Elogio del Cyborg

Il programma di ricerca umana (Human Research Program) della NASA è tutto dedicato alla riduzione dei rischi e studia modi per combattere l’affaticamento e mitigare i danni da radiazioni, due tra i possibili problemi legati ai viaggi nello spazio. Ma come starebbero le cose se fosse stato sviluppato un tipo di programma diverso? Dopo tutto, negli anni Sessanta, l’agenzia studiava la questione, molto più ampia, di come rendere l’essere umano adatto allo spazio. Il concetto era emerso in un articolo del 1960 di Manfred Clynes e Nathan Kline intitolato “Cyborgs and Space,” dove gli autori sostenevano che l’opzione di ricreare l’ambiente della Terra a bordo di un veicolo spaziale non era efficace quanto quella di adattare, almeno parzialmente, un essere umano alle condizioni che si sarebbe trovato ad affrontare.

L’idea era piuttosto audace per quei tempi, come si vede da questo estratto (il testo evidenziato è in corsivo nell’originale):

L’operazione di adattare il corpo umano a un ambiente a sua scelta, di qualsiasi tipo esso sia, sarebbe facilitata da una maggiore conoscenza del funzionamento omeostatico, i cui aspetti cibernetici solo adesso cominciano ad essere compresi e studiati. In passato, è stata l’evoluzione a determinare la modificazione delle funzioni fisiologiche per l’adattamento ad ambienti diversi. Da ora in poi sarà possibile raggiungere lo stesso obiettivo in qualche misura senza alterazioni del patrimonio ereditario attraverso opportune modificazioni biochimiche, fisiologiche ed elettroniche dell’attuale modus vivendi dell’essere umano.

Alterare la fisiologia per adattarsi allo spazio

Da qui l’idea di alterare la biologia (e, indubbiamente, la psicologia) umana per adattarla a questo ambiente decisamente estremo. La stessa che lo storico della NASA Roger Launius (Smithsonian National Air and Space Museum) esamina in un recente articolo in cui offre la sua personale esperienza di uso di dispositivi medici per mantenersi in vita come esempio di una trasformazione di questo tipo. Launius è un cyborg? Lui si definisce tale, forse un po’ per scherzo, ma certamente anche per dimostrare che mentre gli umani non possono sopravvivere nello spazio per più di un minuto e mezzo senza un aiuto molto consistente, le missioni nello spazio profondo richiederanno una serie di adattamenti che ci consentiranno di resistere a viaggi tanto lunghi.

Questo articolo di Astrobiology Magazine si inserisce nella discussione riportando la convinzione di Stephen Hawking che il futuro a lungo termine delle specie umane è nello spazio. Se e quando individueremo un qualche modo per raggiungere le stelle più vicine, la colonizzazione dei pianeti che vi troveremo sarà estremamente impegnativa:

Launius afferma che, perché gli uomini possano colonizzare altri pianeti, potrebbe essere necessario uno “stadio successivo dell’evoluzione umana” per creare una presenza umana distinta in cui le famiglie vivranno e moriranno su quel pianeta. In altri termini non sarebbe esattamente l’Homo sapiens sapiens quello che abiterebbe nelle colonie, ma piuttosto un cyborg— un organismo vivente con una combinazione di parti organiche ed elettromeccaniche— o, più semplicemente, in parte uomo e in parte macchina.

E lo stesso Launius fa notare il grande numero di persone con evidenti ritocchi come pacemaker e impianti acustici cocleari che incontriamo tutti i giorni per la strada. Quante persone sopravvivono proprio grazie agli interventi tecnologici realizzati nel loro corpo? Il concetto di cyborg, pertanto, dovrebbe in realtà essere meno inquietante di quello che sembra, ma ho l’impressione che la reazione del pubblico nei confronti di un essere umano modificato quasi completamente per poter sopravvivere in una biosfera aliena sarebbe assai diversa. Un essere del genere solleva problemi etici che ci fanno pensare più al Frankenstein di Mary Shelley che a 2001: Odissea nello spazio.

Bioingegnerizzazione: un passo troppo azzardato?

