Brevetti italiani per le future colonie su Marte. Intervista esclusiva a Giacomo Cao

Moduli abitativi su Marte. Crediti: Università di Cagliari, Asi, Crs4

Per la futura esplorazione di Marte da parte dell’uomo due nuove tecnologie italiane sono state appena brevettate da un team italiano nell’ambito del progetto Cosmic, finaziato dall’ASI. Esse serviranno a costruire moduli abitabili e protezioni da meteoriti e vento solare sulla Luna, sugli asteroidi e su Marte, prossima meta delle missioni spaziali umane. Abbiamo parlato con il prof. Giacomo Cao, docente di Chimica dei materiali presso l’Università di Cagliari che coordina il progetto italiano.

Domanda: Professor Cao, in cosa consistono i due brevetti?

Il primo riguarda una domanda di brevetto depositata a livello internazionale che fa riferimento ad un processo che abbiamo sviluppato per la realizzazione di elementi strutturali su Luna, Marte o asteroide. La domanda di brevetto internazionale è stata depositata appunto il 29 luglio a seguito di una domanda analoga depositata esattamente un anno fa però a livello italiano. Nel periodo trascorso dalla domanda depositata l’anno scorso abbiamo ricevuto una estremamente positiva valutazione dall’ufficio brevetti europeo che ci ha spinto a depositare la domanda a livello internazionale. La cosa che io credo sia la più rilevante è che questi elementi strutturali, che molti quotidiani hanno chiamato mattoncini piuttosto che primi elementi da costruzione, sono realizzati utilizzando suolo lunare o suolo marziano, in particolare elementi presenti nel suolo lunare quali ad esempio l’ilmenite, costituita da ossido di ferro e titanio e per quanto riguarda Marte degli ossidi di ferro di cui il Pianeta Marte è particolarmente ricco.

D: Quindi attraverso questi minerali voi riuscireste a ottenere blocchi da costruzione per moduli abitabili?

Assolutamente sì. In realtà in questa fase noi riteniamo che questi elementi consentano di realizzare delle strutture protettive per tutta una serie di condizioni avverse che sia su Luna che su Marte ci sono, per partire da temperature proibitive fino ad arrivare a piogge di meteoriti che sono all’ordine del giorno.

D: Le meteoriti riescono a raggiungere il suolo per via dell’assenza dell’atmosfera?

Sì. Intanto l’assenza di atmosfera è un concetto che vale sulla Luna, perché avendo un sesto della gravità terrestre non ha un’atmosfera, mentre Marte, dove c’è un terzo della gravità terrestre, ha una sua atmosfera molto ben definita al 95% costituita da anidride carbonica, oltre che ad altri gas quali argon e azoto. Per cui queste condizioni favoriscono la presenza di fenomeni avversi come le piogge di meteoriti, il vento solare e necessitano la protezione e la schermatura di apparecchiature, robot, umani e quant’altro.

D: E per quanto riguarda la produzione di acqua, aria e cibo, si parlava anche di questi elementi. In cosa consiste questa parte del progetto?

Occorre fare riferimento al secondo brevetto che è stato depositato sempre in data di ieri, è un brevetto italiano che attiene allo sviluppo di una nuova tecnologia di processo completa, che consente di produrre tutta una serie di sostanze quali ad esempio ossigeno, azoto, fertilizzanti, e quindi anche biomasse edibili, sia sotto forma algale sia sotto forma di vegetali che dovrebbero consentire l’instaurazione di una colonia sul pianeta Marte.

D: Parliamo di una missione umana su Marte. Dal punto di vista scientifico dove ci troviamo?

La NASA e anche altre agenzie spaziali nel mondo si stanno dando questo obiettivo. In particolare la NASA ha annunciato di voler realizzare nel 2030 una missione umana su Marte. E’ chiaro che nel momento in cui effettivamente questo programma raggiungerà una sua compiutezza in termini politici, è evidente che dovranno scegliersi le tecnologie da trasportare sul Pianeta Rosso. Evidentemente, quindi, la disponibilità di tecnologie anche italiane, tra cui quelle che sono state brevettate in questi giorni potranno giocare un ruolo concorrenziale con altre tecnologie che sono state già sviluppate, che noi riteniamo con queste due domande di brevetto di aver superato.

D: Dal punto di vista scientifico, ricordo che negli anni ’90 si era parlato del progetto Biosfera 2 che voleva ricreare una biosfera indipendente da quella terrestre ma che fu un disastro completo. Ci sono stati dei passi in avanti da allora? Ricreare un ambiente autosufficiente è oggi scientificamente plausibile?

