Immaginiamo di salire su un’astronave diretta verso Marte. I motori si accendono, la Terra diventa sempre più piccola e davanti a noi si apre lo spazio interplanetario. Quanto tempo dovremmo trascorrere a bordo prima di raggiungere il Pianeta Rosso?
La risposta potrebbe sorprendere chi immagina un viaggio quasi diretto: per arrivare su Marte servono generalmente dai 6 ai 9 mesi, anche se alcune missioni possono impiegare più tempo. La NASA indica circa 7-10 mesi per una traiettoria relativamente diretta, mentre la durata effettiva dipende dalla posizione dei pianeti, dalla velocità della sonda e dal percorso scelto.
Non è soltanto una questione di distanza. Terra e Marte si muovono continuamente attorno al Sole, e partire nel momento sbagliato può rendere il viaggio molto più complicato.
Perché ci vogliono così tanti mesi per raggiungere Marte?
La difficoltà sta in un dettaglio che sulla Terra tendiamo a dare per scontato: quando viaggiamo verso una città, la destinazione rimane sostanzialmente ferma. Marte, invece, continua a muoversi.
La Terra completa un’orbita attorno al Sole in circa 365 giorni, mentre Marte impiega circa 687 giorni terrestri. Questo significa che i due pianeti cambiano continuamente posizione l’uno rispetto all’altro.
Una sonda diretta verso Marte non può semplicemente puntare verso il pianeta e procedere in linea retta. Deve dirigersi verso il punto dello spazio in cui Marte si troverà diversi mesi dopo il lancio.
È un po’ come cercare di intercettare un’automobile in movimento. Puntare verso la sua posizione attuale non basta: bisogna prevedere dove arriverà e calcolare il proprio percorso di conseguenza.
Per questo le missioni utilizzano traiettorie orbitali progettate con grande precisione. Una delle soluzioni classiche è il trasferimento di Hohmann, un percorso ellittico attorno al Sole che permette di spostarsi dall’orbita terrestre a quella marziana contenendo il consumo di propellente.
Il risultato è un viaggio più lungo rispetto all’ipotetica linea retta tra i pianeti, ma energeticamente molto più conveniente. La spiegazione è illustrata anche nel video educativo della NASA Jet Propulsion Laboratory dedicato al viaggio verso Marte.
Quanto dista Marte dalla Terra?
La distanza tra Marte e la Terra non è fissa.
Quando i due pianeti si trovano in posizioni favorevoli delle rispettive orbite, possono avvicinarsi a meno di 60 milioni di chilometri. Quando invece si trovano su lati opposti del Sole, la separazione può superare i 400 milioni di chilometri.
Si tratta di una differenza enorme, che rende impossibile indicare una distanza unica valida in qualsiasi momento.
Ma c’è un particolare ancora più interessante: la distanza minima tra Terra e Marte non coincide necessariamente con il momento migliore per lanciare una missione.
Se aspettassimo che i due pianeti raggiungano il massimo avvicinamento prima di partire, Marte continuerebbe a spostarsi durante il viaggio. Una traiettoria efficiente richiede quindi di anticiparne la posizione.
Perché le missioni partono circa ogni 26 mesi?
Le opportunità più favorevoli per raggiungere Marte con un consumo relativamente contenuto di carburante si presentano circa ogni 26 mesi.
Questo intervallo dipende dal diverso periodo orbitale dei due pianeti. La Terra, muovendosi più velocemente attorno al Sole, raggiunge periodicamente configurazioni favorevoli rispetto a Marte.
Durante queste finestre di lancio, chiamate launch windows, è possibile impostare traiettorie particolarmente efficienti.
Per una missione robotica, perdere la finestra prevista può significare dover attendere oltre due anni prima di avere un’altra opportunità paragonabile.
Non significa che sia fisicamente impossibile partire in altri momenti. Significa che una partenza fuori dalla finestra favorevole può richiedere molta più energia, rendendo la missione meno conveniente o incompatibile con le capacità del veicolo.
Il meccanismo è descritto nella cronologia delle missioni marziane della NASA.
Quanto hanno impiegato le sonde NASA ad arrivare su Marte?