E’ stato il testo di Clynes e Kline che ha usato per la prima volta il termine ‘cyborg,’ seguito nel 1963 dalla NASA con ‘The Cyborg Study: Engineering Man for Space’, in cui si discutevano temi quali la sostituzione di organi e l’ibernazione per i viaggi nello spazio profondo per poi concludere che le tecnologie necessarie erano troppo avanzate per quei tempi. Però, mentre navigavo in cerca di notizie su questi argomenti, ho trovato per caso un articolo precedente nel sito dell’Astrobiology Magazine:

Lo sviluppo degli organi artificiali non ha fatto molti progressi rispetto ai tempi in cui la NASA ha commissionato il suo studio sui cyborg. Benché il cuore e i polmoni artificiali siano ora più compatti e meglio funzionanti, vengono usati soprattutto come sostituti temporanei per aiutare i pazienti a sopravvivere in attesa degli organi di un donatore compatibile. I reni artificiali (le macchine per la dialisi) hanno creato maggior difficoltà, in parte a causa della necessità di filtrare grandi quantità di fluido. Negli anni 60, questi macchinari avevano le dimensioni di un frigorifero.

Insomma c’è ancora molta strada da fare prima di poter raggiungere il tipo di bioingegnerizzazione che questo tipo di adattamento richiederebbe. Ma il lavoro non si ferma, anzi va sempre più veloce:

Oggi i congegni di piccole dimensioni non sono ancora impiantabili, ma c’è un prototipo recente che può essere indossato come una cintura porta attrezzi molto voluminosa. Vengono normalmente sviluppati organi artificiali come ossa, sangue, pelle occhi e addirittura nasi, e ciascuno di essi potrebbe aiutare l’uomo a sopportare le condizioni dello spazio. Fintanto che l’entità risultante mantiene un cervello umano, può essere considerata un cyborg piuttosto che un androide (un robot dall’aspetto umano).

Etica cyborg

Da un punto di vista etico dobbiamo anche esaminare i vantaggi della bioingegnerizzazione di tipo cyborg rispetto ad altre possibilità. Supponendo che finalmente trovassimo un pianeta in grado di supportare la vita umana, che riuscissimo a raggiungerlo e che non vi abitasse nessun’altra specie senziente, quale sarebbe la scelta moralmente preferibile: 1) terraformare l’intero mondo per adeguarlo al nostro stile di vita; o 2) bioingegnerizzare i nostri coloni così da adattarli all’ambiente in cui si trovano?

Il problema potrebbe essere risolto in un modo diverso. E’ sempre possibile che il viaggio interstellare si riveli così insidioso e lungo per gli esseri biologici che la nostra espansione nella galassia dovrà essere gestita dall’intelligenza artificiale. Torna di nuovo in mente il libro di Paul Davies The Eerie Silence (L’inquietante silenzio): “Penso che sia molto probabile – anzi inevitabile – che l’intelligenza biologica sia solo un fenomeno transitorio, una fase passeggera nell’evoluzione dell’universo. Se mai dovessimo incontrare intelligenze extraterrestri, sono quasi certo che sarebbero di natura post-biologica.”

Prima di concludere non posso fare a meno di ricordare il parere su questo tema che Freeman Dyson ha esposto in Disturbing the Universe (New York: Harper & Row, 1979), p. 234:

A lungo termine, l’unica soluzione al problema della diversità è, a mio avviso, l’espansione del genere umano nell’universo attraverso la tecnologia verde. La tecnologia verde ci spinge nella direzione giusta, opposta al Sole e verso gli asteroidi e i pianeti giganti e oltre, dove lo spazio è illimitato e le frontiere aperte all’infinito. La tecnologia verde significa non vivere di cose belle e pronte ma adattare le nostre piante, i nostri animali e noi stessi per vivere allo stato naturale nell’universo così come lo troviamo. I nomadi della Mongolia hanno sviluppato una pelle coriacea e occhi a fessura per sopportare i freddi venti dell’Asia. Se alcuni dei nostri discendenti nascessero con una pelle ancora più resistente e occhi ancora più sottili potrebbero affrontare a volto scoperto i venti di Marte. La domanda che deciderà il nostro destino non è se ci espanderemo nello spazio, ma se saremo una sola specie o un milione. Un milione di specie non esauriranno le nicchie ecologiche che attendono l’arrivo dell’intelligenza.

