Mathematical SETI, non solo radiotelescopi

Sul finire dell’agosto 2012, appare per la prima volta, in lingua inglese ad opera dell’editore Springer, il volume “Mathematical SETI”, dove Claudio Maccone raccoglie e aggiorna il suo ventennale lavoro sull’algoritmo per le telecomunicazioni KLT, la missione FOCAL, il progetto PAC, e finalmente la sua ultima fatica, la completa revisione delle basi matematiche del SETI e la conseguente rivalutazione degli aspetti sociologici della nuova Formula di Drake. Un libro difficile, a detta dell’autore stesso, diretto agli scienziati, ai ricercatori, difficilmente reperibile al di fuori dell’ambito accademico. Forse per fare ammenda col vasto pubblico degli space enthusiast, Maccone ha voluto scrivere una lunga prefazione, dove, con un linguaggio non specialistico, tenta di spiegare i concetti più importanti del suo lavoro. Vi presentiamo qui la traduzione della prima parte, dedicata agli aspetti matematico-sociologici del SETI. (RF)

SETI (Search for Extra Terrestrial Intelligence), la moderna ricerca di un’intelligenza extraterrestre, iniziò nel 1959 con la pubblicazione dell’articolo pionieristico “Searching for Interstellar Communications”, di Giuseppe Cocconi (1914-2008) e Philip Morrison (1915-2005), pubblicato su Nature, Vol. 184, n° 4690, pp. 844-846, 19 settembre 1959. Appena un anno dopo, nel 1960, Frank Drake iniziò il radio SETI sperimentale con il progetto Ozma, in cui per la prima volta cercò di captare possibili segnali extraterrestri vicino alla frequenza radio di 1420 megahertz, la riga di emissione dell’idrogeno neutro. Vide così la luce il moderno radio SETI, tuttora in piena attività grazie agli enormi progressi compiuti nel settore delle strumentazioni elettroniche e degli algoritmi matematici elaborati dai computer per rilevare i segnali alieni. Solo qualche anno dopo, nell’incontro su SETI presso L’Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia di Green Bank, West Virginia, Frank Drake offrì un altro contributo fondamentale, conosciuto attualmente sotto il nome di “equazione di Drake”. Tale equazione viene descritta nel Capitolo 1 del libro, insieme alla sua estensione per l’equazione che comprende probabilità e statistiche, scoperta da questo autore nel 2007 e presentata per la prima volta nel 2008. Quest’analisi occupa i primi 11 capitoli di questo libro.

PARTE I – STATISTICHE SETI. Questa prima parte del libro è composta da 11 capitoli.

Capitolo 1 – L’equazione statistica di Drake. Questo capitolo mostra come la classica equazione di Drake, il prodotto di sette numeri positivi, possa essere sostituita dal prodotto di sette variabili positive casuali, che prende il nome di “equazione statistica di Drake”. Questa modalità è scientificamente più consistente in quanto ogni valore in entrata (input) della classica equazione di Drake è accompagnato ora dal segno che contraddistingue l’approssimazione (~)In altre parole, gli input puramente numerici della classica equazione di Drake diventano ora i valori medi delle corrispondenti variabili casuali, ai quali dovrà essere addizionata o sottratta una certa deviazione standard (che dovrà essere trovata sperimentalmente), come è d’uso in ogni serio articolo scientifico. Le conseguenze matematiche di questa trasformazione vengono spiegate, dimostrando che la nuova variabile casuale N, relativa al numero di civilizzazioni della Galassia in grado di comunicare, deve seguire la distribuzione di probabilità lognormale qualora si permetta che il numero dei fattori nell’equazione di Drake aumenti a piacere. Questo risultato offre la possibilità di inserire nell’equazione di Drake un numero sempre maggiore di fattori, consentendole di essere più rappresentativa della realtà fisica: per esempio, la fine di una civiltà in seguito all’impatto di un asteroide era assente nella formulazione di Drake del 1961, probabilmente perché fu solamente nel 1980 che la scomparsa dei dinosauri come conseguenza dell’impatto di un asteroide fu accettata dalla comunità scientifica. Il Capitolo 1 ricava anche un’altra distribuzione di probabilità chiamata “distribuzione di Maccone” da Paul Davies e altri), che fornisce la funzione di densità di probabilità (pdf) della distanza tra due qualsiasi civiltà vicine nella Galassia. Questo è di importanza capitale per SETI, in quanto spiega come difficilmente si possa sperare di localizzare forme di civiltà aliene a una distanza inferiore a 500 anni luce. La spiegazione più naturale per l’apparente fallimento di 50 anni di ricerca SETI (1960-2010) è che il motivo per cui non le abbiamo individuate dipende semplicemente dal fatto che i nostri attuali radiotelescopi non arrivano a una distanza sufficiente, poiché si possono spingere al massimo a distanze di 100-200 anni luce.

Capitolo 2 – Lasciare che sia Maxima a fare i calcoli. Questo capitolo introduce gli studenti e i giovani ricercatori al piacere di poter fare a meno dei calcoli scritti ricorrendo a Maxima, un programma di algebra liberamente scaricabile. In pratica il lettore troverà in appendice ai vari capitoli tutti quei codici Maxima che l’autore ha dovuto ricavare da solo per dimostrare le diverse equazioni fornite per la prima volta nel libro. Si tratta di un’assoluta novità per il genere di libri fortemente matematici come questo: non soltanto non ci vergogniamo di dimostrare ai nostri lettori la bellezza di SETI, dell’astrofisica e dell’elaborazione dei segnali, ma insegniamo loro come ricavare importanti nuovi risultati grazie a Maxima e Mathcad. Un paio di esempi come dimostrazione: nelle Appendici 2.A e 2.B deriviamo le proprietà statistiche della distribuzione lognormale, di importanza centrale per l’equazione statistica di Drake illustrata nel Capitolo 1, e, come dimostrazione delle notevoli capacità di Maxima nel calcolo tensoriale, ricaviamo l’universo chiuso di Einstein del 1917 (fondamentale per la cosmologia), le equazioni di Friedman del 1924, e il conseguente numero di protoni dell’universo, il famoso 10⁸⁰ ricavato da Dirac nel 1937 (cosmologia di Dirac).

Capitolo 3 – Quanti pianeti per l’uomo e per gli alieni? Questo capitolo presenta al lettore l’equazione di Dole (1964). Da un punto di vista matematico quest’equazione è uguale a quella di Drake, ma si applica al numero di pianeti abitabili della Galassia, piuttosto che al numero di civiltà della Galassia in grado di comunicare. Estendendo dunque il nostro studio alla classica equazione di Dole del 1964 arriviamo alla conclusione che nella Galassia dovrebbero esistere all’incirca 100 milioni di pianeti abitabili dall’uomo, più una deviazione standard di 200 milioni. Non male per la futura espansione del genere umano nella Galassia, sempre che si sopravviva ai molti pericoli che dovremo affrontare nei secoli a venire, quali le avversità fisiche e l’opposizione da parte degli alieni. Avendo trovato nel Capitolo 1 la distribuzione di probabilità della distanza fra due civiltà aliene, nel Capitolo 3 scopriamo che la stessa distribuzione di probabilità si applica alla distanza tra due pianeti vicini abitabili – dopo aver cambiato i numeri (ma non le equazioni), ovviamente.

Capitolo 4 – Paradosso statistico di Fermi e viaggi intergalattici. Questo capitolo affronta il tema della possibile espansione nella Galassia di una civiltà, umana o aliena che sia. L’idea centrale è che la quantità di tempo richiesta per l’espansione nello spazio sia determinata sostanzialmente da due fattori: (1) la velocità dei veicoli spaziali utilizzati per saltare da un pianeta abitabile al successivo; (2) il tempo necessario per colonizzare un nuovo pianeta da zero trasformandolo in una base da cui partire per i successivi viaggi spaziali. Assumiamo che la prima variabile (la velocità della nave spaziale) sia essenzialmente deterministica, e non richieda un’elaborazione statistica. Assumiamo anche, però, che la seconda variabile (il tempo di colonizzazione) segua la distribuzione lognormale, di nuovo come conseguenza del fatto che il numero dei fattori sconosciuti è così grande da avvicinarsi all’infinito. Viene qui usato il Teorema Centrale del Limite della statistica, come si è fatto rispettivamente nel Capitolo 1 per trovare la distribuzione di N e nel Capitolo 3 quella di N_Hab. Partendo da questi presupposti, il modello statistico per la crescita dei coralli nel mare applicato all’espansione di una civiltà nella Galassia ci permette di determinare la distribuzione di probabilità del tempo complessivo necessario a una data civiltà per espandersi attraverso l’intera Galassia. I calcoli diventano piuttosto complicati, e soltanto un uso assennato di Maxima ci ha permesso di trovare le distribuzioni di probabilità pertinenti. Si tratta ovviamente di un ampliamento statistico del famoso paradosso di Fermi, fino ad ora affrontato dagli altri autori in contesti banalmente deterministici.

Capitolo 5 – Quanto a lungo può vivere una civiltà? Questo capitolo cerca di affrontare il valore totalmente sconosciuto dell’ultimo termine dell’equazione di Drake: quanto a lungo potrebbe sopravvivere una civiltà tecnologica? Poiché nessuno lo sa – dato che siamo noi stessi siamo l’unico esempio a disposizione – in questo capitolo la discussione si limita alle variazioni del numero N a seconda che si tratti di civiltà di lunga piuttosto che di breve durata. Gli esempi numerici offerti in questo capitolo sono l’estensione statistica dei corrispondenti valori deterministici dati da Carl Sagan nel suo libro (e serie TV) Cosmos (1980).

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Capitolo 6 – Modelli matematici che abbracciano tutta la vita, tramite funzioni b-lognormali finite. Questo capitolo contiene del materiale profondamente innovativo, considerato dall’autore uno dei migliori modelli matematici concepiti da lui fino ad ora, nei suoi 64 anni di vita. L’idea è la seguente. Tutti gli esseri viventi sono nati, ciascuno al suo momento (t = b = birth (nascita)), poi sono cresciuti durante l’adolescenza (t = a = adolescenza), poi hanno raggiunto il loro punto più alto nel picco (t = p = picco), seguito dalla senilità (t = s = senilità), e infine dal decesso (t = d = death (morte)). Esiste una funzione finita della densità di probabilità che ha un simile comportamento nel tempo? Sì, esiste, e si chiama b-lognormale. Cos’è una b-lognormale? E’ semplicemente una ordinaria lognormale (μ, δ) che comincia per un valore positivo del tempo, cioè t = b > 0 piuttosto che t = 0. La sua equazione richiede lo scivolamento del valore d’inizio verso un nuovo istante positivo t = b > 0, che noi chiamiamo b-lognormale, perché questa funzione della densità di probabilità sembra non avere ancora un nome. Ma gli altri quattro punti nel tempo menzionati sopra hanno invece un immediato significato matematico: (1) il tempo dell’adolescenza (t = a) è l’ascissa del punto di flessione ascendente; (2) il picco (t = P) è ovviamente l’ascissa del punto massimo; (3) il tempo della senilità (t = s) è l’ascissa del punto di flessione discendente; (4) il tempo della morte (t = d) è l’ascissa del punto in cui la tangente alla senilità incrocia l’asse del tempo, e questo trucchetto matematico ci permette di sbarazzarci dell’estremità finita a destra, rimpiazzandola con un ovvio punto finito. Tali sono, quindi, le b-lognormali. Ora, il Capitolo 6 è interamente dedicato a scoprire nuove equazioni matematiche che esprimano i due parametri sconosciuti (μ, δ) come funzioni di qualcuno dei valori di input noti, come il momento della nascita (t = b), più due delle quattro variabili di input rimanenti (a, p, s, d). L’autore è stato in grado di scoprire alcune equazioni finite di questo tipo, e probabilmente ne esistono ancora altre sconosciute, ma quello che è stato in grado di scoprire è stato sufficiente per scrivere i Capitoli 7 e 8, di centrale importanza rispettivamente per la “storia matematica” e per la “evoluzione matematica darwiniana”. In chiusura l’autore deriva un’espressione per la funzione di densità di probabilità finita delle b-lognormali per normalizzare di nuovo a 1, invece della costante ordinaria di normalizzazione delle lognomrali ordinarie.L’insieme di questi nuovi risultati è un importante passo in avanti che ci permette di rimpiazzare la montagna di parole utilizzate al giorno d’oggi per descrivere l’evoluzione darwiniana e la storia matematica con un semplice insieme di distribuzioni statistiche in accordo con l’equazione statistica di Drake e SETI.

