturno possiede una densità media inferiore a quella dell’acqua, solo 0,69 g/cc, il che implica che potrebbe galleggiare se fosse posto in un enorme oceano.

Al centro del pianeta è presente il nucleo. I modelli planetari suggeriscono che esista un piccolo nucleo roccioso simile a quello della Terra ma più denso. Questo è circondato da uno spesso strato di idrogeno liquido metallico, seguito da uno strato liquido di idrogeno molecolare ed elio che si trasformano in gas all’aumentare dell’altitudine.

Nell’atmosfera di Saturno sono state rilevate anche tracce di ammoniaca, acetilene, etano, propano, fosfina e metano. Le nubi superiori sono costituite da cristalli di ammoniaca, che gli conferiscono il tipico aspetto giallognolo.

Negli anni ‘80 le due sonde del programma Voyager hanno fotografato una struttura esagonale presente nei pressi del polo nord del pianeta. Ciascun lato dell’esagono misura circa 13800 Km. Tuttavia, non si conoscono ancora le cause della presenza di questa forma geometrica regolare.

I caratteristici anelli di Saturno incominciano ad un’altezza di circa 6600 Km dalla sommità delle nubi e si estendono fino a 120000 Km. Il loro spessore è mediamente di 10 metri. l’origine degli anelli è sconosciuta. Ci sono due ipotesi: che siano il risultato della distruzione di un satellite di Saturno, provocata dalla collisione di una cometa, oppure che siano un avanzo del materiale da cui si è formato il pianeta.

Negli anelli alcuni agglomerati di ghiaccio più massicci possono alterare lievemente l’uniformità geometrica. Se superano le centinaia di metri vengono definiti mini-lune e non sono visibili al telescopio e nemmeno alle sonde che finora hanno visitato il pianeta, bensì creano delle perturbazioni che generano dei giochi di luce e ombra visibili solo in determinati periodi dell’anno saturniano.

Nel 2009 grazie al telescopio spaziale Spitzer è stato scoperto il più grande anello di Saturno mai osservato in precedenza. Questo è composto da ghiaccio e polvere allo stato di particelle alla temperatura di -157 gradi centigradi. Pur essendo molto esteso questo anello è visibile solo nell’IR perché non riflette luce visibile. La massa dell’anello comincia ad una distanza di circa 6 milioni di Km dal pianeta e si estende fino a 11,9 milioni di Km.

Colonizzazione del sistema solare: Saturno

Per l’uomo su Saturno, vale lo stesso detto per Giove. Non avendo una superficie solida l’uomo potrebbe colonizzare questo pianeta solo vivendo tra le nubi in “navicelle” studiate appositamente per resistere alle fortissime scariche di vento ed alle temperature proibitive. Inoltre, il nucleo di idrogeno metallico produce intense scariche di fulmini che positivamente generano un forte campo magnetico ma negativamente potrebbero influire sulla stabilità delle stazioni orbitanti.

Un uomo posto nell’atmosfera saturniana morirebbe all’istante poiché non sarebbe in grado di respirare. Inoltre, gas presenti in minor quantità come la fosfina sarebbero estremamente tossici. Le temperature spesso molto basse congelerebbero le membrane cellulari causando la morte.

L’unico plausibile metodo di colonizzazione di Saturno sarebbe quello di puntare sui suoi satelliti. Ad oggi la colonizzazione di Saturno non è possibile. Ricordiamo che un “anno” su questo pianeta corrisponde a circa 30 anni terrestri. Una persona di 60 anni saturniani avrebbe circa 2 anni se si misurasse il tempo come qui.

Non sarebbe un bambino sia chiaro, sarebbe un adulto di 60 anni che sulla carta di identità ne mostrerebbe solo 2.

Urano

Figura 5 – Fotografia di Urano

Urano è il settimo pianeta del sistema solare. Porta il nome del dio greco del cielo, padre di Crono (Saturno), a sua volta padre di Zeus (Giove).

È visibile anche a occhio nudo, di fatti è noto fin dall’antichità, fino al 1781 non è stato riconosciuto come pianeta ma si credeva fosse una stella a causa della sua bassa luminosità e della sua orbita particolarmente lenta.

La composizione chimica di Urano è simile a quella di Nettuno ma differente rispetto a quella dei giganti gassosi più grandi. Per questa ragione gli astronomi preferiscono riferirsi ad Urano e a Nettuno come una classe separata, i giganti ghiacciati.

