Grande strategia

Tutto si muove: negli States il parlamento approva, con un voto bipartisan la prima legge per lo sfruttamento minerario degli asteroidi. Un magnate russo, Yuri Millner finanzia prima il SETI e poi la prima missione diretta ad Alpha Centauri. La stella di Tabby mette sotto pressione gli astronomi di tutto il mondo: si tratta di un fenomeno naturale ancora sconosciuto o della costruzione di una sfera di Dyson? Intanto, a bordo del Tredicesimo Cavaliere… 

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L’interno di un mondo-colonia, detto anche astronave-arca. Ruotando lungo il suo asse maggiore, genera una forza centrifuga sulle paeti interne del cilindro, che agisce di fatto come un campo gravitazionale. Progettato per contenere un’intera biosfera del tutto autosufficiente.

Il molto piccolo può condurci al molto grande. Le dimensioni del carico utile, per prima cosa, possono essere ridotte mano a mano che apprendiamo l’arte della miniaturizzazione, dandoci grandi risultati con un “piccolo sforzo”! Nel senso che possiamo pensare a minuscole sonde interstellari, ciascuna non più grande di un ago da cucito, ma dotata di intelligenza artificiale e capace di comportarsi come elemento di uno sciame. Potrebbero un giorno essere lanciate nello Spazio, come <Robert Freitas> ha immaginato, in vere e proprie ondate di esplorazione.

Padroneggiare la miniaturizzazione rende praticabile il più lungo di tutti i viaggi. Ma i piccoli carichi utili mi fanno pensare a ben altri costrutti. Supponiamo che in un centinaio d’anni riuscissimo a lavorare al livello del singolo atomo: potremmo costruire manufatti e infrastrutture in loco, partendo dall’abbondante materiale grezzo disponibile tra Marte e Giove nella Cintura Principale degli Asteroidi e nella Fascia di Kuiper. Diventerebbe possibie allora pensare a enormi astronavi-arca, del tipo di quelle progettate da Gerard O’Neill che un giorno potrebbero ospitare intere comunità umane. In questo senso potremmo concludere che le nanotecnologie aprono la strada a una nuova civiltà basata su enormi mondi-colonia semoventi.

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Astronave – arca: particolare interno

In uno di questi, nel corso della sua esplorazione della periferia sempre più estrema del Sistema Solare, la popolazione potrebbe rimanere così coinvolta in quel nuovo modo di vivere da decidere di indirizzare l’astronave-arca su una traiettoria centrifuga. Forse allora potrà avere inizio, e continuare nei millenni successivi, l’esplorazione dei sistemi stellari più vicini, recuperando lungo la strada il materiale grezzo necessario alla sopravvivenza. In questo caso potrebbero le nanotecnologie un giorno aiutarci nella costruzione di quelle strutture lenticolari   progettate da Robert Forward per collimare i raggi laser sulle navi destinate a trasportare gli uomini verso le stelle? Usando queste tecnologie, Forward avrebbe potuto ottenere tempi di volo misurabili in decenni e non millenni: l’arte del piccolo funziona anche col grande.

I prossimi cento anni

Rimanendo in un futuro prossimo la realtà virtuale, resa possibile dalla miniaturizzazione e dai microsatelliti, potrebbe giocare un ruolo importante nell’esplorazione di Marte. Emily Lakdawalla, della Planetary Society, scrive in un articolo apparso su Nautilus, dal titolo “Ecco cosa faremo nello Spazio tra un secolo”, che corpi robotizzati non hanno necessità né d’acqua, né di un rifugio. Installare robot sulla superficie di Marte in funzione di avatar di esseri umani ospitati in stazioni orbitali, ci permetterebbe di esplorare e mappare vasti territori con rischi minimi per la vita. Stiamo parlando di costruire infrastrutture che col tempo potrebbero essere distribuite ovunque nel Sistema Solare.
Una sorta di Marte virtuale che non dovrebbe affatto piacere a Elon Musk, data la sua intenzione di camminare sulla superficie marziana un giorno o l’altro, e, considerata la crescita dello Spazio come nuova frontiera del commercio, è possibile che compagnie private arrivino sulla superficie del pianeta prima delle missioni robotizzate della NASA o dell’ESA, come immaginate da Lakdawalla. Ma di sicuro qui si può individuare una miscela razionale di umano e robotico. Non riusciremo mai a domare lo spirito di ricerca che spinge qualcuno di noi a insistere per la realizzazione di missioni pilotate – e nemmeno dovremmo farlo – ma le missioni robotizzate, con i loro indiscutibili vantaggi, eserciteranno di sicuro una grande influenza nella creazione di una presenza umana sulla superficie o nell’orbita di qualsiasi corpo celeste andremo a esplorare.