Capitolo 7 – Civiltà storiche come b-lognormali finite. Applichiamo i risultati del Capitolo 6 alla storia matematica. Calcoliamo e confrontiamo le b-lognormali finite di otto civiltà che hanno influito maggiormente sulla storia del mondo negli ultimi 3.000 anni: la Grecia antica (600 a.C.-30. a.C.), la Roma antica (753 a. C.–476 d. C.), l’Italia rinascimentale (1250–1600), il Portogallo (1419–1974), la Spagna (1492–1898), la Francia (1524–1962), la Gran Bretagna (1588–1974), e gli Stati Uniti (1898–c. 2050). Si potrà obiettare che tutte queste civiltà appartengono al cosiddetto mondo occidentale, ciò nonostante è in Occidente che negli ultimi 3.000 anni troviamo le civiltà più avanzate. È altamente probabile che in futuro l’Asia sostituisca l’Occidente alla guida dell’umanità, ma allo stato attuale, nel 2012, si tratta di un’eventualità ancora incerta. Così queste otto [funzioni] b-lognormali sono confrontate sullo stesso grafico dove emerge chiaramente una sorta di “inviluppo superiore”: si tratta di una curva esponenziale che, più o meno, abbraccia tutte le b-lognormali come luogo geometrico dei loro picchi! Il risultato principale è in questo caso il fatto che nel b-lognormali diventano sempre più strette con il passare del tempo (cioè, i loro picchi diventano sempre più elevati) e questo rivela il progresso (cioè, un crescente grado di civilizzazione). Per rendere questo risultato quantitativo, piuttosto che solamente qualitativo, abbiamo bisogno di una nuova unità di misura per la “quantità di evoluzione” raggiunta da una data civiltà in un dato momento, proprio come i metri misurano la lunghezza, i secondi misurano il tempo, i coulomb misurano la carica elettrica, eccetera. Chiamiamo questa nuova unità di evoluzione “darwin”, e la introduciamo nel capitolo successivo, che si occupa dell’evoluzione darwiniana. Il motivo per cui lo facciamo è perché nella scienza “misurare vuol dire capire”.

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Capitolo 8 – Un modello matematico per l’evoluzione e SETI. L’“inviluppo esponenziale” che era appena accennato nel precedente capitolo, ora si delinea chiaramente come il collegamento tra l’evoluzione darwiniana e la famiglia di b-lognormali vincolata tra l’esponenziale e l’asse temporale. Innanzitutto definiamo l’evoluzione darwiniana semplicemente come la crescita esponenziale del numero di specie viventi sulla Terra che ha caratterizzato gli ultimi 3.5 miliardi di anni di vita sulla terra. In altre parole, presumiamo che 3.5 miliardi di anni fa apparve il primo e unico organismo vivente (RNA?) e tracciamo una curva esponenziale che collega quel punto alle attuali circa 500.000 specie viventi. Questa curva esponenziale è dunque il luogo geometrico dei massimi della famiglia, con un solo parametro, di b-lognormali (il parametro variabile della famiglia è il tempo b di nascita di una qualsiasi nuova specie) tenendo conto della cladistica (cioè la moderna teoria dell’evoluzione che si basa rigorosamente su quando una nuova specie appare nel corso dell’evoluzione, e non su asserzioni tassonomiche rudimentali e semplicistiche). Detto ancora in altro modo, ogni nuova specie è una curva esponenziale, in leggero aumento o diminuzione nel tempo, che si diparte dall’ “esponenziale principale” (l’inviluppo complessivo) quando una nuova specie ha origine. Come ulteriore nuovo risultato, ricaviamo anche la distribuzione di probabilità “NoEv” o “Non Evoluzione” per una data specie, vale a dire la funzione della densità di probabilità (pdf) che si applica quando una data specie non subisce alcun cambiamento per un lunghissimo tempo (cioè quando i suoi membri nascono, crescono, si accoppiano, invecchiano e muoiono per milioni o miliardi di anni senza che il loro numero aumenti o diminuisca in modo significativo). Stranamente questa nuovissima distribuzione di probabilità risultante dalla nostra teoria non è più un lognormale o un b-lognormale. È qualcosa di nuovo, come una legge statica dell’evoluzione, e il fatto che l’articolo che affronta appunto la tematica “NoEv” sia stato pubblicato in una rivista come OLEB (Origine della Vita ed Evoluzione delle Biosfere) significa che non stiamo parlando di assurdità.

Capitolo 9 – Statistiche sociali secondo l’equazione statistica di Drake. Questo capitolo si occupa di una nuova possibilità risultante dall’equazione statistica di Drake, ovverossia come derivare matematicamente nuovi risultati statistici relativi ad argomenti precedentemente sconosciuti da dati statistici già noti. L’argomento sconosciuto in questo caso è la “componente sociale” dell’equazione di Drake (cioè il prodotto dei suoi ultimi tre termini fi·fc·fL). Questi tre termini corrispondono rispettivamente a: (1) fi la probabilità che su un pianeta già brulicante di vita possa nascere la vita intelligente (cioè superiore alle scimmie), come è accaduto nel caso della storica evoluzione dell’umanità sin dalla sua apparizione sulla Terra circa 7 milioni di anni fa fino alla scoperta delle onde radio, le quali rendono possibile la comunicazione tra civiltà aliene diverse nella Galassia (l’esistenza delle onde radio fu compresa matematicamente per la prima volta nel 1864 da James Clerk Maxwell come soluzioni sinusoidali per le sue appena scoperte equazioni di Maxwell); (2) fc corrisponde alla fase in cui una civiltà è in grado di comunicare utilizzando strumenti radio, laser o persino neutrini, fase che per gli esseri umani è storicamente iniziata nel 1864 e continua tutt’oggi; (3) fL corrisponde alla durata di vita complessiva di una civiltà, dal suo inizio fino alla sua fine (ad esempio come risultato dell’impatto di un asteroide, della vicina esplosione di una supernova, di una stella o di un pianeta vaganti che alterano la stabilità gravitazionale del sistema stellare interessato, o anche a causa di guerre nucleari tra gli alieni), di cui non sappiamo assolutamente nulla. Detto questo, il Capitolo 9 suggerisce che potremmo sapere qualcosa (vale a dire una distribuzione statistica) relativa alla “componente sociale” fi ^. fc ^. fL riscrivendola come il rapporto fi ^.fc ^. fL = N/(Ns ^. fp ^. ne ^. fl) = N/N_Hab Poiché le distribuzioni di probabilità di N e N_Hab sono entrambe note (lognormali rispettivamente delle equazioni di Drake e di Dole) tutto si riduce a calcolare la nuova distribuzione di probabilità del rapporto fra due lognormali, che non è un lognormale ma un’altra distribuzione più generale ricavata da noi nel Capitolo 9.

Capitolo 10 – Equazioni cubiche di ripresa storica. Carl Sagan nel suo libro (e serie TV) Cosmos illustra con chiarezza i mille anni di progresso perduti dall’umanità tra la caduta dell’Impero Romano d’Occidente (476 d. C.) e la fase di ripresa del Rinascimento Italiano (circa 1400 d. C.). Nel Capitolo 10 trasformiamo tutto ciò in una semplice (forse semplicistica) curva matematica: una cubica (cioè un’equazione algebrica di terzo grado come funzione del tempo). Mostriamo come i suoi valori numerici corrispondano abbastanza bene al progresso storico nei seguenti campi: (1) astronomia dal 1000 a. C. al 2000 d. C., (2) SETI tra il 1450 e il 2000, (3) ricerca di esopianeti tra il 1950 e il 2010, (4) unificazione dell’Europa tra il 1750 e il 2010, (5) aspettativa di vita umana tra il 10000 a. C. e il 2000 d. C. estrapolata fino al 3000 d. C. e il 10000 d. C. Tutti questi risultati sono presentati come semplici modelli matematici di ciò che appare essere una “legge della ripresa storica” delle civiltà umane, che si potrebbe forse estendere anche ad altre civiltà aliene… naturalmente solo se SETI ha successo.

Capitolo 11- L’evoluzione esponenziale nel tempo come moto geometrico browniano. L’equazione statistica di Drake, descritta nel capitolo 1 e successivi, è statica (non cambia nel tempo). Fu solo l’8 gennaio 2012 che questo autore si rese conto che la sua equazione di Drake statistica statica altro non era che una istantanea di un processo probabilistico molto importante chiamato “moto geometrico browniano” (GBM), che assomigliava piuttosto a un film che a una istantanea. Ma GBM è un processo probabilistico molto importante, probabilmente il più importante di tutti: in effetti è stato dimostrato nel 1973 che si tratta dell’equazione chiave nel modello matematico “Black-Scholes”, oggi usato quotidianamente nella matematica finanziaria. Robert C.Merton fu il primo a pubblicare una relazione scientifica che espandeva la comprensione matematica del modello “option-pricing” e coniò il termine “modello Black-Scholes di option-pricing”. Merton e Scholes ricevettero il premio Nobel per l’economia nel 1997 e per quanto non designabile per il premio perchè deceduto nel 1995, Black fu menzionato dall’Accademia Svedese per il suo contributo. Detto questo, noi dimostriamo nel capitolo 11 che il GBM è in realtà lo stesso numero N(t), che aumenta esponenzialmente, delle civiltà in grado di comunicare nella Galassia, soggetto comunque all’incertezza. In altre parole: come l’intelligenza e la tecnologia continuano a evolvere, il sopracitato numero N(t) di civiltà exterrestri nella Galassia aumenta esponenzialmente, ma col rischio che alcune civiltà possano sparire improvvisamente a causa di un impatto asteroidale, l’esplosione di una supernova vicina, pianeti o stelle vagabondi che distruggono la stabilità gravitazionale del sistema stellare al quale si avvicinano, o perfino a causa di guerre nucleari tra extraterrestri. Perciò, il valor medio di N(t) cresce esponenzialmente nel come N(t) = N₀e^µt , ma N(t) stesso è un processo casuale con massimi e minimi, dato in sostanza da:

cioè un GBN, essendo B(t) il moto Browniano standard (0, 1). Fin qui tutto bene, ma dopo questa scoperta siamo andati avanti: abbiamo scoperto la funzione della densità di probabilità (pdf) del processo stocastico della distanza (“processo Maccone”?) data da:

Questa ovviamente si riduce alla distribuzione di distanza “Maccone” tra due qualsiasi civiltà ET discussa nel Capitolo 1 per il caso statico, il che è anche la distribuzione della distanza tra due pianeti abitabili vicini (con quantità diverse) come dimostrato nel Capitolo 3. Perciò, in conclusione, crediamo che il Capitolo 11 sia il capitolo più importante di questo libro perché apre la strada a future considerazioni statistiche riguardo agli ET e le loro distanze nella Galassia.

Traduzione DONATELLA LEVI

Editing FABRIZIO BERNARDINI

Fisico, matematico, visionario

Avesse avuto due vite, una l’avrebbe dedicata alla matematica, l’altra all’astrofisica. Dovendo accontentarsi, s’è votato a entrambe con tantissima passione e, ça va sans dire, pochissimo tempo libero.

 Il dott. Claudio Maccone, nel corso del Congresso Internazionale di Astronautica svoltosi recentemente a Napoli, è stato eletto Presidente del Comitato Permanente SETI in seno alla IAA. Sostituisce Seth Shostak, presidente per due mandati, ed è il primo italiano, anzi il primo non-americano a ricoprire tale carica.

 Laureato in fisica e matematica col massimo dei voti, Maccone nel 1980 ha ottenuto un dottorato in matematica al King’s College di Londra, con una tesi sulla Trasformata di Karhunen-Loeve (KLT). Si tratta di un algoritmo in uso nelle telecomunicazioni, estremamente utile in ambito SETI, perché rende possibile evidenziare con grande accuratezza eventuali segnali captati da un radiotelescopio, isolandoli dal rumore cosmico di fondo e da qualsiasi disturbo elettromagnetico. Ancora oggi, però, la quasi totalità dei ricercatori SETI sta utilizzando, per l’analisi dei dati, l’antiquata Trasformata Veloce di Fourier (FFT), che prende in esame solo dati in banda stretta e a grande velocità. KLT invece garantisce maggior sensibilità e lavora in banda larga, ma richiede tempi di elaborazione molto più lunghi. Maccone è oggi uno dei più convinti sostenitori dell’implementazione della KLT ovunqe si faccia SETI.