Le missioni reali permettono di capire meglio quanto duri il viaggio.
Perseverance – circa 7 mesi
Lanciato il 30 luglio 2020, il rover Perseverance è atterrato su Marte il 18 febbraio 2021, dopo circa 203 giorni di viaggio.
Curiosity – circa 8 mesi e mezzo
Il rover Curiosity è partito il 26 novembre 2011 ed è arrivato sul Pianeta Rosso il 6 agosto 2012. Il viaggio è durato circa 254 giorni.
Mars Reconnaissance Orbiter – circa 7 mesi e mezzo
Questa sonda destinata a studiare Marte dall’orbita ha impiegato circa sette mesi e mezzo per raggiungere il pianeta, secondo i dati NASA.
Le differenze tra queste missioni dimostrano che non esiste una durata universale. Ogni viaggio viene pianificato considerando il veicolo, l’orbita di partenza, la destinazione e le manovre necessarie all’arrivo.
Si potrebbe arrivare su Marte in meno di sei mesi?
In linea teorica sì. Con una traiettoria più veloce e una maggiore disponibilità di energia, sarebbe possibile ridurre i tempi di trasferimento.
Il problema è che una maggiore velocità non si ottiene gratuitamente.
Un veicolo spaziale deve prima acquisire l’energia necessaria per modificare la propria orbita attorno al Sole. All’arrivo, se deve entrare in orbita marziana o atterrare, deve anche gestire la velocità rispetto al pianeta.
Ridurre il tempo di viaggio può quindi aumentare notevolmente le esigenze di propulsione e frenata.
Con i sistemi chimici convenzionali, il carburante aggiuntivo rappresenta un limite concreto: trasportare più propellente aumenta la massa del veicolo, che a sua volta richiede maggiore energia per essere accelerata.
Per questo vengono studiate tecnologie alternative, tra cui sistemi di propulsione nucleare termica, che potrebbero offrire vantaggi per alcune future missioni.
Non esiste però un tempo minimo garantito applicabile a qualsiasi astronave. Le durate ipotizzate per i sistemi futuri dipendono dalle prestazioni effettivamente raggiungibili e dalle caratteristiche della missione.
E se a bordo ci fossero degli astronauti?
Per una missione con equipaggio, il problema non sarebbe soltanto arrivare.
Un viaggio di diversi mesi significherebbe vivere in un ambiente confinato, lontano dalla Terra e senza possibilità di ricevere rapidamente assistenza.
Gli astronauti dovrebbero affrontare una serie di difficoltà specifiche.
La prima riguarda l’esposizione alle radiazioni spaziali. Fuori dalla protezione del campo magnetico terrestre, l’equipaggio sarebbe maggiormente esposto ai raggi cosmici e agli eventi energetici solari.
Un altro problema è la microgravità durante il trasferimento, che può provocare perdita di massa muscolare e alterazioni dell’apparato scheletrico. Servirebbero contromisure adeguate per limitare questi effetti.
Poi c’è la questione delle risorse: ossigeno, acqua, alimentazione, sistemi di supporto vitale e componenti di ricambio dovrebbero essere disponibili per tutta la durata prevista, con margini sufficienti per affrontare eventuali imprevisti.
Un veicolo destinato a trasportare esseri umani deve quindi rispettare requisiti molto diversi da quelli di una sonda robotica.
Quanto durerebbe una missione completa, andata e ritorno?
Qui emerge una differenza spesso trascurata: raggiungere Marte in sette mesi non significa poter tornare sulla Terra dopo altri sette mesi.
Le posizioni dei due pianeti continuano a cambiare anche durante la permanenza sulla superficie marziana.
In una missione che utilizza trasferimenti energeticamente efficienti, l’equipaggio potrebbe dover attendere molti mesi prima della finestra favorevole per il ritorno.
Alcune architetture di missione prevedono una permanenza di circa 500 giorni su Marte, oltre ai tempi necessari per l’andata e il rientro.
In questi scenari, l’intera missione potrebbe durare all’incirca due anni e mezzo o anche tre, a seconda della traiettoria e del programma scelto.
Esistono proposte con permanenze più brevi, ma richiedono compromessi differenti in termini di energia, durata dei trasferimenti e organizzazione della missione.
