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INQUADRA Apri l’app. Potresti dover autorizzare l’accesso alla tua fotocamera. Inquadra la pagina con la fotocamera dello smartphone o del tablet e vedrai che su alcune figure appariranno dei grossi pallini rossi.
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GODITI LO SPETTACOLO! Tocca i pallini rossi con il dito per far partire i video, in tutto il libro ce ne sono 50!
Titolo originale: The Atlas of Space Adventures Direttore del progetto: Anne McRae Illustrazioni: MUTI Testi: Anne McRae Supervisione scientifica: Stephen P. Maran Layout: Marco Nardi Per l’edizione originale: © 2019 Nextquisite Ltd Kemp House, 152-160 City Road, London EClV 2NX, United Kingdom Tutti i diritti riservati. www.nextquisite.com Per l’edizione italiana: traduzione: Federica Rupeno © 2019 Editoriale Scienza srl via Bolognese, 165 – 50139 Firenze – Italia via C. Beccaria, 6 – 34133 Trieste – Italia www.editorialescienza.it www.giunti.it Prima edizione: maggio 2019 Stampato in Slovacchia Marchio e logo Apple sono registrati negli U.S.A. e negli altri paesi. App Store è un servizio di Apple Inc.
Testi di Anne McRae Illustrazioni di MUTI Supervisione scientifica di Stephen P. Maran
INDICE 6-7
PIANETA TERRA Il viaggio inizia qui
8-9
VITA SPAZIALE La Stazione Spaziale Internazionale
10-11
SULLA LUNA Rampa di lancio per il futuro
12-13
FINO AL SOLE Roba che scotta!
14-15
IL SISTEMA SOLARE Esploriamo il vicinato
16-17
MERCURIO Fuoco e ghiaccio
18-19
VENERE Il gemello infernale
20-21 MARTE La nostra prossima casa? 22-23 ASTEROIDI Rocce volanti 4
INDICE
24-25 GIOVE Il più grande gigante gassoso 26-27 SATURNO Il pianeta dai fantastici anelli
36-37 ESOPIANETI Pianeti extrasolari 38-39 STELLE Dove le stelle nascono e muoiono 40-41 GALASSIE Grandi raccolte di stelle
28-29 URANO Il pianeta inclinato 30-31 NETTUNO Il gigante di ghiaccio blu
42-43 IL BIG BANG Dal Big Bang al Big Rip
32-33 I CONFINI DEL SISTEMA SOLARE La fascia di Kuiper e la nube di Oort
44-45 CHE COSA CI RISERVA IL FUTURO? Che cosa accadrà?
34-35 LA VIA LATTEA Volare tra le stelle
46-48 INDICE ANALITICO 5
V ITA Anche se ci piace pensare di non essere soli nell’Universo, gli scienziati non hanno ancora trovato una prova che dimostri l’esistenza della vita al di fuori del nostro pianeta. Sulla Terra ci sono milioni di specie di piante e animali: dai minuscoli batteri fino alle creature più grandi e complesse. Se dovessimo trovare altri esseri viventi da qualche parte nell’Universo è piuttosto improbabile che assomiglino a questo tipo qua.
PIANETA TERRA Benvenuti a bordo! Stiamo per intraprendere un viaggio che ci porterà fino alle origini dell’Universo. Prima di partire, però, osserviamo più da vicino il pianeta su cui viviamo per capire che cosa lo rende così speciale. La Terra è unica sotto molti aspetti, innanzitutto perché ospita la vita. Questo è possibile perché il nostro pianeta dispone di molta acqua e di un’atmosfera ricca di ossigeno, che permette a esseri umani, piante e animali di sopravvivere.
GIO R NO E N O TT E
S T A G I ONI
Orbitando intorno al Sole, la Terra gira anche su se stessa e completa una rotazione ogni 24 ore*. Il lato rivolto al Sole è inondato dalla luce (dì), mentre il lato opposto è immerso nell’oscurità della notte.
La Terra completa un’orbita intorno al Sole in 365 giorni (esattamente 365,25). Le stagioni sono prodotte dalla leggera inclinazione dell’asse terrestre: mentre la Terra gira intorno al Sole il suo asse punta autunno sempre nella stessa direzione, quindi ad essere più esposte alla luce solare inverno diretta sono aree diverse.
dì luce solare
notte
asse terrestre
estate
primavera
Stagioni dell’emisfero boreale.
*1 giorno terrestre = 23,934 ore
L A TE RR A S O T T O I P IE D I Quello su cui camminiamo è il sottile strato esterno della Terra: la crosta terrestre. Verso il centro del nostro pianeta c’è uno spesso strato di roccia fusa detto mantello; poi il nucleo esterno, fatto di ferro e nichel liquido, e infine un nucleo interno solido.