 A partire dal 1985, Maccone ha lavorato a lungo presso l’azienda aerospaziale Aeritalia (oggi Thales Alenia Space) alla progettazione di satelliti artificiali, come il QUASAT e il Tethered Satellite. Nel 1993 propone provocatoriamente all’ESA di realizzare la cosidetta missione FOCAL, ambizioso progetto per lo studio e l’utilizzo della cosidetta Lente Gravitazionale del Sole, un fenomeno naturale di grande potenza. In pratica, la gravità solare deflette e mette a fuoco la luce dei corpi celesti occultati dal Sole, ottenendo, nel fuoco, magnificazioni di enorme entità. Il fuoco si trova però alla distanza di 550 Unità Astronomiche (UA), ben oltre i confini del Sistema Solare. Si tratta quindi di un’impresa lunga e rischiosa, ai limiti dell’attuale tecnologia, che però darebbe all’Uomo il controllo su uno strumento di straordinaria potenza.

 Nel 2010 la IAA lo chiama a ricoprire l’incarico di Direttore Tecnico per l’Esplorazione Scientifica dello Spazio. Inoltre è responsabile del progetto “Lunar Farside Radio Lab/PAC Project”, e in questa veste nel giugno 2010 ha elevato formale richiesta all’ONU, perchè un’area situata sulla faccia nascosta della Luna, denominata Cerchio Antipodale Protetto (PAC), venga permanentemente mantenuta nello stato di radio-quiete in cui si trova attualmente. Infatti il corpo stesso della Luna esercita un effetto schermante contro l’inquinamento elettromagnetico proveniene dalla Terra, e in futuro ciò permetterà di disporre del PAC come località ideale dove costruire grandi radiotelescopi.

 Numerosi i riconoscimenti ricevuti, tra cui il prestigioso “Giordano Bruno Award” con la suggestiva e significativa menzione: “ […] Dr. Maccone is, significantly, the first Italian to win the Bruno award, which was established in 1995 and is dedicated to the memory of Giordano Bruno, the Italian monk burned at the stake in 1600 for postulating the multiplicity of inhabited worlds”.

 Instancabile anche nella sua attività divulgativa, il nostro ha scritto oltre 70 articoli tecnici e scientifici, perlopiù pubblicati nella rivista “Acta Astronautica”, nonché quattro libri in lingua inglese, due per IPI Press: Telecommunications, KLT and Relativity e The Sun as a Gravitational Lens: Proposed Space Missions, e due per Springer: Deep Space Flight and Communications (2009), e Mathematical SETI (2012).

 Nel suo ultimo libro, in uscita proprio in questi giorni, Maccone riprende e aggiorna i suoi temi più conosciuti, ossia la missione FOCAL e l’algoritmo KLT, ma sopratutto presenta un progetto molto ambizioso al quale sta lavorando da anni, cioè la revisione dell’intero impianto matematico del SETI. Maccone ha riformulato in chiave statistica sia la famosa equazione di Drake, che fornisce il numero di civiltà extraterrestri presenti nella Galassia, sia quella di Dole, che fornisce il numero dei pianeti abitabili. Un primo, importante risultato è la scoperta di una nuova curva di distribuzione che il noto fisico Paul Davies ha battezzato “La distribuzione di Maccone”, dalla quale si evince che la probabilità di trovare una civiltà aliena a una distanza dal Sole inferiore a 500 anni-luce è virtualmente pari a zero. Ma i nostri attuali radiotelescopi sono in grado di rilevare eventuali segnali d’origine artificiale a una distanza massima di 200 anni-luce: ecco perché il SETI non ha potuto registrare, fino a oggi, alcun risultato positivo.

 “Si tratta di un libro dedicato a un pubblico di esperti, non è assolutamene un’opera a carattere divulgativo – dice lo stesso Maccone – ma è qualcosa di cui la comunità scientifica internazionale ha davvero bisogno. E’ un tentativo di connettere discipline scientifiche considerate fino a oggi indipendenti tra di loro: l’astronomia, l’evoluzione della vita sulla Terra e altrove nell’Universo, l’astronautica (sopratutto per quanto riguarda i viaggi interstellari a velocità relativistiche), e la storia matematica. Combinare tutto questo in una sorta di descrizione matematica unificata, era qualcosa che andava fatto.”

 Claudio Maccone viene considerato oggi uno dei più importanti scienziati SETI a livello mondiale. In suo onore, l’International Astronomical Union (IAU) ha battezzato col suo nome l’asteroide 11264.

ROBERTO FLAIBANI

 

Viaggio al fuoco della Lente Gravitazionale del Sole

Comunicato Stampa n.9

Il dott. Gregory Matloff è Professore Emerito al Dipartimento di Fisica del New York City College of Technology, CUNY, a Brooklyn, New York, USA. E’ inoltre membro dell’Accademia Internazionale di Astronautica (IAA) e della British Interplanetary Society (BIS). Greg ha pubblicato più di 100 relazioni scientifiche e tecniche, mentre come autore o co-autore ha firmato 9 libri di astronomia e astronautica, incluso The Starflight Handbook (Wiley, 1989) e Solar Sails (Springer 2008). Tra il 1999 e il 2007 ha collaborato con il Marshall Space Flight Center della NASA come consulente per la propulsione spaziale e la Difesa Planetaria dall’impatto di asteroidi. Il dott. Matloff interverrà mercoledì 26 alle 12:00 con una relazione dal titolo “A Solar/Nuclear Mission to the Sun’s Inner Gravity Focus”, dove si prospetta la possibilità di raggiungere il fuoco della Lente Gravitazionale del Sole con una sonda automatica a propulsione mista nucleare/solare. Si tratta dell’ormai nota missione FOCAL, proposta dal nostro dott. Claudio Maccone.

La Lente Gravitazionale è un fenomeno naturale di grande potenza che ha effetto sull’intero spettro elettromagnetico. La Lente Gravitazionale del nostro sole  (GLS) potrebbe diventare in futuro lo strumento principe per l’osservazione astronomica e le telecomunicazioni interstellari. Da molti anni a questa parte, il dottor Claudio Maccone è il massimo studioso di questo fenomeno e propugnatore della missione FOCAL, che ha come primo obiettivo di raggiungere il cosidetto fuoco del “sole nudo”,  situato a 550 Unità Astronomiche (UA) dal Sole, ben oltre l’orbita di Plutone (40 UA). Da lì la sonda continuerà ad allontanarsi lungo l’asse focale fino alla distanza di 1000 UA, sfruttando per le sue osservazioni le prestazioni della GLS. Niente di costruito dall’Uomo è mai arrivato così lontano, nemmeno l’intramontabile Voyager 1, che ha da poco superato le 110 UA. Ma varrebbe davvero la pena di andarci, perchè le prestazioni promesse dalla GLS sono assolutamente eccezionali. La Natura ci offre, a poco più di tre giorni-luce dalla Terra (a tanto equivale, infatti, la distanza di 550 UA) uno strumento d’indagine di ineguagliabile potenza.  In questi ultimi anni la comunità scientifica ha finalmente dato segno di aver preso coscienza delle potenzialità della GLS e del valore dal lavoro di Maccone, tant’è che FOCAL viene ora considerata la più importante tra le cosiddette missioni antesignane del volo interstellare.

Joseph Breeden ha ottenuto il dottorato di ricerca dall’università dell’Illinois per il suo lavoro sulla Teoria del Caos in Astrofisica, con ricerche specifiche sulle dinamiche caotiche degli ammassi globulari di stelle. Nella sua carriera ha utilizzato le dinamiche non-lineari e l’analisi dei dati per molte applicazioni scientifiche e finanziarie inclusa la “dendrocronologia” (l’analisi dei cerchi di accrescimento annuale degli alberi), le proiezioni sul numero dei partecipanti per il SETI@home, le previsioni sulla crisi dei mutui negli Stati Uniti e le previsioni sull’andamento dei raccolti. Nel 2010 ha pubblicato il libro intitolato Reinventing Retail Lending Analytics e oggi guida la Prescient Models. L’intervento di Joe Breeden si terrà mercoledì 26 alle 12:20 e avrà per titolo: “Gravity Assist via Near-Sun Chaotic Trajectories of Binary Objects”

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Con il patrocinio di: Segreteria di Stato per il Turiso e lo Sport; Segreteria di Stato per la Cultura; Università degli Studi – Repubblica di San Marino. INAF – Istituto Nazionale di Astrofisica.  COSPAR – Committee on Space Research.

Organizzatori: San Marino Scienza.  CVB – Convention & Visitors Bureau – San Marino.  IAA – International Academy of Astronautics.

Collaboratori scientifici: UAI – Unione Astrofili Italiani. Radiotelescopi di Medicina. SETI ITALIA – Team G. Cocconi. IARA – Italian Amateur Radio Astronomy. FOAM13 – Fondazione Osservatorio Astronomico Messier 13.  Carnevale della Fisica.  Scientificando. Associazione Culturale Chimicare. Carnevale della Chimica. Il Tredicesimo Cavaliere.

Sponsor: Banca Agricola Commerciale – San Marino.  Asset Banca – San Marino.

Il Programma del Quarto Congresso IAA

PROGRAM – Tentative schedule, subject to change

8:00 – 9:00 Registration of Participants

Opening Morning                                          Tuesday, September 25th, 9:00 – 12:30

Chairs: J.-M. Contant, IAA, C. Maccone, IAA & IASF-INAF

 

9:00 – 9:10      Welcome to Participants, Claudio Maccone, IAA & IASF-INAF, Italy                        

9:10 – 9:20      Welcome!, Authorities of the Republic of San Marino                                     

9:20 – 9:40      IAA and SETI: Fifty Years of Scientific Research,

Jean-Michel Contant, IAA, France                                                                                     

9:40 – 10:00   We are the Martians, Giovanni Bignami, COSPAR & INAF, Italy                                

10:00 – 10:20  How SETI can benefit from the transformation of Radio Astronomy,

Michael A. Garrett, ASTRON/Leiden, Netherlands                                                          

10:20 – 11:00  Coffee Break

11:00 – 11:20  Searches for Electromagnetic Signatures of Advanced Technologies,

Andrew P. V. Siemion, University of California at Berkeley, USA                                 

11:20 – 11:40  Recent Observations and Next Steps for SETI Programs at the SETI Institute,

Gerry Harp, SETI Institute, Mountain View, California, USA                                       

11:40 – 12:00 Mathematical SETI collected in a book, Claudio Maccone, IAA & IASF-INAF, Italy 

12:00 – 12:20 Computing the KLT quickly and on PCs,  Stephane Dumas, SETI League, Canada  

12:20 – 12:40 Closing the First Symposium Day, Claudio Maccone , IAA & IASF-INAF, Italy      

12:30  GROUP PHOTOGRAPH  OF ALL PARTICIPANTS TAKEN ON THE KURSAAL FRONT DOOR STEPS

Tuesday, September 25th, AFTERNOON: ALTERNATIVE PUBLIC EVENTS

1) 15:00 – 17:00  Guided Tour (in English) of the Republic of San Marino.

2) 15:00 –17:00  Public Lecture and Demonstrations (in Italian) about scientific blogs in Italy by Associazione Chimicare, Carnevale della Fisica, Carnevale della Chimica

Tuesday, September 25th, EVENING:

Gala Dinner, Restaurant La Terrazza, Hotel Titano, San Marino.

Session 1: Passive SETI                              Wednesday, September 26th , 9:00-9:40

Chairs: TBD (to be defined)

9:00 – 9:20	A half-century of SETI science, H. Paul Shuch, The SETI League, USA
9:20 – 9:40	Optical SETI at the FOAM13 Astronomical Observatory,Giuseppe Savio, FOAM13 Astronomical Observatory, Tradate, Italy

Session 2: Languages and SETI              Wednesday, September 26th, 9:40-10:20

Chairs: TBD

9:40 – 10:00   TBD about Languages and Signal Processing,

John Elliott, School of Computing, Leeds Metropolitan University, UK                      

10:00 – 10:20  Clicks, whistles and pulses: passive and active signal use in dolphin communication,

Denise L. Herzing, Wild Dolphin Project & Florida Atlantic University, USA           

Session 3: Astrobiology and SETI           Wednesday, September 26th, 11:00-12:00

Chairs: TBD

10:20 – 10:40  On the possible properties of the GJ1214b atmosphere,

Leonid Ksanfomality, Space Reasearch Institute of the RAS, Moscow, Russia            

10:40 – 11:00  Coffee Break

11:00 – 11:20  Alternative Biochemistry and Alternative Evolution: Alternative View on Search for

Extraterrestrial Life, Konstantin B. Shumaev and Alexey F. Topunov,

A. N. Bach Institute of Biochemistry, RAS, Moscow, Russia                                            

11:20 – 11:40  Possible life found not at the right place.