L’atmosfera del pianeta possiede idrogeno ed elio in abbondanza ma insieme a questi è presente una proporzione elevata di ghiacci, come l’acqua, l’ammoniaca e il metano. Quella di Urano è anche l’atmosfera più fredda del sistema solare, con una temperatura minima che può scendere fino a -224 gradi Celsius.

Possiede una complessa struttura di nubi ben stratificata con acqua nelle nubi inferiori e metano in quelle superiori. L’interno del pianeta si crede sia composto invece di rocce e ghiacci.

Una grande particolarità insolita del pianeta è l’orientamento del suo asse di rotazione. Tutti gli altri pianeti possiedono un asse quasi perpendicolare al piano dell’orbita, mentre Urano lo possiede quasi parallelo. Poiché l’asse risulta inclinato di poco più di 90 gradi, la rotazione è tecnicamente retrograda.

Come gli altri giganti, Urano possiede un sistema di anelli planetari, una magnetosfera e numerosi satelliti. Nel 1986 la sonda Voyager 2 mostra questo pianeta come un sistema senza alcun segno distintivo sulla sua superficie, senza bande e tempeste tipiche degli altri giganti gassosi.

Il modello standard della struttura di Urano prevede la divisione in tre strati: lo strato roccioso (silicati, ferro e nichel) al centro, un mantello ghiacciato nel mezzo ed uno strato gassoso composto da idrogeno ed elio all’esterno. La densità del nucleo è di circa 9g/cc, con una pressione al centro di 8 milioni di bar ed una temperatura di circa 5000K. Il mantello non è costituito da ghiaccio nel senso convenzionale del termine, bensì da un fluido contenente acqua, ammoniaca e altre sostanze volatili. Non è presente un mantello di idrogeno metallico liquido.

Il colore ciano di Urano è dovuto alla presenza di metano nell’atmosfera, che assorbe luce rossa e riflette quella blu. La temperatura della superficie delle nuvole che lo ricoprono è di circa -218 gradi centigradi ed essendo talmente distante dal Sole, l’escursione termica tra estate ed inverno è nulla.

L’anno uraniano dura 84 anni per cui le variazioni stagionali sono difficilmente osservabili. Negli ultimi decenni l’emisfero sud è nettamente più brillante rispetto all’emisfero nord. Urano possiede inoltre un campo magnetico probabilmente originato dal movimento di materia a profondità relativamente bassa, come ad esempio di un oceano di acqua e ammoniaca.

Colonizzazione del sistema solare: Urano

È altamente improbabile che questo pianeta possa ospitare forme di vita. Data la sua natura di gigante gassoso, esso non possiede infatti una superficie solida definita. Anche l’atmosfera è inadatta: al di là della sua composizione, possiede pressioni e temperature proibitive. Nella parte alta dell’atmosfera, le temperature sono bassissime, e dove queste diventano favorevoli, è la pressione assieme alla mancanza di luce solare, e quindi di una fonte di energia, a impedire i processi chimici avanzati che sono alla base di qualsiasi forma di vita.

Nel 1964 Ramsey Campbell scrive un racconto di fantascienza in cui gli abitanti di Urano sono creature metalliche di forma cubica con molti piedi. Nel film “Viaggio al settimo pianeta” di Sidney W. Pink gli astronauti incontrano strane intelligenze che creano illusioni nella mente.

Poiché Urano ha la più bassa velocità di fuga dei quattro pianeti gassosi giganti, è stato proposto come un luogo per l’estrazione di elio-3 (chiamato anche tralfio, ossia un isotopo leggero e non radioattivo dell’elio. Sulla Terra è molto raro e serve principalmente per rivelare i neutroni e per la criogenia). Per far fronte alle difficili condizioni ambientali uraniane si potrebbe usare uno dei satelliti come base operativa. È stata proposta inoltre una ipotesi che prevede la costruzione di città fluttuanti nella sua atmosfera con l’uso di palloni ripieni di idrogeno e altri gas leggeri.

Nettuno

Figura 6 – Fotografia di Nettuno, ultimo pianeta del nostro sistema solare

Nettuno è l’ottavo e più lontano pianeta del sistema solare. Si tratta del quarto più grande considerando il diametro ed il terzo considerando la massa. Prende il suo nome dal dio del mare romano ed il suo satellite più noto è Tritone.

È stato scoperto il 23 settembre 1846 da Johann Gottfried Galle con l’osservatorio astronomico di Berlino. Nettuno è stato il primo pianeta ad essere trovato tramite calcoli matematici piuttosto che attraverso regolari osservazioni. I cambiamenti insoliti dell’orbita di Urano hanno indotto gli astronomi a credere che vi fosse all’esterno, un pianeta sconosciuto.