Ma, guardi, lei faccia riferimento al fatto che la Stazione Spaziale orbitante ormai è attiva da ormai oltre 15 anni. Nella ISS sono attivi e operativi dei processi che consentono agli astronauti di sopravvivere in assenza di gravità attraverso l’apporto di ossigeno, cibo e acqua e quant’altro una volta ogni sei mesi circa da parte di una navicella, fino a poco tempo fa lo Space Shuttle,  domani la Soyuz o il Falcon 9 di SpaceX. Quindi esiste la possibilità, tecnologicamente parlando, di consentire agli astronauti di vivere all’interno di habitat opportunamente costruiti, purché ci sia un approvvigionamento costante, una volta ogni sei mesi o meno. Il nostro brevetto, il secondo, che fa riferimento alla missione marziana si interfaccia con tutte le tecnologie che oggi sono note e che sono appunto quelle della stazione spaziale orbitante, per sfruttare ciò che è disponibile in situ, quindi su Marte, per poter quindi dall’atmosfera marziana e dal suolo marziano estrarre e sfruttare le sostanze disponibili evitando di dover far ricorso alle missioni di approvvigionamento. Quindi la prendo un po’ alla larga per rispondere alla sua domanda. Le tecnologie esistono dal punto di vista dell’habitat. Dove manca ancora qualcosa è sul lato del lanciatore.

Lei sa che sulla Luna ci si arriva con le tecnologie attuali in tre giorni, ma con le tecnologie attuali su Marte si arriva in circa sei mesi. Ci sono però due lanciatori che sono stati progettati e attendono solo i finanziamenti per essere realizzati, uno è Ares 5 e l’altro è Falcon 9 di SpaceX, che è un’azienda americana privata che ha recentemente acquisito la commessa per sostituire con questo Falcon 9 la Space Shuttle che è andato in pensione. Quindi sarà il Falcon 9 che, oltre ad essere il ‘Taxi’ per andare sulla Stazione Spaziale Internazionale diventerà poi, nell’intento dei progettisti, l’altro vettore che potrebbe portare gli astronauti su Marte non più in sei mesi ma in 90 giorni.

E’ chiaro quindi che se le tempistiche di missione legate all’utilizzo del lanciatore saranno risolte, la possibilità di andare su Marte e restarci può diventare sempre più vicina, anche se il 2030 non è proprio dietro l’angolo.

D: La missione su Marte sarebbe la più costosa missione nella storia dell’uomo. Se prima c’era la Guerra Fredda a giustificare le strabilanti spese dei programmi spaziali, oggi una missione in tempi di pace che prospettive ha dal punto di vista economico sociale?

Le rispondo usando le parole di Elon Musk, il fondatore e CEO di Space X, che sostiene che per la sopravvivenza della specie umana sia necessario che l’uomo sia capace di colonizzare uno o più pianeti in modo tale da garantirsi una situazione che lo tenga il più possibile lontano dal rischio di estinzione. Musk fa proprio questo tipo di ragionamento, cioè dice: un domani che dovesse esserci una guerra nucleare o che un batterio o un virus geneticamente modificato attenti alla sopravvivenza della specie umana, diventa assolutamente necessaria la possibilità di non estinguersi come successe per i dinosauri. Quindi io parlo del sociale, in un certo senso, cioè della conservazione della specie umana.

E’ chiaro che la missione non è banale in termini economico-finanziari però, come dire, il denaro pubblico se ne spreca tanto. Se lo si investisse con una certa oculatezza in settori di questo tipo io penso che comunque sarebbe un plus. E’ chiaro che – ma non vorrei sembrarle troppo politico in quello che sto dicendo – tutti questi discorsi non se li può permettere un Paese solo. Deve diventare un obbiettivo comune di più Paesi, bisognerebbe uscire dall’ottica del ‘vinco io’, ‘vinci tu’, in questo modo non si riuscirà a raggiungere questi obiettivi. Anche se alcuni Paesi, ad esempio la Cina, ipotizzano nel 2030 di andare sulla Luna. C’è ovviamente una spinta a voler dimostrare tecnologicamente di poter raggiungere certi obbiettivi, ma sulla Luna si farebbe comunque un mordi e fuggi, perché non c’è nient’altro, se non il suolo. Senza l’atmosfera è un po’ difficile restare in un luogo a lungo, anche se è un obbiettivo effettivamente molto vicino.

D: E invece Marte cosa avrebbe da offrire all’uomo?

Offre intanto dei livelli termici meno drammatici e offre l’anidride carbonica – l’atmosfera marziana è per il 95% anidride carbonica – e poi il suolo. Ma è l’anidride carbonica che consente di innescare tutta una serie di processi che noi abbiamo brevettato e che portano ai prodotti di cui abbiamo detto.

D: Perché l’anidride carbonica contiene l’ossigeno?

Certo, c’è ossigeno, c’è carbonio, nell’atmosfera per un 2% c’è anche dell’azoto che può essere sfuttato e quindi si possono immaginare processi, impianti e tecnologie vitali.