Leonid Ksanfomality, Space Research Institute of the RAS, Moscow, Russia              

11:40 – 12:00  A possible spontaneous generation of silicon utilizing minimal containers as precursor of life in the cosmos,

Satadal Das, B.K. Roy Research Centre, Kolkata, India                                                 

Session 4: Space Missions for SETI        Wednesday, September 26th, 12:00-13:20

Chairs: TBD

12:00 – 12:20  A Solar/Nuclear Mission to the Sun’s Inner Gravity Focus,

Gregory L. Matloff, Dept. of Physics, New York City College of Technology, USA    

12:20 – 12:40  Gravity Assist via Near-Sun Chaotic Trajectories of Binary Objects,

Joseph Breeden, Prescient Models LLC, Santa Fe, New Mexico, USA                         

12:40 – 13:00  Multi-sensor Navigation of Spacecraft formation for Near-Earth Asteroid Exploration,

Huixin Yang et al. National University of Defense Technology, Changsha, China  

13:00 – 15:00  Lunch Break

Session 5: Mathematics for SETI            Wednesday, September 26th, 15:00-16:00

Chairs: TBD

15:00 – 15:20  SETI and Prime Number Algorithms,

Chiara Giacomoni, University of San Marino, Republic of San Marino                   

15:20 – 15:40  A mathematical argument against intelligent machines,

Paolo Musso, University of Insubria, Italy, and Universidad Catolica, Lima, Peru 

15:40 – 16:00  Quantization of the free electromagnetic field with the KLT of the vector potential

Nicolò Antonietti, IMEX.A, Torino, Italy                                                                           

16:00 – 16:20 Coffee Break

Session 6: Active SETI & Society             Wednesday, September 26th, 16:20-17:40

Chairs: TBD

16:20 – 16:40  The Active SETI debate and Insights from Risk Communication and Perception,

Adam Korbitz, State Bar of Wisconsin, USA                                                                     

16:40 – 17:00  Protocols and Practice for SETI Discovery Announcements,

Morris Jones, Sydney, Australia                                                                                        

17:00 – 17:20  The game of active SETI: Breaking the “Great Silence”,

Harold P. de Vladar, Austria                                                                                              

17:20 – 17:40  Evolutionary Contingency and the Search for Life,

Milan Cirkovic, Belgrade Astronomical Observatory, Serbia                                       

Wednesday, September 26th, EVENING,  ALTERNATIVE PUBLIC EVENTS,

8:30 pm-10 pm at the Kursaal:

1) Public Lecture (in English) by Denise L. Herzing about Dolphin Intelligence.

2) Presentation (in Italian) by Giuseppe Palumbo (FOAM13 Observatory, Italy): “Primo Contatto” : da “A come Andromeda” a “Contact”

and Public Show of the movie “CONTACT” (in Italian).

Session 7: Simulations for SETI                        Thursday, September 26th, 9:00-9:40

Chairs: TBD

9:00 – 9:20      The Selfish Biocosm Hypothesis in the Light of Simulation Theory,

Claudio Flores Martinez, University of Heidelberg, Germany                                     

9:20 – 9:40      Dysonian SETI as an Antidote for “Fashionable Opinion”,

Milan Cirkovic, Belgrade Astronomical Observatory, Serbia                                       

Session 8: Advanced Computers and SETI     Thursday, September 26th, 9:40-10:20

Chairs: TBD

9:40 – 10:00   Supercomputing development and possible benefits for SETI,

Nikolay N. Smirnov and V.B. Betelin, Lomonosov State University, Moscow, Russia    

10:00 – 10:20  Karhunen-Loève Transform on GPU computing,

Francesco Schillirò, Claudio Maccone, Salvatore Pluchino, INAF, Italy                     

Session 9: Advanced SETI Searches             Thursday, September 26th, 10:20-11:40

Chairs: TBD

10:20 – 10:40  Current Practice and Some Unexploited Degrees of Freedom for SETI Searches,

Gerry Harp, SETI Institute, Mountain View, California, USA                                        

10:40 – 11:00  Coffee Break

Session 10: Further Suggestions for SETI  Thursday, September 26th, 11:00-12:20

Chairs: TBD

11:00 – 11:20  An enhanced piggyback mode for SETI observations,

Salvatore Pluchino, INAF, Italy                                                                                          

11:20 – 11:40  Targeted SETI activity in the uplink spacecraft communication channels,

Francesco Schillirò, Salvatore Pluchino, P. Cassaro, INAF, Italy                                 

11:40 – 12:00  A strategic “viewfinder” for SETI research,

Massimo Teodorani, Italy                                                                                                   

Session 11: Alien Spaceships & SETI           Thursday, September 26th, 12:20-12:40

Chairs: TBD

12:10 – 12:20  A Review of the Observability of Interstellar Travel,

Al A. Jackson, Astronautics Consultant, NASA JSC, Houston, Texas, USA                

12:20 – 12:40  Search for high-proper motion objects with infrared excess,

Massimo Teodorani, Italy                                                                                                   

Session 12: Exoplanet Recent Progress        Thursday, September 26th, 12:40-13:00

Chairs: TBD

12:40 – 13:00  TBD – Recent Progress in the Hunt for Extrasolar Planets,

Martin Dominik, Royal Society Fellow at the University of St. Andrews, Scotland, UK 

13:20 – 15:00  Lunch Break

Volo spaziale e leggende: dialogo con Michael Michaud

Scriveva Paul Gilster su “Centauri Dreams” del 16 dicembre 2011: ”Ho sperato di pubblicare un dialogo con Michael Michaud sin da quando ho avuto occasione di parlare con lui al congresso “100 Year StarShip 2011” (100YSS)e poi di riflettere sul documento da lui presentato, Long-Term Perspectives on Interstellar Flight. I lettori di Centauri Dreams conoscono Michael come autore dell’imperdibile Contact with Alien Civilizations: Our Hopes and Fears about Encountering Extraterrestrials (Springer, 2006), e ricorderanno certamente i suoi contributi precedenti su queste pagine. Direttore in passato del U.S. State Department’s Office of Advanced Technology, ha coordinato presso l’Accademia Internazionale di Astronautica i gruppi di lavoro su tematiche SETI, oltre ad aver pubblicato numerosi articoli e saggi sulle implicazioni degli eventuali contatti con civiltà aliene. In questo dialogo ho preso alcuni elementi del suo intervento al congresso, usandoli come base di partenza per esaminare quali possono essere i modi per orientare l’attenzione dell’umanità verso le stelle”.

(Paul Gilster). Michael, ho letto con grande interesse il documento che hai presentato al congresso “100 Year StarShip 2011”, è pieno zeppo d’idee! Vorrei però iniziare questa conversazione dalla citazione con la quale hai concluso il tuo intervento. È tratta da un libro di G. Edward Pendray intitolato The Coming Age of Rocket Power (1945), e tu la utilizzi per far notare come i primi rivoluzionari ideatori dei viaggi spaziali fossero spesso spinti dalla percezione impellente di uno scopo, e da una visione quasi incendiaria. Ecco quello che dice Pendray:

“Quelli tra noi che hanno speso anni e anni nello studio e nello sviluppo dei razzi provano ormai nei loro confronti un’emozione quasi religiosa. Ci sentiamo in qualche modo privilegiati, come se in quegli anni ci fossimo trovati a un oscuro crocevia della storia, e avessimo visto il mondo cambiare. Non sappiamo esattamente cosa abbiamo liberato sulla terra, non diversamente da Gutenberg con i suoi caratteri mobili, o De Forest con il suo tubo per la radio, ma sentiamo nel profondo dell’anima che si tratta di qualcosa di stupendo e grandioso, e che la razza umana ne risulterà in futuro sicuramente arricchita”.

Parole da cui trarre ispirazione, specialmente se consideriamo che, all’epoca in cui Pendray stava scrivendo, la missilistica era associata nella mente comune soprattutto alla distruzione fatta piovere sulla Gran Bretagna dal razzo V2. Pendray guarda più in là, verso una illuminante visione di lungo periodo di quello che lo spazio avrebbe potuto significare in futuro, proprio come von Braun avrebbe guardato oltre il V2 verso la Luna e persino verso Marte. Hegel ha detto “Nel mondo nulla di grande è stato fatto senza passione”. E tu qui affermi che i fautori del volo interstellare devono continuare a impegnarsi affinché l’esplorazione dello spazio profondo appaia non solo ipotizzabile ma anche necessaria per il bene della nostra specie. Come dunque instillare questo tipo di passione?

Nel tuo intervento ti riferisci ai pionieri del nostro attuale programma spaziale dicendo che hanno creato una “leggenda a proposito di eventi che non erano ancora avvenuti” e che questa leggenda si era poi trasformata in aspettative. Venendo ai viaggi interstellari, abbiamo un certo numero di scienziati che ne stanno elaborando i fondamenti teoretici. Uno è ovviamente Robert Forward, poi ci sono Alan Bond, e Greg Matloff e i numerosi altri da te citati. A che punto ci troviamo oggi nel creare una leggenda legata ad eventi dell’esplorazione interstellare che permetta a quest’idea di far presa sul pubblico? Perché sono le idee che instilliamo mentre vengono poste le basi teoriche che aiuteranno a promuovere il progetto e ad alimentare quella passione.

(Michael Michaud). In un certo senso, Paul, per primi rivoluzionari ideatori dei voli spaziali il compito di inventare una leggenda a proposito di eventi non ancora avvenuti è stato più facile. La disposizione fisica del nostro sistema solare offriva una serie di obiettivi tangibili: il raggiungimento dell’orbita, la stazione orbitale, la Luna, e Marte. Nel caso dell’esplorazione interstellare una progressione graduale è meno ovvia.

Per il volo interstellare esistono ovviamente obiettivi a lungo termine, quali ad esempio trovare indicazioni di una vita intelligente al di fuori del sistema solare, e individuare una possibile futura seconda casa per l’umanità. Ci sono anche motivazioni meno razionali: condividere l’eccitazione dell’esplorazione e della scoperta, fare appello a speranze e aspettative inespresse, e suggerire una via di fuga dai nostri attuali limiti. Senza eventi significativi che non siamo in grado di prevedere, tali motivazioni potrebbero non essere sufficienti per rendere il volo interstellare un compito avvertito come necessario dalle attuali generazioni.

Suggerisco che si cominci concentrandoci sul sistema solare esterno. Esplorare le regioni più distanti dell’impero del Sole potrebbe essere un passo in avanti interlocutorio verso il volo interstellare.

La nostra presenza in quella regione trova una sua giustificazione generalmente riconosciuta nella necessità di proteggere il pianeta da possibili collisioni con asteroidi e nuclei di comete. Numerosi esperti hanno sostenuto che questo tipo di difesa ha bisogno di strumenti di preavviso e di deviazione nel sistema solare esterno, in modo da avere il tempo di identificare e agire contro un oggetto in avvicinamento.

Dobbiamo conoscere meglio il potenziale pericolo costituito dai corpi celesti presenti nella Fascia di Kuiper e nella Nube di Oort. Non sappiamo quasi nulla di quella nube, che è estremamente vasta e non è limitata al piano dell’eclittica. Alcuni ipotizzano che il bordo esterno della Nube di Oort potrebbe sovrapporsi al bordo esterno dell’analoga nube di una stella vicina.

Potremmo avere bisogno di spingerci oltre il sistema solare che conosciamo. Gli astronomi hanno già scoperto degli oggetti a distanze interstellari che sono più piccoli e meno luminosi dei tipi di stelle a noi più familiari. Stelle nane, relitti di stelle esaurite e pianeti oscuri espulsi dal proprio sistema d’origine potrebbero vagare attraverso lo spazio interstellare, forse più vicino della più vicina stella conosciuta. Sia che un oggetto di tal genere costituisca o meno un potenziale pericolo, potrebbe comunque fornire un obiettivo intermedio per l’esplorazione interstellare più facilmente raggiungibile delle stelle conosciute.

Per incoraggiare un approccio mentale fuori dagli schemi, ho ipotizzato nella mia relazione che gli astronomi che stanno studiando il nostro Sole potrebbero scoprire che la nostra stella si sta modificando più rapidamente di quanto non si pensasse, riducendo il tempo tra il momento attuale e una Terra inabitabile. Forse non accadrà mai, ma questo ci ricorda che non possiamo prevedere tutti i pericoli o tutte le opportunità che potrebbero motivare un’esplorazione interstellare.

Vi sono modi di affrontare la questione che potrebbero suscitare un maggiore interesse tra gli scienziati e gli ingegneri. Uno di questi modi, di cui si sta già occupando la “comunità interstellare” è l’ideazione di motori che consentano a un’astronave di viaggiare a velocità utili. Una svolta decisiva nel sistema di propulsione potrebbe avere delle ricadute sulla tecnologia energetica ben al di là del volo interstellare.