Titolo originale:“Bioengineered Future in Deep Space” scritto da Paul Gilster e pubblicato in Centauri Dreams il 16 settembre 2010. Traduzione italiana di Beatrice Parisi, editing di Roberto Flaibani. Questo articolo segna la nostra partecipazione al Carnevale della Chimica, quarta edizione, e prosegue una fase di collaborazione con Centauri Dreams, che ci auguriamo lunga e fruttuosa. Fonte: l’articolo di Clynes e Kline è “Cyborgs and Space,” Astronautics September 1960, pp. 29-33.

Acqua, acqua, ovunque

La nostra visione del Sistema Solare è completamente cambiata negli ultimi cinquant’anni. Ditelo a una festa, e chi vi ascolta darà per scontato che vi stiate riferendo a Plutone, il cui declassamento ha provocato più reazioni di qualsiasi altra recente notizia sui pianeti.Ma in aggiunta a tutto quello che abbiamo appreso dalle sonde, la nostra visione del Sistema Solare composto da un piccolo numero di pianeti, ora comprende un enorme numero di oggetti a immense distanze. Cinquant’anni fa , una Cintura di Kuiper di gran lunga più popolata della fascia principale degli asteroidi era solo teoria. E i primi modelli dl Sistema Solare con i quali sono cresciuto non includevano mai nessuna rappresentazione di una immensa nuvola di comete (ndt: la Nube di Oort), che si estendeva fino a cinquantamila Unità Astronomiche di distanza.

Abbiamo anche cominciato a capire che l’acqua allo stato liquido, una volta considerata esclusiva della Terra, potrebbe abbondare in tutto il Sistema. Caleb Scharf si occupa dell’argomento in un recente articolo apparso su Life Unbounded, prendendo nota di cosa i nostri modelli teorici ci dicono sulla presenza di oceani interni in svariati oggetti celesti.

Si può fare molto con modelli puramente teorici che cercano di determinare il giusto equilibrio idrostatico tra il peso di un corpo celeste e le sue forze di pressione interne, sia che siano esercitate in stato gassoso, solido o liquido: energia termica proveniente dalla formazione dei corpi stessi, calore generato dal decadimento radoattivo di isotopi d’origine naturale, tutto gioca un ruolo. Basta inserire qualche dato reale, per esempio misurazioni inerenti a luoghi come Europa o Titano, perché i nostri modelli diventino molto meglio calibrati. L’aspetto intrigante è che si può giocare variando la composizione e la stratificazione interna del materiale di un corpo planetario per trovare la combinazione che funziona meglio. Di conseguenza si può fare una stima della natura e dell’estensione di qualsiasi zona di acqua allo stato liquido situata sotto la superfice.

Scoprire oceani interni

I dati diventano impressionanti, come dimostrano Hauke Hussmann e colleghi in un testo del 2006 apparso sulla rivista Icarus. Si inizia con Galileo, la missione verso Giove che ha riportato dati sufficienti per cambiare la nostra visione delle lune del pianeta gigante. Galileo ha scoperto campi magnetici secondari indotti nelle vicinanze di Europa, Callisto e Ganimede, fornendo consistenti prove sperimentali a sostegno dell’ipotesi che esistano oceani sotto le loro superfici. Si pensa che tali campi siano generati da ioni contenuti in uno strato d’acqua allo stato liquido presente sotto la crosta ghiacciata esterna. Indubbiamente Europa è diventata un obiettivo primario per una futura ricerca di astrobiologia, grazie alla prospettiva di trovare, oltre all’acqua, anche una crosta di ghiaccio sottile.

L’articolo di Hussmann prosegue calcolando i modelli di strutture interne per corpi celesti ghiacciati di medie dimensioni nel Sistema Solare esterno, supponendo come acquisito l’equilibrio termico tra calore di origine radioattiva prodotto dal nucleo e la perdita di calore attraverso la crosta di ghiaccio. Ora possiamo davvero cominciare a espandere il quadro. Il testo dimostra che l’esistenza di oceani sotto la superficie è plausibile non solo nel caso, ora ovvio, di Europa, ma anche di Rhea, Titania, Oberon, Tritone e Plutone. Un esempio può essere costituito anche dagli oggetti trans-nettuniani (TNO) 2003-UB₃₁₃, Sedna e 2004-DW. Hussmann dice:

Nei corpi celesti qui in discussione, gli strati liquidi sono in diretto contatto con i nuclei rocciosi. Ciò contrasta con gli oceani interni nei grandi satelliti ghiacciati come Ganimede, Callisto o Titano, dove essi sono racchiusi tra una crosta di ghiaccio comune sopra e da strati di ghiaccio supercompressi sotto. Il contatto tra l’acqua e i silicati permetterebbe uno scambio molto efficace di minerali e sali tra le rocce e l’oceano nelle zone interne di questi satellti di medie dimensioni.