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IL VIAGGIO INIZIA QUI
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I L CI E LO LAS SÙ
esosfera
crosta terrestre
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Il nostro pianeta è avvolto dall’atmosfera, uno strato di gas trattenuto dalla forza di gravità che rende possibile la vita sulla Terra. Ci tiene al caldo e ci protegge dai pericolosi raggi ultravioletti del Sole, inoltre è ricca dell’ossigeno che ci serve per respirare! termosfera
oceano
mesosfera L’atmosfera ha cinque strati principali:
stratosfera troposfera
Terra
I L PI AN E T A BLU
SPAZ Z ATURA SPAZ IAL E
Visto dallo Spazio il nostro pianeta è una palla azzurra perché oltre il 70% della sua superficie è coperto d’acqua. L’acqua assorbe i colori con lunghezze d’onda lunghe come il rosso, l’arancione e il giallo e riflette invece i colori con lunghezze d’onda corte come l’azzurro. La Terra è l’unico pianeta del Sistema Solare in cui è presente acqua allo stato liquido. Si trova in fiumi e laghi, paludi e stagni, ma ben il 97% va a formare gli oceani. Secondo gli scienziati la vita si è evoluta proprio in questo ambiente.
Il primo satellite mai costruito è lo Sputnik 1, che fu lanciato in orbita intorno alla Terra dall’Unione Sovietica nel 1957. Da allora ben 40 Paesi hanno mandato in orbita oltre 8100 satelliti. Di questi, quasi 5000 continuano a orbitare, ma solo 1900 sono ancora in funzione. Per fortuna nello Spazio c’è un sacco di… beh, spazio e quindi non si scontrano!
sate
lliti
Terra
I satelliti eseguono svariati compiti. Alcuni, come il telescopio spaziale Hubble o la Stazione Spaziale Internazionale (vedi pp. 8-9), permettono agli scienziati di esplorare lo Spazio. Altri invece sono usati per le comunicazioni, l’osservazione militare, le previsioni del tempo e i sistemi di navigazione come il GPS.
LUNA
SU
D-EST ASIAT
IC
OCEANO PACIFICO
O
PAPUA NUO
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GU
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Il Pacifico è l’oceano più esteso del mondo e copre circa il 30% della superficie terrestre. Se potessimo riunire tutta la terraferma del mondo in un’unica area, il Pacifico riuscirebbe a contenerla.
SOLE
AUSTRALIA
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A COS A SE R VE ?
VITA SPAZIALE
Gli scienziati della ISS studiano astronomia, meteorologia, medicina. Si interessano in particolare agli effetti che la vita nello Spazio ha sul corpo umano: i futuri progetti di colonizzazioni e viaggi interstellari dipenderanno proprio da questo!
La nostra prima avventura è un breve viaggio sulla ISS (Stazione Spaziale Internazionale, in inglese International Space Station). Per raggiungerla chiederemo un passaggio a un razzo russo Soyuz che parte da un cosmodromo in Kazakistan. Il viaggio non è lungo, ma l’attracco è complicato: per allinearsi perfettamente con la Stazione in movimento possono volerci molte ore. Una volta a bordo ci uniremo all’equipaggio per un delizioso pranzetto a base di cibo liofilizzato, essiccato, precotto e disidratato!
La ISS è il terzo oggetto più luminoso visibile nel cielo notturno dopo la Luna e Venere. Se vuoi vederlo passare sopra la tua testa, puoi ottenere un elenco dei punti di avvistamento sul sito web http://spotthestation.nasa.gov
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Gli astronauti si allenano per almeno due ore ogni giorno perché a gravità zero il corpo umano perde massa muscolare e ossea. Si agganciano al tapis roulant per non volare via!
LA ISS La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) è il velivolo spaziale più grande mai costruito. Ed è anche il più caro: è costato oltre 120 miliardi di dollari! La ISS orbita intorno alla Terra a soli 400 km dalla superficie del nostro pianeta. Sfreccia a circa 27 600 km all’ora e completa un’orbita in 92 minuti. Ha un equipaggio fisso di tre persone, ma c’è spazio per altri 7 visitatori. I membri dell’equipaggio vi soggiornano per circa sei mesi.
struttura centrale pannelli solari La ISS è costruita su un’intelaiatura centrale e dispone di otto paia di pannelli solari che trasformano la luce del Sole in elettricità.
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LA STAZIONE SPAZIALE INTERNAZIONALE
braccio robotico
L’ASSEMBLAGGIO Nella costruzione della ISS sono stati coinvolti sedici Paesi. Grande come un campo di calcio, è stata assemblata, modulo dopo modulo, direttamente nello Spazio a partire dal 1998.