Una sonda interstellare che viaggia per decenni, e che una volta giunta a destinazione si troverà ad affrontare delle operazioni complesse, deve necessariamente includere a bordo un’intelligenza artificiale altamente sofisticata, che non farà mai più ritorno sulla Terra. Vorrei suggerire agli scienziati e agli ingegneri di cogliere questa opportunità per creare l’intelligenza artificiale più autonoma che sia stata mai costruita, inviandola là dove costituirà il minor pericolo per l’Umanità.

Forse tu o i tuoi lettori potranno suggerire una leggenda migliore di eventi non ancora avvenuti. Dimmi cosa ne pens­­­­­­­­­­­­­

PG: So che abbiamo bisogno di leggende, perché nella tua relazione riconosci che, mentre alcuni accettano – rispetto ai concetti di esplorazione ed espansione – quelli che tu chiami “i paradigmi rivolti all’esterno”, per la maggior parte delle persone non è così. Penso che la domanda che molti di quest’ultimi si porrebbero è se l’idea stessa di viaggio interstellare non sia decisamente troppo ambiziosa, considerate le distanze inimmaginabili e la relativa incapacità della nostra tecnologia ad affrontarle. Se vogliamo creare le premesse per un futuro interstellare, dobbiamo trovare le motivazioni di lungo termine che risveglino l’interesse e suscitino l’entusiasmo della gente, in modo da essere certi che sosterrà quest’impresa.

Ma capisco il tuo punto di vista, Michael. Il volo interstellare è qualcosa di radicalmente diverso dalle idee interplanetarie di von Braun. Per queste ultime l’aspettativa era che potessero realizzarsi nel giro di pochi decenni. Se seguiamo il tuo suggerimento e prendiamo come base di partenza il sistema solare esterno, allora queste missioni precorritrici possono assumere una funzione trainante, specialmente in quanto collegate alla necessità percepita di una difesa planetaria. In tutto ciò si inserisce bene la tua idea di una IA: siamo in grado di produrre un veicolo spaziale guidato dalla più sofisticata intelligenza artificiale mai creata e mandarlo laggiù, come avanguardia dei nostri sforzi per costruire un’infrastruttura in grado di affrontare gli spazi profondi?

Potremmo considerarla una leggenda per il prossimo futuro, in quanto i progressi nel campo dell’intelligenza artificiale potrebbero diventare interessanti per questo obiettivo nel giro di pochi decenni. Nel frattempo, stiamo cominciando a testare la tecnologia delle vele solari, che potrebbero servire da propulsione in una missione precorritrice volta a studiare le regioni più esterne del sistema solare, aiutandoci inoltre a mettere a punto le diverse opzioni in termini di propulsori in grado di raggiungere eventuali oggetti pericolosi mentre sono ancora lontani dalla Terra. Il grande progetto Marte di von Braun si sviluppò in un’epoca in cui le tensioni provocate dalla Guerra Fredda erano elevate, e quindi la nozione di pericolo ebbe facile presa sul pubblico. In questo caso, la minaccia non è di natura militare bensì naturale, sotto forma di oggetti vaganti potenzialmente distruttivi. Ciò che dà forma alla minaccia è proprio quanto poco sappiamo non solo sulla Fascia di Kuiper ma anche, come affermi, sulla dinamica della nube di comete che circonda il sistema solare.

Dunque forse questa è la nostra leggenda. Abbiamo bisogno di qualcosa come l’Esploratore Interstellare Innovativo di Ralph McNutt, una missione precorritrice messa a punto come banco di prova sia per il sistema di propulsione che per l’intelligenza artificiale. La nostra leggenda comporterebbe di continuare sulla strada delle vele solari, proprio come la leggenda di von Braun prevedeva di costruire razzi a propulsione chimica ancora più grandi. Includerebbe inoltre telescopi spaziali per identificare i potenziali pericoli, mettendo in campo la passione tipica dell’uomo per l’esplorazione, man mano che spingiamo le nostre sonde sempre più nelle profondità del Sistema Solare. Il nostro jolly potrebbe essere l’identificazione di una nana bruna più vicina delle stelle di Alpha Centauri.

Ma c’è un problema. Nel tuo documento fai una serie di raccomandazioni su come la comunità interstellare dovrebbe procedere. Siamo entrambi d’accordo su quella più eclatante: lasciare gli esseri umani fuori dall’equazione. Sono convinto che a breve termine siano fuori questione missioni verso il sistema solare esterno guidate dall’uomo, ma la necessità di una difesa per il nostro pianeta non aspetterà. Se i viaggi nello spazio profondo utilizzeranno soltanto gli strumenti della robotica, riusciremo a rendere appetibile questo concetto presso il grande pubblico? Forse la presa che von Braun ha avuto così a lungo sulla gente sta nel fatto che immaginò l’atterraggio di uomini in carne e ossa nei vasti deserti di un pianeta Marte come quello dipinto da Bonestell?

MM: Hai ragione, Paul, quando affermi che il fascino di von Braun risiedeva nella visione di un atterraggio umano su un pianeta Marte simile a quello illustrato da Bonestell. È ancora così.

Quando ci riferiamo alle leggende di eventi non ancora avvenuti, dovremmo includere le aspettative su ciò che la nostra astronave esplorativa potrebbe trovare. Le immagini prodotte dai pionieri della cosiddetta “arte spaziale” e dagli altri illustratori hanno svolto un ruolo importante nel creare le aspettative su quanto le prime missioni spaziali avrebbero scoperto. Chesley Bonestell (e prima di lui Lucien Rudaux) ci hanno raffigurato gli altri mondi del nostro sistema solare molto prima che le nostre tecnologie vi arrivassero. Mentre alcune di queste immagini erano basate su presupposti sbagliati (ad esempio i canali di Marte), esse stimolarono un’intensa curiosità. Io stesso all’inizio ho tratto ispirazione dal libro del 1949 di Willy Ley La conquista dello spazio, illustrato da Bonestell. Al giorno d’oggi artisti e illustratori possiedono strumenti di gran lunga più sofisticati per creare le loro affascinanti raffigurazioni. Possiamo già osservare con quale varietà creativa gli artisti stiano immaginando i pianeti che orbitano intorno ad altre stelle, cioè i presunti obiettivi delle nostre sonde interstellari.

Uno dei fattori che attrasse molta gente verso l’esplorazione spaziale di prima generazione fu la potenza dei razzi, che era alla base della visione di von Braun. Oggi riconosciamo tutti che la propulsione chimica non sarà sufficiente per le missioni fuori dal nostro sistema solare. Mentre le vele solari hanno indubbiamente una forte attrazione estetica, esse rimangono comunque un mezzo di trasporto lento. Abbiamo bisogno di un altro paradigma di potenza, forse basato sulla fusione.

Siamo in grado di prevedere quali eventi potrebbero aiutare o frenare l’idea di viaggio interstellare? Il più ovvio sarebbe la scoperta di un pianeta simile alla Terra orbitante intorno a una stella vicina. Un altro potrebbe apparire a prima vista negativo: la riduzione dei finanziamenti a lungo termine per le agenzie spaziali e di ricerca. Questi tagli potrebbero portare a una riduzione delle missioni sia in termini di dimensioni che di numero, con un allungamento dei tempi tra l’una e l’altra.

Suggerisco di guardare alla questione da un’altra angolazione. Gli ideatori delle missioni e gli ingegneri che progettano le astronavi ne trarrebbero un potente incentivo a dotare le loro macchine di una durata di vita e di utilizzo molto più lunga. Invece di tre anni, perché non venti? E chi utilizzerà queste astronavi (proprio come i ricercatori responsabili dei progetti) dovrebbe adottare una prospettiva a lungo termine. Questi piccoli passi verso le profondità del tempo saranno necessari quando cominceremo l’esplorazione interstellare.

A te.

PG: Mi fa sempre piacere parlare con qualcuno che capisce come fare di necessità virtù. Penso che sia un approccio positivo a un problema ineludibile: se siamo costretti dai budget e dalle economie ad avere missioni meno numerose e più piccole, allora cerchiamo di imparare come rendere le astronavi di prossima di generazione abbastanza robuste da essere operative per periodi più lunghi. Se come risultato i responsabili dei progetti faranno propria una visione strategica proiettata in un futuro lontano – se cominciamo a pensare a una missione in termini non di 40 anni al massimo, ma di 50 o 60 – allora tanto di guadagnato.

Nella relazione che hai presentato al congresso “100 Year Starship 2011”, hai osservato che in qualsiasi momento possono accadere eventi fortuiti in grado di produrre importanti ricadute positive. Quando la Seconda Guerra Mondiale stava volgendo al termine pochi avrebbero pensato che sarebbero seguiti decenni di Guerra Fredda, tuttavia i fattori geopolitici hanno avuto un ruolo fondamentale nel volgere l’attenzione delle superpotenze verso la conquista dello spazio, considerata come motivo di prestigio nazionale. E la scoperta continua di pianeti al di fuori del sistema solare sta avvicinando nuovamente il pubblico all’idea dei viaggi interstellari. In effetti, quando mi vengono rivolte domande a proposito di un qualche pianeta extrasolare (esopianeta), invariabilmente la domanda successiva è: “Quando saremo in grado di arrivarci?”.

Non sappiamo cosa accadrà nel futuro, ma l’esempio dei due Voyager ci mostra che nell’esplorazione spaziale è già in atto una continuità di lungo periodo. Il Voyager ci dice che siamo in grado di costruire veicoli che durino a lungo, e che l’idea di una missione stellare protratta per decenni, se non addirittura per un secolo, non può essere cassata sulla base di un’inaffidabilità dell’equipaggiamento. Ho il sospetto che qualora SETI fallisse nei suoi tentativi di individuare una civiltà extraterrestre, e allo stesso tempo si scoprisse un mondo abitabile entro 20 anni luce dal Sole – ammesso che tale mondo esista (e dall’analisi statistica di Claudio Maccone sembrerebbe scarsamente probabile) – questo favorirebbe enormemente la costruzione di un consenso pubblico verso una prospettiva interstellare. Il tipo di consenso che potrebbe un giorno portare a una missione.

Dopo tutto, potrebbe essere necessaria una sonda per dare una volta per tutte una risposta alla domanda se c’è una vita là fuori. Un pianeta con tutte le caratteristiche in grado di consentire una vita come la conosciamo noi, e che mostri una possibile firma biologica, potrebbe essere la nostra migliore possibilità di trovare forme di vita completamente aliene, sia pure non intelligenti. La curiosità generata dalle scoperte astronomiche, SETI, e il nostro bisogno di esplorare possono insieme generare quella che tu definisci “una grande strategia inarticolata” che dia forma al nostro posto nell’universo, nell’ambito della quale il nostro comune interesse verso la sopravvivenza della specie può giocare un ruolo importante.

Ti lascio le ultime battute, Michael, ringraziandoti per i tuoi stimolanti suggerimenti. Possiamo concludere con questa domanda: hai scritto che – in una prospettiva temporale di lunghissimo periodo – il volo interstellare potrebbe essere il modo in cui l’intelligenza riesce a sfuggire all’evoluzione stellare. Se non dovessimo mai scoprire un’altra civiltà fra le stelle, potremmo considerare il volo interstellare come un obbligo morale al fine di assicurare la sopravvivenza dell’intelligenza nella galassia?

MM: Benché io sia uno dei tanti che appoggiano la ricerca scientifica di un’intelligenza extraterrestre, dovremmo riconoscere che le ricerche basate su strumenti scientifici situati sulla superficie terrestre, potrebbero non riuscire a scoprire prove evidenti dell’esistenza di un’altra civiltà in un prevedibile futuro. Questo non proverebbe che un’intelligenza non sia presente da un’altra parte, ma potrebbe scoraggiare coloro che sperano di trarre ispirazione o assistenza da una fonte extraterrestre. Anche se davvero esistessero delle civiltà aliene da qualche parte nella galassia, la nostra incapacità a trovarle con le tecnologie esistenti ci potrebbe lasciare di fatto da soli. Dovremmo risolvere i nostri problemi per assicurare il nostro futuro. Questo potrebbe aiutare a resuscitare l’antropocentrismo che SETI ha messo in discussione per mezzo secolo.

Sono d’accordo con la tua idea che il fallimento di SETI unito alla scoperta di un pianeta abitabile entro 20 anni luce potrebbe generare un radicale spostamento verso quello che potremmo definire un antropocentrismo con uno scopo. Farci carico del nostro futuro potrebbe includere, in una prospettiva lontana, la colonizzazione di un altro mondo.