La composizione di Nettuno è simile a quella di Urano, vengo per cui definiti pianeti gemelli. Il colore azzurro intenso è dato dalle tracce di metano presenti negli strati più esterni dell’atmosfera e possiede i venti più forti di ogni altro pianeta nel sistema solare. Sono state misurate raffiche a velocità superiori ai 2100 Km/h.

La temperatura delle nubi più alte di Nettuno è di -218 gradi centigradi, la temperatura al centro del pianeta è invece di 7000 gradi comparabile con la temperatura superficiale del Sole.

Fra il 2010 ed il 2011 Nettuno ha completato la sua prima orbita attorno al Sole dal 1846. È infatti opportuno ricordare che il pianeta compie una rivoluzione attorno al Sole in circa 164,79 anni. Intorno al proprio asse compie invece una rotazione ogni circa 16.6 ore. Su Nettuno ogni stagione dure circa 40 anni terrestri.

Il gigante ghiacciato ha un impatto profondo sulla regione subito oltre la sua orbita conosciuta come fascia di Kuiper, un anello di piccoli mondi ghiacciati simile alla fascia principale degli asteroidi, ma molto più vasto. Una cosa curiosa da osservare è che a causa dell’alta eccentricità dell’orbita di Plutone, periodicamente Nettuno viene a trovarsi più lontano dal Sole di quest’ultimo, come è accaduto fra il 1979 e il 1999.

Nel mantello nettuniano le temperature raggiungono i 5000 K. Questo è ricco di acqua, ammoniaca e metano. Alla profondità di 7000 Km, lo scenario cambia e il metano si decompone in cristalli di diamante che precipitano verso il centro. Il nucleo planetario di Nettuno è composto quindi da ferro, nichel e silicati su cui piovono limpidi diamanti.

Il colore azzurro caratteristico di Nettuno è dato principalmente dalle molecole di metano sospese negli strati più alti dell’atmosfera, sebbene il colore azzurro differisca dal più tenue acquamarina tipico di Urano, la quantità di metano è simile; questo implica che la colorazione debba essere correlata anche a qualche altra sostanza non ancora nota.

Lo spettro di Nettuno suggerisce che i suoi strati atmosferici inferiori siano nebbiosi a causa della concentrazione dei prodotti della fotolisi ultravioletta del metano, come, ad esempio, etano e acetilene; l’atmosfera contiene inoltre tracce di monossido di carbonio e acido cianidrico. Per ragioni ancora non conosciute la termosfera planetaria possiede una temperatura insolitamente alta di circa 750 K.

Il tempo meteorologico di Nettuno è caratterizzato da sistemi tempestosi estremamente dinamici, con venti che raggiungono la velocità supersonica di 600m/s. Nel 1989 è stata scoperta la grande macchia scura, un sistema di tempeste anticiclonico delle dimensioni di 13000x6600Km, la tempesta in questione ricorda la grande macchia rossa di Giove.

Colonizzazione del sistema solare: Nettuno

Per il pianeta Nettuno non sono ancora state fatte proposte di colonizzazione, un po’ per la sua distanza dalla Terra ed un po’ per le sue condizioni climatiche decisamente inospitali. L’atmosfera contiene cianuro, il nucleo è caldissimo e le nubi sono freddissime. Piovono diamanti, che a primo avviso sembra una cosa positiva, ma non vorrei provare a rimanere sotto un forte temporale. Si può quindi affermare che le condizioni non siano delle migliori per permettere la sopravvivenza dell’uomo.

Il gigante ghiacciato ha costituito però un grande scenario di diverse opere di fantascienza. La sua prima apparizione risale al 1889, dove viene descritto come un luogo glaciale ma abitato. Varie opere hanno presentato Nettuno come un pianeta popolato da specie extraterrestri. Nel Ciclo di Cthulhu di H.P. Lovecraft il pianeta è chiamato Yaksh ed è abitato da curiose creature fungoidi. In Futurama i nettuniani sono degli umanoidi con quattro braccia, dalla carnagione violacea, che convivono con i terrestri.

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A Space Roadmap: Mine the Sky, Defend the Earth, Settle the Universe

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https://pixabay.com/it/photos/mercurio-pianeta-superficie-11591/

https://pixabay.com/it/photos/venere-superficie-piccante-calore-11022/

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