E’ interessante notare che Encelado, come risulta dai continui esami a cui è sottoposto dalla sonda Cassini, non si accorda col modello Hussmann. Nel documento si segnala infatti che sorgenti di calore diverse da quella originata dal decadimento radioattivo servirebbero per sostenere un tale oceano, con l’ovvia opzione rappresentata dal calore sviluppato dalle maree. Abbiamo molto da imparare su Encelado: il testo affronta argomenti come la storia della sua orbita, e fa paragoni con Mimas, dove la forza della marea è molto più intensa. Ma le conclusioni sono chiare: abbiamo necessità di una maggior mole di osservazioni per chiarire se gli oceani interni sono o meno un fenomeno comune nel Sistema, tra le lune e i corpi celesti ghiacciati come gli oggetti trans-nettuniani.

Oceani oscuri e lontani

Hussmann e colleghi partono dall’assunto che i bacini sotterranei in questi mondi esterni si trovino sotto una crosta di ghiaccio spessa oltre 100 chilometri, abbastanza perchè ci sia poco collegamento tra tali bacini e le caratteristiche di superficie. Ma lo studio dell’interazione tra questi oceani e i campi magnetici e le particelle cariche che li circondano, e le reazioni dei corpi celesti alle maree esercitate dal corpo primario (ndt: uno dei pianeti esterni, nel nostro caso), possono aiutarci a confermare o smentire l’esistenza degli oceani stessi. Qui c’è lavoro per generazioni di sonde spaziali, ma se azzecchiamo il modello giusto fin dall’inizio, allora potremo fare ragionevoli estrapolazioni a proposito dell’onnipresenza dell’acqua.

Il modello proposto nel documento, dicono gli autori, non è applicabile a Ganimede, Callisto e Titano, ma vedo che nel suo articolo Scharf afferma che Titano potrebbe avere un volume di acque dieci volte superiore a quello degli oceani terrestri. Questi sono i dati che contano. Come dice Scharf:…”questi corpi celesti da soli potrebbero fornire una quantità d’acqua allo stato liquido da dieci a sedici volte maggiore di quella presente sulla Terra.” Mettiamo nel conto anche gli oggetti trans – nettuniani, aggiungiamo la possibilità di un eventuale riscaldamento d’origine radioattiva, e otterremo quanto meno l’eventualità che i TNO siano la più estesa sorgente di acqua allo stato liquido dell’intero Sistema Solare.

Non avevamo forse detto che la nostra visione del Sistema era cambiata? Questa rivoluzione continua non appena ci addentriamo nella Cintura di Kuiper. Speriamo che la sonda New Horizons scopra un piccolo TNO da studiare, nel corso del suo viaggio oltre Plutone e Caronte, ma forse potremmo sperare nel lancio di sonde destinate a orbitare intorno ai satelliti dei pianeti esterni o ad altri oggetti, aiutandoci a comprenderne la composizione interna. Se si avvalora la prospettiva che esistano bacini d’acqua interni nelle proporzioni indicate precedentemente, allora tutta la Cintura di Kuiper avrebbe un seppur minimo potenziale astrobiologico.

Titolo originale:“Water, Water, Everywhere” scritto da Paul Gilster e pubblicato in Centauri Dreams il 18 febbraio 2011. Traduzione italiana di Roberto Flaibani, editing di Beatrice Parisi. Le illustrazioni riproducono alcune opere del pittore Giulio Corcos, che ringraziamo con simpatia. Questo articolo segna la nostra partecipazione al Carnevale della Chimica, terza edizione, e inaugura una fase di collaborazione con Centauri Dreams, che ci auguriamo lunga e fruttuosa.

Fonte: Hussmann et al., “Subsurface oceans and deep interiors of medium-sized outer planet satellites and large trans-neptunian objects,” Icarus Vol. 185, Issue 1 (2006), p. 258-273.