Questa leggenda di eventi non ancora avvenuti esiste già tra gli amanti della fantascienza e nell’ambito della speculazione sui futuri possibili. Scrittori e cineasti ci hanno già offerto numerose visioni di una umanità espansa, anche se non tutte felici.

Non sappiamo se altri esseri senzienti sfuggono all’evoluzione delle loro stelle. Forse pochi ci riescono. Potremmo costituire un’eccezione, ma soltanto se facciamo i passi necessari in questa direzione.

Noi due non vivremo abbastanza a lungo da vedere il lancio della prima sonda interstellare, tantomeno la prima astronave con equipaggio umano. Scommetto, però, che entrambi sentiamo la responsabilità di fare del nostro meglio per migliorare le prospettive dei nostri discendenti. Incoraggiare il più vasto consenso possibile affinché si cominci a lavorare per tempo a un veicolo interstellare è un contributo piccolo ma necessario.

L’obbligo morale di assicurare la sopravvivenza dell’intelligenza non ci viene imposta da dei o profeti, ma dalle nostre scelte. Chiamatelo pure antropocentrismo, se volete. Io preferisco pensare a noi stessi come agenti morali indipendenti, forse gli unici della galassia. Fino a quando, e a meno che, non scopriamo un’altra civiltà tecnologica, abbiamo una responsabilità eccezionale: quella di imporre le nostre scelte al caso.

Traduzione di DONATELLA  LEVI

Titolo originale: “Spaceflight and Legends: A Dialogue with Michael Michaud” scritto da Paul  Gilster e pubblicato su Centauri Dreams il 16 dicembre 2011.

Progetto di un veicolo spaziale per la missione FOCAL

Il progetto del primo studente laureato della Fondazione Tau Zero è stato completato. Berkeley Davis, un luogotenente in seconda presso l’U.S. Air Force Institute of Technology di Dayton, Ohio, ha completato la sua tesi di dottorato avente per orgomento una sonda per lo spazio profondo in grado di portare a termine la missione FOCAL proposta dal dott. Claudio Maccone. Coloro che non hanno familiarità con la missione FOCAL, sappiano che si tratta di un  progetto per sfruttare l’effetto di lente gravitazionale del Sole, che inizia a circa 550 U.A. di distanza da esso e che secondo Maccone offrirà un forte ingrandimento per lo studio di soggetti come la CMB (radiazione cosmica di fondo nelle microonde). Per maggiori informazioni consultare gli archivi di Centauri Dreams. (Paul Gilster)

Origine del soggetto: Maccone, Deep Space Flight and Communications: Exploiting The Sun as a Gravitational Lens (Springer, 2009).

Analisi del veicolo e della missione Davis, Berkrley. R.(2012) Gravitational Lens: The Space Probe Design (Thesis) AFIT/GA/ENY/12-M06, Air Force Institute of Technology.

Per fornire una base di riferimento realistica di cosa sia possibile fare, allo studente è stato richiesto di contenere il suo progetto nell’ambito della tecnologia attualmente disponibile. La missione implica il trasporto di un radiotelescopio di 12 m di diametro a 550 Unità Astronomiche (UA) e proseguire oltre, per esaminare l’effetto di lente gravitazionale del nostro sole. La missione secondaria, che si svolge prima di raggiungere quel punto, è dedicata alla misura dei campi magnetici, delle particelle e delle polveri durante l’attraversamento del nostro sistema solare e la transizione attraverso il limite del sistema solare (the termination shock, the heliosheath, eliopausa) e nel vero spazio interstellare. In breve, si considera che questa missione possa essere compiuta con la tecnologia attualmente esistente a un costo compreso tra 3 e 5 miliardi di dollari (stima 2011), e che il veicolo spaziale impiegherebbe circa 34 anni per raggiungere il limite del nostro sistema solare, circa 110 anni per raggiungere il punto di missione primario a 550 UA, e continuerebbe successivamente per quasi 80 anni la raccolta dei dati fino a raggiungere circa 1000 UA, dove avrebbe probabilmente superato la previsione di due secoli di vita operativa.

Considerando questi obiettivi e limitazioni, lo studente ha progettato un veicolo a due stadi, che viene messo in orbita da un lanciatore “Delta IV-H/Star48/Star37”. Il primo stadio, che porta una schiera di pannelli solari per una potenza di 22 kW, monta quattro propulsori ionici tipo “NEXT” per portare il veicolo dall’orbita terrestre fino a Giove mediante una spinta praticamente costante in una traiettoria a spirale, per una durata di 17 anni. Una volta arrivato a Giove, lo stadio di spinta viene sganciato, e lo stadio principale completa la manovra di fionda gravitazionale intorno al pianeta gassoso. Anche lo stadio principale è dotato di quattro propulsori ionici “NEXT”alimentati da 20 generatori termici a radioisotopi (RTG) con una potenza di circa 4.4 kW, in questo momento della missione. Il veicolo accelera con continuità per altri 17 anni fino ad esaurimento del combustibile e a una distanza di circa 90 UA. In questo momento la sua velocità è di 6.7 UA/anno, che è quasi il doppio della velocità del Voyager (3.6 UA/anno). Per i successivi venti anni circa compie un volo inerziale sul confine tra il nostro sistema solare ed il vero spazio interstellare, raccogliendo dati per la missione secondaria. Infine dopo piu di 55 anni, raggiunge la distanza di 550 UA, il punto piu vicino nel quale l’effetto della lente gravitazionale idealmente inizia. A questo punto la sua velocità è diminuita a 6.2UA/anno. Occorrono altri 12 anni per raggiungere 625 UA, che rappresenta il punto realisticamente più vicino (non influenzato dai disturbi dovuti alla corona solare, nde) per osservare un segnale nel punto focale. Il veicolo continuerà ad allontanarsi dal Sole per i successivi 60 anni e sarà in grado di raccogliere dati (osservazioni del nostro sole come lente gravitazionale) fino a quando supererà la distanza di 1000 UA dal Sole, circa 180 anni dopo il lancio. Stime provvisorie sul numero dei cicli dei sistemi di controllo dell’assetto, dei calcolatori di bordo, ecc, indicano che questo veicolo possa effettivamente funzionare per due secoli. Nella tesi sono segnalate le seguenti raccomandazioni:

• dato che allo stato attuale la produzione di energia per i veicoli spaziali è il fattore tecnologico maggiormente limitante, essa deve essere considerata di primaria importanza nei prossimi programmi di ricerca sulle missioni interstellari

• per compiere questo tipo di missioni che impiegano la tecnologia RTG, deve essere completamente riattivata la produzione di Plutonio-238

• la durata delle missioni è piu estesa dei test di durata a terra, perciò devono essere create nuove tecniche di collaudo per garantire che il veicolo sarà ancora in funzione al momento in cui avrà raggiunto la posizione per la sua missione interstellare.

Nota: La missione utilizza circa il 10% della produzione totale annua di Xeno, e questo Xeno non sarà riutilizzabile sulla Terra. Questo studio è solo un primo approccio al problema, e le sue conclusioni non devono essere considerate definitive. 

Informazioni aggiuntive

 

Stadio di spinta

• 4 Propulsori ionici = 225 kg (615 W – 7.2 kW ciascuno)

• Serbatoio dello Xeno = 309 kg

• Carico dello Xeno = 2996 kg

• Pannelli solari 900 kg, 22kW

• Spinta dall’orbita bassa terrestre  fino a Giove, distacco presso Giove

 Stadio principale

• 4 Propulsori ionici = 225 kg (615 W – 7.2 kW ciascuno)

• Serbatoio dello Xeno = 217 kg

• Carico delloXeno = 1888 kg

• Energia RTG: 20 generatori termici da sorgente di calore da radioisotopi per uso generale. Ciscuno pesa 58 kg, potenza iniziale di 246 W ed emivita di 90 anni

• 12 propulsori di assetto = 0,8 kg ciascuno

• Serbatoi del propellente per il controllo di assetto = 12 kg

• Propellente per il controllo di assetto = 151 kg

• Carico utile (strumenti scientifici) 51kg, 40W

  • Radiotelescopio 12m (con la doppia funzione di antenna di comunicazione ad alto guadagno)

  • Magnetometri

  • Rivelatori di particelle

  • Rivelatori di polveri

  • I propulsori funzionano da Giove fino alla distanza di 90 UA dove si esauriscono. Volo inerziale da 90 UA in avanti, con trasmissione dati a 100 kBit/sec fino a 1000UA.

    traduzione di PIERFELICE GABRIELLI

    Titolo originale: “Interstellar (Precursor) Mission & Vehicle Design“, scritto da Marc Millis e pubblicato il 30 marzo 2012 da Centauri Dreams

Piccoli velieri aprono la via verso le stelle

Il volo interstellare è un obiettivo del tutto irraggiungibile con l’attuale tecnologia, ma invece sono realizzabili, prima della fine del secolo, tre missioni precorritrici che, utilizzando la vela solare fotonica e sfruttando le ultime scoperte nelle nanotecnologie, nella scienza dei materiali e nella robotica, condurranno le nostre sonde ben oltre i confini del Sistema Solare.  In questo articolo Louis Friedman,  Tom Heinsheimer e Darren Garber tracciano il percorso che, si spera, ci condurrà nel prossimo secolo al primo volo interstellare (RF).

Cosmos-1

Sembra un po’ assurdo che il Pentagono, e precisamente  la DARPA, abbia iniziato un programma, chiamato 100 Year Startship (100YSS) e dedicato al volo interstellare, un’idea nata dalla mente di David Neyland, uno dei dirigenti della DARPA, e di Peter Worden, direttore del Ames Research Center della NASA. I due si erano ispirati al romanzo di Robert Heinlein “Time For the Stars”, dove alcuni imprenditori creavano la “Long Range Foundation”, che investiva nei viaggi spaziali per stimolare l’innovazione scientifica e tecnologica. La DARPA vuole stimolare queste innovazioni e ha registrato l’acronimo 100YSS  con l’intenzione di darlo in licenza al vincitore di una gara  per la creazione di una organizzazione non governativa, finanziata privatamente e dedicata al volo interstellare. La gara è stata vinta dal gruppo Jemison, guidato dall’ex-astronauta Mae Jemison.

L’idea che sta alla base del 100YSS è stata discussa per la prima volta  nel gennaio 2011, durante una riunione di pianificazione strategica a numero chiuso, e ancora, nove mesi dopo, in un congresso tenutosi a Orlando, Florida. I tre autori di questo articolo, che avevano seguito lo sviluppo del progetto dalla riunione iniziale fino al congresso, hanno raccomandato ai congressisti di considerare che i futuri protagonisti del volo interstellare avrebbero potuto più facilmente essere  dei surrogati umani, aggiornati ai massimi livelli della robotica, della biologia e dell’informatica, che non veri essere umani, difficilmente disponibili per viaggi così lunghi. J.Craig Venter, scienziato e imprenditore di ampie vedute nel campo della sintesi del DNA, aveva suggerito che la missione interstellare poteva includere il trasporto di  molecole del DNA programmate per interagire con il pianeta di destinazione, e in grado di spedire indietro informazioni in modi che noi possiamo solo cominciare a immaginare.

L’esplorazione umana di altri sistemi stellari avrà luogo solo se lasceremo a casa gli esseri umani. Minuscole navi spaziali compiranno i viaggi interstellari, e non veicoli di dimensioni mostruose, con motori nucleari, ad antimateria o a curvatura.
Si consideri quanto insignificante è stato lo sviluppo della tecnologia del volo umano nello spazio negli ultimi 50 anni , specialmente se paragonato alla tecnologia spaziale robotica, che si è evoluta in modo esplosivo in quanto a intelligenza, capacità di raccogliere i dati,  durata di funzionamento, con i relativi miglioramenti in termini di distanza percorsa e di valore scientifico. Gli esseri umani non hanno ancora viaggiato oltre la Luna  e le idee per estendere il volo spaziale umano piu lontano nel Sistema Solare sono le stesse degli anni 60, e richiedono enormi missili, un sacco di carburante, elaborati e pesanti sistemi di supporto vitale, lunghi periodi di volo.
Al contrario, il livello delle tecnologie robotizzate è cresciuto rapidamente, seguendo un percorso in qualche modo congruente con la Legge di Moore (che descrive l’avanzamento a velocità esponenziale nell’elettronica  e nella elaborazione dei dati, raddoppiando le prestazioni ogni 18 mesi), con il risultato che le nostre sonde automatiche hanno raggiunto i confini del Sistema Solare e la loro strumentazione è grandemente migliorata riducendo il volume, la massa e il consumo di energia. In questo articolo descriviamo un approccio progressivo al volo interstellare che utilizza questi avanzamenti nella tecnologia robotica e di conseguenza sarà veloce, economico e tecnicamente fattibile, senza che siano richiesti “miracoli” nel campo della propulsione.