IL FUTURO La ISS chiuderà entro il 2030. La Cina punta ad avere la sua stazione spaziale in orbita entro il 2025. La NASA invece sta progettando la Gateway, una nuova stazione che orbiterà intorno alla Luna.
Gli astronauti aggiungono nuovi moduli fluttuando all’esterno della stazione. L’assemblaggio è stato completato nel 2011.
Terra
Ga
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ay
Luna
Veicoli spaziali privi di equipaggio riforniscono regolarmente la ISS di cibo, aria, acqua e attrezzature. Le missioni di rifornimento sono eseguite dai velivoli russi Progress, gli europei Automated Transfer Vehicles, i giapponesi Kounotori, gli americani Dragon e Cygnus.
L’inizio della costruzione della Gateway è previsto per il 2022. Ci sarà spazio per un equipaggio di quattro membri. Essendo una missione tanto lontana e costosa, la stazione potrebbe non essere abitata in modo permanente. Alla missione potrebbero unirsi altre nazioni.
SPAZIO PRIVATO La p
Sull a ipì v ISS ci s iene o no fi in a ltrat a due b cqu a p e tr a agni ota . s bile for m . ata
Anche alcune compagnie private si stanno avventurando nello Spazio o progettano di farlo. Le stazioni spaziali commerciali potrebbero essere affittate agli scienziati oppure trasformate in hotel in cui sarà possibile trascorrere una vacanza spaziale! La prima stazione spaziale privata del mondo potrebbe assomigliare a questa. È progettata dall’azienda statunitense Axiom.
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COM’È NAT A LA LU N A ?
B A S E LU N AR E
Dopo la sua formazione, la Terra si scontrò con un piccolo pianeta. I frammenti originati dall’urto pian piano si fusero creando la Luna.
Una base lunare potrebbe rivelarsi un rifugio sicuro in caso di catastrofe sulla Terra, ma sarebbe anche una perfetta rampa di lancio per colonizzare Marte o esplorare il resto del Sistema Solare e lo Spazio profondo. La forza di gravità della Luna è solo il 17% di quella terrestre, quindi lanciare una navicella spaziale da lì sarebbe molto più facile.
Terra
2. L’impatto con la Terra distrugge il pianeta.
1. Un piccolo pianeta sfreccia verso la Terra.
Luna
3. I frammenti vengono catturati dalla forte gravità terrestre.
Terra
4. I pezzetti si raggruppano e gradualmente formano la Luna.
telescopio lunare telescopio
serra lunare
visiera videocamera casco impianto di comunicazione Ogni tuta spaziale EMU costa circa 250 milioni di dollari. Ha tutto ciò che serve all’astronauta quando si trova all’esterno di un velivolo o di una base, inclusa l’acqua da bere e un pannolone.
busto rigido controllo della temperatura modulo di controllo guanti
TUTTI IN TUTA Nello Spazio, gli astronauti devono indossare una tuta come la EMU (ExtraVehicular Mobility Unit) della NASA. Oltre a fornire ossigeno, la tuta protegge dalle radiazioni e dal freddo.
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RAMPA DI LANCIO PER IL FUTURO
stivali lunari
Gli scienziati studiano come coltivare frutta e verdura sulla Luna.
SULLA LUNA La prossima tappa è la Luna, la nostra vicina più prossima. A circa 385 000 km di distanza dalla Terra, in termini cosmici si trova proprio a un passo da noi. Tuttavia nessuno ci ha mai più messo piede dopo la missione Apollo del dicembre 1972. I viaggi spaziali, infatti, richiedono tecnologie molto avanzate e sono costosissimi. Agli astronauti che raggiungono la Luna serve un lanciatore (per staccarsi dal suolo), un razzo (per il viaggio di 3 giorni), una capsula (per l’equipaggio) e un modulo di allunaggio. Gli scienziati di diversi Paesi e alcune aziende private stanno progettando di raggiungere la Luna per stabilirvi una colonia permanente entro dieci o vent’anni. Con lo sviluppo del turismo spaziale potresti avere la fortuna di camminare sulla Luna pure tu!
Terra
Venere
Durante il giorno i pannelli solari producono energia elettrica.
veicolo lunare
Le basi sotterranee proteggono gli esseri umani dalle radiazioni e dal freddo.
Vivere sulla Luna per mesi interi permetterà di capire in che modo il corpo umano si adatta alla vita nello Spazio.