Il viaggio finisce quando si raggiunge Marte? Non proprio
Dopo mesi di navigazione, una sonda deve affrontare una delle fasi più delicate: l’arrivo.
Se la missione prevede di entrare in orbita, il veicolo deve rallentare abbastanza da essere catturato dalla gravità marziana.
Se invece deve raggiungere la superficie, la situazione è ancora più complessa.
Marte possiede un’atmosfera molto più rarefatta di quella terrestre. È abbastanza densa da generare un forte riscaldamento durante l’ingresso, ma non sempre sufficiente a rallentare da sola una sonda fino a una velocità sicura per l’atterraggio.
Perseverance, per esempio, ha affrontato una discesa di circa sette minuti, utilizzando uno scudo termico, un paracadute e un sistema di discesa propulsa con gru volante, chiamato sky crane.
La NASA ha documentato questa sequenza nel profilo ufficiale dell’atterraggio di Perseverance.
Durante quella fase, i segnali radio impiegavano più di 11 minuti per raggiungere la Terra. Quando i controllori ricevevano le informazioni sull’ingresso nell’atmosfera, il rover aveva già completato l’atterraggio.
Non sarebbe stato possibile pilotarlo in tempo reale dalla Terra: la sequenza doveva svolgersi autonomamente.
È forse il dettaglio che descrive meglio la difficoltà di un viaggio verso Marte. Possiamo calcolare con mesi di anticipo quando un veicolo raggiungerà il pianeta, ma negli ultimi minuti dell’atterraggio la sua sicurezza dipende soprattutto dai sistemi automatici preparati prima della partenza.
DOMANDE FREQUENTI
Quanto tempo ci vuole per arrivare su Marte alla velocità della luce?
La luce impiega circa 3 minuti per raggiungere Marte quando i due pianeti sono particolarmente vicini e oltre 22 minuti quando sono alla massima distanza. Si tratta di tempi teorici per un segnale luminoso, non raggiungibili da un’astronave dotata di massa. NASA Science
Si può andare su Marte con un’astronave oggi?
Le tecnologie spaziali attuali permettono di inviare sonde e rover su Marte, come dimostrato dalle missioni NASA. Un viaggio con astronauti richiede invece sistemi di trasporto, protezione e supporto vitale adeguati a una missione interplanetaria di lunga durata. NASA
Quanto tempo ci vuole per andare su Marte rispetto alla Luna?
Le missioni Apollo impiegavano circa tre giorni per raggiungere la Luna, mentre il viaggio verso Marte richiede normalmente diversi mesi. La differenza dipende dalle distanze, dalle traiettorie orbitali e dalle esigenze energetiche delle missioni. NASA
FONTI UTILIZZATE
Le fonti sono tutte NASA o NASA/JPL, con collegamenti alle pagine originali.
1. NASA – How Long Does It Take to Get to Mars? — Durata tipica dei trasferimenti verso Marte e confronto con la Luna.
2. NASA/JPL – Mars in a Minute: How Do You Get to Mars? — Traiettorie, tempistiche e necessità di intercettare il pianeta.
3. NASA – Mars Mission Timeline — Finestre di lancio e allineamento orbitale.
4. NASA – Perseverance — Opportunità di lancio ogni 26 mesi.
5. NASA – Humans to Mars — Distanze tra Terra e Marte ed esplorazione umana.
6. NASA/JPL – Mars at a Glance — Periodo orbitale di Marte.
7. NASA – Mars 2020 Perseverance — Date di lancio e atterraggio.
8. NASA – Mars Exploration — Cronologia delle missioni e date di Curiosity.
9. NASA – Five Hazards of Human Spaceflight — Rischi e difficoltà dei viaggi con equipaggio.
10. NASA – Human Exploration of Mars, Design Reference Architecture — Scenario progettuale con circa 500 giorni di permanenza e 900 giorni complessivi di missione.
11. NASA – Perseverance Entry, Descent and Landing Profile — Fasi di atterraggio e ritardi delle comunicazioni.
12. NASA – Mars Relay Network — Distanze interplanetarie e tempi di propagazione dei segnali radio.
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