Il piccolo veliero

Il volo interstellare puo essere messo in pratica in un solo secolo, e le missioni a esso antesignane che verranno lanciate nei prossimi decenni possono servire come pietre miliari sulla strada che porta alle stelle. La decisione critica è quella di servirsi dell’effetto fionda  generato dal pozzo gravitazionale del Sole per ottenere l’accelerazione necessaria  per far uscire ad alta velocità dal Sistema Solare una piccola astronave a vela fotonica. Tali minuscole astronavi, con la tecnologia odierna, avrebbero un limitato carico utile e scarse capacità di comunicazione, ma la situazione sta cambiando rapidamente grazie anche allo sviluppo della LightSail della Planetary Society. Già ora, secondo uno studio del JPL, si si sta pensando a possibili missioni interplanetarie basate sul concetto di LightSail per il programma “Innovative Advanced Concepts” della NASA. (nell’immagine a fianco, la copertina di “Solar Sails” di Vulpetti, Johnson e Matloff, ed. Copernicus, eccellente esempio di divulgazione scientifica).

Raggiungere le stelle con una LightSail a propulsione laser è un concetto elaborato da Robert Forward negli anni 80, l’unico metodo pratico per raggiungere le stelle conosciuto all’epoca. Seguendo questo approccio, raggi laser o fasci di microonde messi a fuoco su distanze interstellari fornirebbero la spinta continua necessaria una volta che la luce del Sole fosse diventata inutilizzabile come fonte di propulsione (l’emissione solare diventa troppo debole al di là dell’orbita di Giove). Questo metodo richiederebbe la costruzione di una grande piattaforma laser nel Sistema Solare.  In questo articolo vogliamo suggerire che una semplice vela solare a propulsione fotonica può essere usata sia per ottenere avanzamenti tecnologici nel campo del volo interstellare, sia per raggiungere i necessari obiettivi intermedi.

La prima applicazione proposta per la vela solare fotonica si rifà a un’idea di Jerome Wright degli anni 70 per una missione di rendezvous con la cometa di Halley. L’aspetto straordinario di questa idea nacque dalla necessità di compensare la direzione e la velocità di un oggetto che stava cadendo nel Sistema Solare interno lungo una traiettoria retrograda, cioè in direzione opposta al movimento orbitale dei pianeti. Mettere l’astronave su questa traiettoria richiedeva una manovra del tipo “fermate il mondo, voglio scendere”.  Raggiungere il momento angolare inverso sarebbe stato possibile utilizzando l’accelerazione continua fornita dalla luce solare, più un trucchetto di meccanica celeste. La fionda gravitazionale richiesta per ottenere un aumento di velocità (ovvero un cambiamento dell’energia orbitale della sonda, detta anche momento angolare) è più efficiente se si esegue nel punto della traiettoria più vicino al Sole (perielio): tanto minore è il perielio tanto maggiore è l’energia ottenuta dall’astronave. La strategia per il rendezvous con Halley richiedeva parecchie orbite intorno al Sole e l’aggiustamento del momento angolare della sonda fino a che il suo valore veniva invertito e combaciava con il movimento retrogrado della cometa.

Anche per il volo interstellare useremo una strategia di volo radente al Sole (fionda gravitazionale a basso perielio) per ottenere un grande guadagno di energia. Oltre a questo vantaggio dato dalla meccanica celeste, l’astronave guadagnerà altra energia dispiegando la vela nelle vicinanze del Sole. Questo incremento d’energia aumenterà le dimensioni dell’orbita dell’ astronave spostando l’afelio oltre i pianeti esterni. In questo modo l’afelio potrebbe essere esteso all’infinito e l’astronave assumere una traiettoria iperbolica (invece che ellittica) che la farebbe uscire dal Sistema Solare.

Per raggiungere alte velocità di fuga, abbiamo bisogno di un grande valore del rapporto  tra l’area della vela e la massa dell’astronave (A/m). Una grande vela raccoglie un sacco di fotoni e ciascuno di essi trasmette la sua energia alla nave spaziale. Quanto più la massa della astronave è piccola tanto più grande sarà l’accelerazione risultante. Un altro fattore chiave, come si notava precedentemente, è la vicinanza al Sole. La distanza del perielio dal Sole è limitata dalle proprietà termiche dell’astronave e della vela. Una vela posta a 1 UA, la distanza tra la Terra e il Sole, deve resistere a una temperatura  di circa 45 C°, ma a 0,3 UA la temperatura sale fino a 305 C°. Ma se vogliamo andare più vicino al Sole, il mylar di cui è composta la vela non pùo funzionare, invece lo possono fare certe plastiche speciali. Materiali avanzatissimi, fatti di nanotubi e fibre di carbonio, oppure dotati di substrati in alluminio in grado di evaporare, rilasciando una nube ultra sottile di molecole che trasmette la sua energia alla vela, possono anch’essi rendere possibili voli radenti al Sole, quindi la ricerca di un sistema di propulsione interstellare deve includere la ricerca dei migliori materiali per le vele.

Quanto lontano e quanto veloce?

La distanza del pianeta più lontano, Nettuno, è pari a circa 30 UA. La cosidetta Cintura di Kuiper, composta di oggetti ghiacciati, di cui molti sono pianeti nani o comete inattive, si estende dai 50 ai 500 UA circa. Il confine del Sistema Solare viene di solito considerato essere l’eliopausa, un’area larga e irregolare dove il vento solare lascia il passo a un analogo flusso di particelle provenienti da altre stelle. L’eliopausa si trova approssimativamente a 150 UA dal Sole. Nessuna astronave terrestre ha mai raggiunto una simile distanza, sebbene il Voyager 1, la sonda piu veloce lanciata fino ad oggi, stia per raggiungere la fine della Heliosheath, la regione dove il vento solare interagisce con la radiazione cosmica. Voyager 1 raggiungerà presto l’eliopausa, coprendo circa 3,7 UA all’anno, cioè un anno luce in 17.000 anni. Il sistema stellare più vicino è Alpha Centauri, che dista 4,3 anni luce dal Sole, pari a  271.000 UA.

Per determinare quanto lontano una nano-astronave dotata di una vela solare può arrivare in un determinato tempo, abbiamo eseguito un’analisi parametrica del rapporto area/massa e dei passaggi più vicini al Sole (distanza del perielio). Abbiamo considerato il rapporto A/m da circa 1m²/kg (pari approssimativamente al valore della sonda giapponese Ikaros) fino a circa 1000m²/kg.  (In confronto , il valore proposto per la sonda destinata al rendezvous con la cometa di Halley era pari a 700m²/kg). La vela solare della Planetary Society è circa 7m²/kg. Per i lettori interessati ai dettagli tecnici, noi definiamo “caratteristica” l’accelerazione dell’astronave che si verifica a 1 UA. Come primo passo, potenziando progressivamente l’astronave LightSail, possiamo considerare un rapporto area/massa di circa 100m²/kg, cioè una vela di 100 per 100 metri e una astronave di 100 kg di massa, equivalente a una grossa lavatrice. Comunque , il vero futuro per il volo interstellare richiederà un astronave di massa pari a un ordine di grandezza più piccolo rispetto a una vela di tale dimensione, producendo un valore A/m di circa 1000m²/kg. Alcuni analisti di missione cinesi hanno proposto recentemente un’astronave a vela solare di 550m²/kg da usare per la deflessione degli asteroidi.

Per il massimo avvicinamento al Sole , consideriamo un valore del perielio intorno a 0,1- 0,2 UA, veramente molto vicino! Negli anno 70, nello studio per la missione alla cometa di Halley si consideravano valori intorno a 0,25 UA. Studi più recenti della NASA suggeriscono che i progressi nella scienza dei materiali permetteranno di sopravvivere ad avvicinamenti anche maggiori. La vela solare viene dispiegata dopo il lancio e la nave spaziale comincia a girare intorno al Sole in una rotta a spirale. Al perielio, la rotta della Vela Solare viene modificata per raggiungere il massimo afelio e l’astronave continua a orbitare intorno al Sole finche non riesce a sfuggire alla sua attrazione. Una volta che l’astronave è giunta oltre l’orbita di Giove  la vela può essere sganciata. Il grafico delle prestazioni della vela mostra quanto lontano un astronave a Vela Solare puù arrivare in 50 anni in funzione del rapporto A/m e del perielio.

Fino alla Lente Gravitazionale

In 50 anni la nostra astronave da A/m =100, seguendo una traiettoria che passa entro 0,2 UA dal Sole, arriva fino a 450 UA, vicino al bordo esterno della Cintura di Kuiper. Se il perielio fosse 0,15 UA, percorrerebbe 500 UA e se fosse 0,1 UA l’astronave arriverebbe a 900 UA! Il vantaggio di un perielio più ravvicinato diventa ancora maggiore con l’aumento del rapporto A/m. Proponiamo tre missioni da considerare come pietre miliari antesignane del volo interstellare, che riflettono il costante miglioramento nella progettazione dell’astronave e l’aumento delle dimensioni della vela:

• 2018 – 2030 – 2037
  Cintura di Kuiper (50 UA)
  Eliopausa (150 UA)

• 2025 – 2066 – 2072
  Fuoco della Lente Gravitazionale (550 UA)
  Asse della Lente Gravitazionale (1.000 UA)

• 2035 – 2085
  Nube di Oort (5.000 – 50.000 UA)

In termini di valore scientifico, un volo attraverso la Cintura di Kuiper sarà basato sulla miriade di scoperte effettuate dalle missioni New Horizons, e ne saranno necessarie parecchie per determinare le caratteristiche fisiche dell’Eliopausa.
La terza missione prevede numerosi obiettivi intermedi, studiati dall’astronave stessa.

(Qui a  sinistra appare la copertina del libro di Claudio Maccone che offre l’analisi più approfondita della missione al fuoco della lente gravitazionale del Sole). Delle tre pietre miliari sulla strada che porta al volo interstellare, la missione al fuoco della lente gravitazionale è particolarmente interessante. E’ il luogo dove la luce delle stelle fisse è messa a fuoco dal pozzo gravitazionale del Sole (come previsto da Albert Einstein nella Teoria della Relatività Generale), quindi dovrebbe essere un buon posto dal quale osservare gli esopianeti. Teoricamente tale fuoco non sarebbe puntiforme, ma coinciderebbe con l’asse focale, a cominciare da 550 UA (fuoco del Sole nudo, ndt), sebbene gli effetti perturbatori della corona solare apparentemente lo spingano indietro fino 700 UA (e anche oltre, perchè il fuoco si estende all’infinito). Nella figura qui sotto noi usiamo 600 UA come valore nominale. Un’astronave da A/m =100 con un perielio di 0,15 UA raggiunge questa distanza in 55 anni, uscendo dal Sistema Solare a una velocità di circa 19,4 UA l’anno. Se il perielio fosse pari a 0,2 UA, il tempo di volo aumenterebbe di circa il 25%. Al contrario, se il perielio fosse inferiore a 0,1 UA, allora la durata del volo sarebbe dimezzata. In questo caso noi potremmo raggiungere il fuoco della lente gravitazionale a 600 UA in 25 -30 anni.

Le pietre miliari che abbiamo proposto, indicano delle possibili missioni per il progetto 100YSS, antesignane del volo interstellare vero e proprio. Nel frattempo le vele solari diventeranno più sottili e la loro superficie più grande, dall’attuale 5x5m fino a 30x30m. I bracci estendibili diventeranno più leggeri e robusti, probabilmente  usando, negli stadi più avanzati, materiali ai nanotubi di carbonio. Mano a mano che la tecnologia avanza, la massa in relazione alla superficie della vela decresce e si passa dal livello di nano-astronave a quello di pico-astronave, cioè meno di 1 kg. Satelliti di questa stazza sono già in corso di studio e progettazione presso la Aerospace Corporation. Queste missioni antesignane del volo interstellare che proponiamo qui, seppure teoriche, sono realistiche. Col raddopio delle nostre capacità ogni 10 anni, possiamo spingerci sempre più lontano, al di fuori del Sistema Solare. Questa prospettiva suggerisce una specie di Legge di Moore per il volo spaziale, basata non sul valore di mercato, ma sulla comprensione del nostro posto nell’universo.