APO L L O 11 Terra
Il primo allunaggio risale al luglio del 1969. Gli astronauti statunitensi della missione Apollo 11 Neil Armstrong e Buzz Aldrin piantarono la bandiera, parlarono con il presidente, raccolsero alcuni campioni di roccia e poi rientrarono nel modulo lunare.
Buzz Aldrin saluta dopo aver conficcato la bandiera USA nella dura superficie lunare.
tuta spaziale
bandiera USA appositamente progettata per la Luna
modulo lunare Eagle
L’Apollo 11 allunò su un’area piatta e liscia nota come Mare della Tranquillità.
sismometro
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FINO AL SOLE La missione di oggi è scottante, nel vero senso della parola: si parte per il Sole! Il nostro viaggio coprirà circa 150 milioni di km, quindi sfrecciando alla velocità della luce ci metteremo circa 8 minuti. Il Sole è una stella, uguale a tutte quelle che vediamo in cielo di notte, ma più vicina. Come gran parte delle stelle, quindi, il nostro Sole è un’enorme palla di gas incandescente. L’idrogeno del suo nucleo si trasforma in elio con un processo detto fusione nucleare, generando grandi quantità di energia che si irradiano sotto forma di luce e calore. Il Sole costituisce il 99,8% della massa dell’intero Sistema Solare e la sua immensa gravità mantiene tutti i pianeti, le lune, gli asteroidi e le comete in orbita intorno ad esso.
MACCHIE SOLARI Le aree scure sulla superficie del Sole sono note come macchie solari. Sono causate da cambiamenti nel campo magnetico e compaiono ogni 11 anni.
ZO N qu A C es ON de ta l S ar VET e s ole ea l TIV ’e A s ir im i m ner es uo gia co ve la.
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NUCLEO Il nucleo del Sole è simile a un gigantesco reattore nucleare. La temperatura è di circa 15 milioni di gradi Celsius!
ZONA RADIATIVA L’energia proveniente dal nucleo si fa strada verso la superficie. Per attraversare questa zona possono volerci 100 000 anni.
FOTOSFERA Da qui si sprigiona la luce del Sole.
Se potessimo catturare l’energia che il Sole genera in un solo secondo, basterebbe a soddisfare tutto il fabbisogno energetico della Terra per 500 milioni di anni.
CORONA È lo strato più esterno dell’atmosfera.
V ENT O S O L A R E La corona del Sole rilascia un flusso di particelle cariche, detto vento solare, che attraversa il Sistema Solare a quasi 1 600 000 km all’ora. Fortunatamente la Terra ha un campo magnetico che le fa da scudo e solo tempeste solari molto potenti possono mettere fuori uso reti elettriche e satelliti. Alcuni scienziati hanno pensato di costruire velivoli spaziali con enormi vele in modo da catturare questo vento e usarlo per muoversi nel Sistema Solare senza bisogno di carburante.
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ROBA CHE SCOTTA!
La Parker Solar Probe in lancio da Cape Canaveral, in Florida (USA). La sonda cercherà di carpire i segreti del vento solare e di spiegare, tra le altre cose, perché la corona del Sole è più calda della sua superficie.
SFIO RARE IL SO L E Nell’agosto del 2018 la NASA ha lanciato una delle sue missioni più “scottanti”. La sonda Parker Solar Probe è grande più o meno come una piccola auto e ha già battuto due importanti record spaziali: ha viaggiato più veloce di qualsiasi oggetto costruito dall’uomo e si è avvicinata al Sole più di qualsiasi altro velivolo spaziale. Continuerà a battere questi record nei prossimi sei anni, raggiungendo una velocità massima di circa 695 000 km all’ora nel 2024. Una volta raggiunto il punto più vicino al Sole nel 2025, la sonda si getterà nella corona, lo strato più esterno dell’atmosfera solare, a soli 6 milioni di km dalla superficie del Sole.
PARKER SOLAR PROBE La sonda prende il nome da Eugene Parker, lo scienziato che spiegò come si forma il vento solare.
T U T T I A BOR D O Un concorso organizzato dalla NASA ha dato a tutti la possibilità di inserire il proprio nome in un chip sulla sonda.
La sonda è protetta da uno scudo spesso 12 cm che può resistere a temperature fino a 1400 °C.
Il pubblico ha inviato più di un milione di nomi, che ora fanno parte di questo epico viaggio verso il Sole.
BRILLAMENTI Dalla superficie del Sole fuoriescono massicce protuberanze causate da un improvviso rilascio di energia.
VOLI RAVVICINATI La sonda Parker ha completato il suo primo volo ravvicinato accanto al Sole nell’ottobre del 2018. Ne compirà altri 23 nei prossimi 7 anni.
voli ravvicinati Sole
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