Viaggi interstellari: quando?

I viaggi interstellari sono alla base della stragrande maggioranza dei film fantascientifici. Enormi astronavi saltano da una stella all'altra nel giro di pochi giorni, fino a esplorare l'intero Universo. Molti di voi, anche quelli che non amano i film di fantascienza, si saranno chiesti se mai potremo compiere viaggi simili nella nostra galassia e oltre.
La sonda Voyager 1 è ai confini del sistema solare ed entro i prossimi due anni entrerà nello spazio interstellare (anche se, secondo alcuni, l'ha già fatto). La sonda è decollata nel 1977, ossia nella preistoria dell'esplorazione planetaria, ma dimostra che, anche con le tecnologie dell'epoca, un astronauta potrebbe teoricamente raggiungere i confini del nostro sistema planetario in pochi decenni, ossia prima di morire. Ma non illudiamoci: una volta superato il confine, le stelle non sono dietro l'angolo – anzi.


Prendiamo come destinazione Proxima Centauri, che, con i suoi 4,22 anni luce di distanza, è la stella a noi più vicina. Come ci si può arrivare, e in quanto tempo?
Analizziamo alcuni dei metodi di propulsione spaziale più diffusi, uno alla volta. Iniziamo con il sistema di propulsione a ioni. Fino a pochi decenni fa era «intrappolato» nel mondo della fantascienza, ma in tempi recenti è passato dalla teoria alla pratica con missioni come quella europea SMART-1, che ha raggiunto la Luna seguendo un percorso a spirale di 13 mesi. Questi propulsori non necessitano di molto carburante – SMART-1 ha consumato solamente 82 chili di xeno – e hanno un impulso specifico relativamente molto elevato, ma richiedono grandi quantità di energia e impiegano molto tempo per raggiungere velocità elevate: vengono infatti generalmente usati per impulsi lunghi e costanti. Quindi, quanto tempo ci metterebbe una sonda spinta da un propulsore ionico a coprire i 4,22 anni luce che ci separano da Proxima Centauri? Non esistendo propulsori ionici interstellari, dobbiamo calcolare la durata di un viaggio fino a Proxima Centauri basandoci sui parametri della sonda Deep Space 1. La risposta non renderà felici coloro che sognano un viaggio interstellare: 81 mila anni, ossia 2700 generazioni (2700 generazioni fa non sapevamo nemmeno parlare). Quindi, messo che non inventeremo una forma di animazione sospesa (come l'ibernazione) nei prossimi anni, la soluzione non può essere questa.
Studiando le varie sonde degli ultimi decenni, notiamo quella più veloce: Helios 2, decollata negli anni '70. Il segreto dell'incredibile velocità raggiunta dalla sonda è un altro record che essa detiene: il passaggio più ravvicinato della storia al nostro Sole. Helios 2 è stata lanciata in cima a un normale lanciatore americano Titan/Centaur, che ha messo la sonda tedesca in un'orbita altamente ellittica. A causa dell'elevata eccentricità (di 0.54) della sua orbita di 190 giorni, al perielio la sonda ha raggiunto una velocità di 240 mila chilometri all'ora, diventando il più veloce oggetto artificiale della storia – e sfruttando solamente l'attrazione gravitazionale del Sole. Anche Voyager 1 ha avuto dei passaggi ravvicinati con Saturno e Giove, che le hanno permesso di raggiungere i suoi attuali 60 mila chilometri orari. Nonostante quella di Helios 2 non sia stata una vera e propria manovra di fionda gravitazionale, questo sistema è quello che ci porterebbe più in fretta in prossimità di Proxima Centauri. Voyager 1 impiegherebbe 76 mila anni, mentre Helios 2 «appena» 19 mila anni.
Vi sono poi tecnologie sviluppate solo in parte decenni fa, come quella della propulsione nucleare pulsata, che ci permetterebbe di raggiungere Proxima Centauri in appena 85 anni. Il progetto che doveva sviluppare questa tecnologia, il progetto Orion, nacque nel 1958 e pochi anni dopo fu emesso un atto ufficiale che mise fine al progetto, in quanto si sarebbe inquinato con scorie radioattive lo spazio. Ma che velocità avremmo potuto raggiungere con simili propulsori? Secondo alcuni studiosi, almeno il 5% della velocità della luce – che, appunto, ci permetterebbe di raggiungere Proxima Centauri in 85 anni.
Abbiamo quindi capito che con le tecnologie attuali non possiamo andare lontano. Secondo alcuni scienziati, però, nei prossimi decenni potremmo sviluppare sistemi di propulsione che ci permetteranno di compiere viaggi interstellari in breve tempo, sfruttando fenomeni fisici teorici e quasi fantascientifici.
Come molti sanno, niente può andare più veloce della luce. Eppure, questa legge è limitata a tutto ciò che si trova nello spaziotempo, ma nessuno vieta allo spaziotempo stesso di muoversi. «L'idea è che prendi un pezzo di spaziotempo e lo muovi. Il veicolo all'interno di questa bolla penserebbe di essere fermo. È lo spaziotempo che si sta muovendo», spiega Marc Millis della NASA. Secondo la Teoria della Relatività Generale, qualsiasi concentrazione di massa o energia può deformare lo spaziotempo: la gravità infatti può essere immaginata come semplici curvature dello spaziotempo che causano la caduta di oggetti più piccoli verso oggetti più grandi. Quindi, usando particolari geometrie o esotiche forme di energia, potremmo manipolare una bolla di spaziotempo, facendole raggiungere la velocità della luce e oltre. «Se trovassimo un modo per alterare le proprietà dello spaziotempo creando uno sbilanciamento (ossia dietro alla sonda accade una cosa e davanti un'altra), lo spaziotempo si porterebbe con sé la sonda?», si chiede Millis. Quest'idea è stata proposta nel 1994 dal fisico Miguel Alcubierre. Alcuni esperimenti di laboratorio hanno forse scoperto degli indizi del movimento dello spaziotempo.
Esistono poi altri fenomeni fisici che potremmo sfruttare, come quello dei wormholes, ossia ponti nello spazio ai quali si accede da un buco nero e che sfociano in un buco bianco che ci permetterebbero di raggiungere un determinato luogo prima della luce.
Quindi, concludendo, quando raggiungeremo Proxima Centauri? Ovvero, abbiamo capito che nessuno di noi esseri umani del 2013 lascerà il nostro sistema planetario, ma è mai stata calcolata la data di quando visiteremo i nostri vicini planetari? La risposta è sì. A. Kennedy nel 2006 ha calcolato questa data usando i nostri progressi nel campo della velocità e usando la crescita economica mondiale. Il risultato? Secondo Kennedy, raggiungeremo la Stella di Barnard, a 6 anni luce da noi, fra 1104 anni.

© immagine
NASA CD-98-76634 by Les Bossinas

Fonti
Viaggi interstellari: quando? Viaggi interstellari: quando? Reviewed by Pietro Capuozzo on 25.3.13 Rating: 5
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