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Haumea, Fascia di Kuiper: un giorno dura 3,9 ore e i risultati si vedono.

 Sono in perfetto accordo con le idee di Lakdawalla su cosa succederà dopo. La maggior parte dei pianeti extrasolari finora scoperti sono delle dimensioni di Nettuno, perciò sarebbe utile sapere di più su questa tipologia di pianeta inviando un lander proprio su Nettuno. Ma c’è pure Urano, che è più piccolo, eppure rientra comunque nella stessa tipologia. E’ anche più vicino, però, e per ragioni inerenti all’estrema inclinazione del suo asse di rotazione, è consigliabile visitarlo in date prossime al suo equinozio. L’ultimo è stato nel 2007 e il prossimo sarà nel 2049, e sarò molto amareggiato se non avremo, per quella data, un nave sulla superficie o in arrivo su Urano. Ma prima di quella, potremmo mandarne una diretta a Nettuno, che peraltro ha un’ulteriore motivo di attrattiva: la luna Tritone, probabilmente un oggetto proveniente dalla Cintura di Kuiper, dove Voyager 2 localizzò due geyser attivi.

Tritone può rivelarsi irresistibile, specialmente dopo quanto visto su Plutone, ma si potrebbe dire lo stesso per oggetti della Cintura di Kuiper come Haumea, un interessante pianeta nano che compie una rotazione ogni 3,9 ore e conta due lune. Una di esse, Hi’Laka, si segnala per avere un diametro tra i 300 e 350 km, che la pone tra i cinque più grandi asteroidi del Sistema Solare. L’interesse scientifico qui è stuzzicato dalla convinzione che la forma oblunga di Haumea sia il risultato di una collisione, e forse ciò offre la possibilità per un esame geologico più approfondito. In ogni caso, la sua superficie altamente riflettente sembra essere ricoperta da ghiaccio d’acqua, e ciò potrebbe significare che esiste una forma di criovulcanismo attivo. Mi torna di nuovo in mente Tritone…
Per realizzare quale sarebbe il progetto originale di missione su Haumea, vedi Fast Orbiter to Haumea e Haumea, Technique and Rationale basati su un’idea di Joel Poncy (Thales Alenia Space, France), presentato alla Conferenza Interstellare di Aosta del 2009. Ma nel soppesare le missioni dirette al Sistema Solare esterno, bisogna tenere a mente la ricerca del presunto nono pianeta, la cui scoperta raddoppierebbe le congetture su quale tipo di tecnologia potrebbe consentirci di arrivare lassù. Lakdawalla segnala questa possibilità, ma chiarisce anche che quel corpo celeste si trova 10 volte più lontano di Plutone, e che ci vorrebbe una vera e propria rivoluzione nella scienza della propulsione per farcela in meno di un centinaio d’anni.

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I principali pianeti nani dell Fascia di Kuiper

Il fascino della missione FOCAL

Tutto vero, ma la presenza stessa di un corpo celeste così intrigante costituisce un’altra spinta per lo sviluppo di tecnologie atte a raggiungerlo. Altrettanto succede con un’altra destinazione molto coinvolgente, la lente gravitazionale del Sole. Un’astronave lanciata dal nostro sistema in una traiettoria tale da rendere possibile l’osservazione dell’effetto di lente gravitazionale sul bersaglio (un oggetto che deve trovarsi dall’altra parte del Sole), può garantire enormi ritorni dovuti alla grande capacità di magnificazione della lente. Bisogna tenere a mente che una lente gravitazionale dispone di un numero infinito di fuochi, che si posizionano uno dopo l’altro all’infinito sull’asse focale, ciascuno in corrispondenza di una delle varie lunghezze d’onda emesse dal bersaglio. A cominciare da 550 UA (1 UA = 150 mllioni di km) di distanza dal Sole, dove inizia l’effetto lente, l’astronave si muoverà in modo da allontanarsi dal Sole percorrendo l’asse focale e compiendo le osservazioni alle lunghezze d’onda programmate. Questa ipotetica missione è nota col nome di FOCAL, ed è supportata fin dagli anni ’90 dal matematico italiano Claudio Maccone, che ne fornisce ampia descrizione nel suo libro Deep Space Flight and Communication – Exploiting the Sun as a Gravitational Lens” (Springer, 2009). Nel frattempo continuiamo a sperimentare missioni con vela solare assistita dall’effetto fionda gravitazionale, oppure, più in la nel futuro, da raggi laser o fasci di micro-onde che ci consentano di raggiungere le velocità richieste. Il fascino di FOCAL intanto risplende: in “Il telescopio da 70 miliardi di miglia” Michael Chorost dichiara:

Per una particolare frequenza che è stata proposta come canale per le comunicazioni interstellari, un radiotelescopio amplificherebbe il segnale di un fattore pari a 1,3×1015

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La lene gravitazionale del Sole in azione

Ehi, c’è qualcuno del SETI in giro? E ancora, supponiamo che il gruppo Pale Red Dot , che ora sta lavorando sodo su Proxima Centauri usando lo spettrografo HARPS del telescopio da 3,6 metri del European Southern Observatory (ESO) presso La Silla (Cile), se ne salti fuori con un pianeta interessante in zona abitabile. O forse che David Kipping trovi qualcosa nei dati MOST, sui quali attualmente sta lavorando. Man mano che impariamo sempre di più su questo ipotetico pianeta (o altri eventualmente in orbita attorno a Centauri A o B) ecco che la tentazione di rivolgere una lente FOCAL verso le stelle diventerebbe irresistibile.

Con tutto questo in mente, però, non possiamo scordarci quanta strada dobbiamo fare ancora prima di essere pronti per FOCAL, e quante missioni dobbiamo ancora compiere ben più vicine a casa. Lakdawalla scrive:

Alcuni colleghi hanno suggerito di inviare palloni galleggianti sotto la copertura nuvolosa di acido solforico di Venere, alla ricerca di vulcani attivi, oppure su Titano, luna di Saturno, immerso nello smog, per studiare i suoi fiumi di metano e magari atterrare sui laghi di etano. Abbiamo sognato di fare il giro di quella popolazione di piccoli mondi ghiacciati mentre percorrono orbite inusuali che li portano talvolta ad incrociare quelle dei pianeti giganti del Sistema Solare esterno. Molti di loro hanno un compagno di dimensioni simili, alcuni hanno anelli. Abbiamo suggerito di dar vita a basi lunari sui bordi dei crateri polari dove il sole splende sempre e di inviare dei rover sul fondo degli stessi, dove la luce non arriva mai ma è possibile invece che si trovino depositi di ghiaccio d’acqua lì preservati da milioni di anni.

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AVIATR, un aliante nei cieli di Titano

Tutto vero e a me piace ancora molto il progetto AVIATR (Aerial Vehicle for In-situ and Airborne Titan Reconnaisance) un piccolo velivolo da 120 kg. alimentato da un ASRG (Advanced Stirling Radioisotope Generator), che richiede meno plutonio-238 rispetto al modello precedente (RTG) e dissipa nell’ambiente meno calore. L’aereo può veleggiare nell’atmosfera di Titano, un ambiente a lui favorevole per l’alta densità dell’aria e la bassa gravità, svolgendo missioni lunghe anche un anno. Non mancano mai i progetti intriganti quando si tratta di esplorare Titano. Vedi: AVIATR – Vagando nei cieli di Titano. Io credo che un giorno una infastruttura interplanetaria ci indirizzerà verso missioni interstellari, ma quando questo avverrà con precisione non è possibile sapere. In ogni caso, la costruzione stessa dell’infrastruttura porterà di per se una tale mole di nuove scoperte, che ogni tappa sarà occasione per festeggiare, dando per scontato che noi si abbia il buon senso di continuare a sostenere l’espansione. Certo, questo è del tutto opinabile, e io sospetto che non ci sarà mai un tempo in cui l’espansione nello Spazio sarà meno che controversa. E io, come sempre, ritorno a Lao-Tzu: “Si fanno grandi cose grazie a una serie di piccole azioni”.

 

Traduzione Roberto Flaibani

Copy-editing Donatella Levi

Titolo originale : “A future we can choos“, by Paul Gilster pubblicato il 10/02/2016 su Centauri Dreams

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