Previsioni a lungo termine

Le tre missioni appena proposte si devono considerare precorritrici del volo interstellare sia come pietre miliari che indicano obiettivi specifici per arrivare più lontano e più velocemente, sia come più alti livelli nella tecnologia delle vele che un giorno o l’altro ci condurrà fino alle stelle. Oggigiorno, raggiungere la significativa distanza di 1 anno luce, per non parlare di Alpha Centauri che dista 4,3 anni luce, sembra aldilà della capacità della vela solare fotonica, senza intervento di laser o altri raggi portanti. Comunque la nanotecnologia, la scienza dei materiali, e la robotica stanno avanzando cosi velocemente che questo obiettivo non deve essere lasciato da parte  né il suo studio rimandato ad altra data. C’è molto lavoro da fare per sviluppare la nanoastronave. Dobbiamo poter comunicare con essa  ed è necessario che l’energia per alimentare la strumentazione venga prodotta a bordo. Non abbiamo ancora risposte esaustive per queste necessità, sebbene siano già  disponibili soluzioni parziali nel campo dei LED, delle comunicazioni ottiche, dei generatori miniaturizzati a radio isotopi, e nanobot che usano precessi chimici e biologici. Anche senza sapere che forma prenderanno, noi scommettiamo che questi miglioramenti tecnologici rappresenteranno il modo migliore per estendere la presenza umana aldilà del Sistema Solare.

Il richiamo del volo interstellare non deve essere sottovalutato sia che la vita extra terrestre venga trovata nel nostro Sistema Solare o meno, gli Uomini vogliono capire qual’è il loro posto nell’universo. La straordinaria varietà di esopianeti ha stimolato il desiderio di trovare ed esplorare mondi abitabili che potrebbero ospitare forme di vita evolutesi independentemente da quelle terrestri.
La vastità dello spazio intimidisce, e il volo interstellare può sembrare tanto lontano dalle possibilità della nostra generazione quanto lo era il volo aerodinamico da quella di Da Vinci. Pensare in piccolo comunque può portare la vastita dell’universo alla nostra portata e la nanoastronave può estendere virtualmente la conoscenza umana in altri Sistemi Solari.

traduzione di ROBERTO FLAIBANI

Titolo originale: “Stepping Lightly to the Stars“, pubblicato su The Planetary Report vol.32, #1

Autori: Louis Friedman,  Tom Heinsheimer e Darren Garber

100 Year Starship: il conto alla rovescia termina nel 2112

(nell’immagine: Mae Jemison nello Shuttle Endeavour – 1992). La lunga attesa è finita. I tempi tecnici della DARPA, o meglio, la burocrazia del Pentagono, hanno portato al rilascio il 16 maggio 2012 di un comunicato stampa che era atteso fin dall’11 novembre 2011. Stiamo parlando della consacrazione dei vincitori della gara indetta dalla DARPA per la creazione di una iniziativa indipendente, non governativa, senza scopo di lucro, in grado di assicurare che, da qui a cento anni, vengano poste in essere tutte le condizioni necessarie per dare inizio al primo volo interstellare con equipaggio. Una iniziativa nota come l’Astronave dei Cent’Anni, o col suo acronimo 100YSS (100 Year Starship). E’ stata confermata vincitrice della gara, e del premio di 500.000 dollari ad essa associato, una squadra composta da tre enti no-profit: Dorothy Jemison Foundation for Excellence, Icarus Interstellar e Foundation for Enterprise Development. Leader del  gruppo è l’ex-astronauta Mae Jemison, la prima donna afro-americana ad aver volato nello spazio. I lettori abituali di questo blog ricorderanno senz’altro i contenuti del progetto 100YSS. Ai non informati raccomandiamo la lettura dei seguenti articoli, nell’ordine: “Il lungo cammino verso le stelle”, “L’astronave dei cent’anni: nascita di un movimento”, “Che fine hanno fatto i soldi del Pentagono?”

Ogni anno a congresso
Il primo obiettivo che Jemison e associati si sono posti è ripetere, e se possibile allargare, il successo ottenuto dalla DARPA l’anno scorso con il primo congresso pubblico del movimento 100YSS, che fu definito da molti la Woodstock dell’interstellare. Defilatasi la DARPA, come programmato, registrati i marchi e il dominio Internet e messo a punto il nuovo sito all’indirizzo <http://100yss.org>, è stato deciso che il congresso avrà frequenza annuale e che l’edizione 2012 si svolgerà a Houston dal 13 al 16 settembre. La Call for Papers prevede la scadenza per la presentazione degli abstract il 30 giugno, la notifica dei risultati delle selezioni il 20 luglio, e la scadenza per la presentazione dei paper il 17 agosto. Gli atti verranno pubblicati nel costituendo Journal of Interstellar Studies. Il dibattito manterrà un’impostazione multidisciplinare e verrà organizzato su quattro percorsi:

1. Soluzioni per il tempo e la distanza: propulsione; manipolazione e/o dilatazione dello spaziotempo; navigazione a velocità relativistiche o superluminali

2. La vita, in vivo e in vitro: fisiologia nello spazio; esobiologia e astrobiologia; relazione umane e dinamiche sociali

3. Diventare una civiltà interstellare: morale, etica e religione; economia nello spazio; primo contatto con alieni intelligenti; uso dei mass-media per divulgare i risultati della ricerca a lungo termine

4. Destinazioni e habitat: esopianeti; architettura e materiali per habitat e veicoli; vivere e lavorare in una nave-arca; tecnologia dell’informazione e intelligenza artificiale.

Ci saranno anche tre sessioni speciali: la prima diretta ad un pubblico di studenti, la seconda dedicata a come le nuove tecnologie sviluppate per i voli interstellari potrebbero miglorare la vita sulla Terra; la terza allo sviluppo della nascente economia spaziale nei prossimi trent’anni.
Infine è stata annunciata, nell’ambito del progeto 100YSS, la creazione di “The Way”, un istituto dedicato alla ricerca scientifica e tecnologica di lungo termine, e l’assegnazione al SETI Institute di un seggio permanente nel Comitato Consultivo.

ROBERTO FLAIBANI

Fonti:  Icarus Interstellar Newsletter #5 – One Hundred Year Starship Press Release,  Icarus Interstellar Update – One Hundred Year Starship Call For Papers, BBC Future 100-Year Starship: Mae Jemison reaches for the stars, the Mae Jemison’s picture is a copyright NASA.

In memoria di un pioniere dell’astronautica

Il fisico Les Shepherd ha lasciato amici in tutta la comunità astronautica. Claudio Maccone, che ha lavorato con Shepherd in numerose occasioni, si è subito offerto di comunicarci il suo ricordo di quest’uomo eccezionale, che ha aiutato con i suoi standard di eccellenza e il suo costante supporto molti giovani scienziati agli inizi della loro carriera nelle scienze dello spazio (Paul Gilster).

Un giovanotto (44 anni, vale a dire “giovane” secondo gli standard dell’IAA, l’Accademia Internazionale di Astronautica) si unisce al Comitato per l’Esplorazione dello Spazio Interstellare (ISEC) dell’IAA guidato dal Les Shepherd e Giovanni Vulpetti.

Questo accadde  a Washington, al World Space Congress, conosciuto anche come il 43° International Astronautical Congress (IAC), (28 agosto-5 settembre 1992).

Allora lavoravo a Torino presso l’Alenia Spazio SpA, e avevo questo amore segreto per le future missioni spaziali interstellari (“segreto” in quanto nella mia società ovviamente nessuno era interessato). Mi consultai quindi con il mio vecchio amico e “maestro” (è più grande di me) Giovanni Vulpetti, che lavorava alla Telespazio di Roma in una posizione simile a quella da me occupata alla Alena Spazio di Torino. In Italia le due società spaziali erano allora rivali, in concorrenza per i fondi sia dell’ESA che dell’ASI, e a volte anche per quelli della NASA, e questo rendeva le nostre conversazioni “rischiose”. Giovanni disse: “Se vieni a Washington a tue spese (Alenia non mi avrebbe mai finanziato una missione legata all’esplorazione interstellare) ti presenterò a Leslie Shepherd,  fisico di altissimo livello e Presidente dell’ISEC. All’epoca avevo appena organizzato presso il Politecnico di Torino la prima conferenza mai tenuta sulla missione spaziale “FOCAL verso le 550 AU“  (18 giugno 1992) (fig. 1) e così decisi di provare.

Mi recai a Washington, dove incontrai per la prima volta Les Shepherd. Era un aristocratico della fisica, sapete, ma con un senso dell’umorismo tipicamente britannico. Dopo che Giovanni ci ebbe presentati, a un certo punto l’orgoglio mi spinse a dirgli che avevo ottenuto il mio Ph.D. presso il Dipartimento di Matematica del King’s College, Università di Londra.

Il dr. Leslie Shepherd rispose: “Ti perdono. Io ho ottenuto il mio Ph.D. presso lo University College di Gower Street!”, e naturalmente questo mi tappò la bocca, poiché mi ero completamente dimenticato la secolare rivalità tra i due più famosi college dell’Università di Londra. Più tardi devo avere pensato qualcosa come: “Accidenti…, l’ho appena conosciuto e ho subito rovinato la mia reputazione di fronte a questo Aristocratico Britannico della Scienza”. Ma questo non accadde, grazie all’apertura mentale di Les e di Giovanni. Anzi, all’epoca del Congresso dell’IAF tenutosi  nel 1997 a Torino (la mia città) ero già arrivato ad occupare la posizione di Segretario dell’ISEC, di cui Les Shepherd era Presidente e Giovanni Vulpetti Vicepresidente. Sfortunatamente, durante la ristrutturazione dell’IAA avvenuta intorno al 2000  l’ISEC venne alla fine smantellata , e dovette essere ….  “reinventata” sotto altre forme.

Fig. 1: la prima conferenza mai tenuta sulla missione spaziale “FOCAL verso le 550 AU”, Politecnico di Torino, 18 giugno 1992.

L’equazione relativistica del razzo sviluppata da Jakob Ackeret: qualcosa che Les e io avevamo in comune…

Quando ero uno studente di fisica a Torino (1967-72) dovevo superare un esame chiamato “Meccanica Superiore”. Si trattava naturalmente della meccanica classica (rispetto alla meccanica quantistica) ed il libro di testo era quello su cui intere generazioni di fisici avevano imparato l’argomento, “Meccanica Classica”, di Herbert Goldstein. Alla pagina 213, l’esercizio 10 era il mio preferito: l’equazione relativistica del razzo sviluppata dall’ingegnere aeronautico svizzero Jakob Ackeret (1898-1981) da lui pubblicata in tedesco nell’aprile del 1946 negli Helvetica Physica Acta. Les Shepherd una volta mi disse che anche lui aveva ammirato quell’equazione dal primo momento che l’aveva vista, poiché essa indicava chiaramente che la relatività (speciale) di Einstein non riguardava solamente i fisici delle particelle, ma poteva essere anche applicata al volo interstellare relativistico! Non solo, ma Les mi disse che era stato lui a far tradurre l’articolo di Ackeret dal tedesco in inglese, facendolo quindi pubblicare sul Journal of the British Interplanetary Society, Vol 6 (1947), pagg. 116-123. Grazie, Les!

Aneddoto # 1: quanto poteva essere testardo un aristocratico britannico nel rifiutare un articolo che non gli piaceva.

Dopo il 1992 Les, Giovanni e io fummo coinvolti nella selezione dei testi da accettare per la Sezione ISEC del Congresso dell’IAF (come allora si chiamava l’attuale IAC). Ricordo (doveva trattarsi del Paris Spring Meeting del 1994) che eravamo incerti se accettare o rifiutare un articolo per l’IAF che si doveva tenere a Gerusalemme tra il 9 e il 14 ottobre di quell’anno (all’epoca la mia posizione in Alenia era migliorata e così potevo finalmente partecipare all’IAF di Gerusalemme a spese della società: fantastico!). Devo confessare che cercavo sempre di accettare gli articoli anche se non mi piacevano. Questo si doveva a un mio “pregiudizio” che, a volte, i giovani non hanno le risorse economiche per potersi registrare e poi recare alle grandi conferenze, e ricevono il finanziamento dalle loro società soltanto se il loro articolo viene accettato.

Les e io stavamo dunque educatamente discutendo un caso simile, e io ero convinto che sarei riuscito a convincerlo ad accettare l’articolo usando le “educate tecniche britanniche di persuasione” che avevo appreso al King’s College di Londra durante il mio Ph.D.  Beh, mi ero sbagliato. “Mi hai dato un sacco di buone ragioni” – disse Les (ricordo ancora le sue parole) – per rifiutare questo articolo”, e riuscì a controbattere tutti i miei argomenti uno ad uno, finché alla fine l’articolo fu in effetti rifiutato. Mamma mia…. sapete, quella era la generazione dei Difensori dell’Impero Britannico che avevano vinto la Seconda Guerra Mondiale….

Aneddoto # 2: come un aristocratico britannico poteva essere abbastanza amichevole da “insegnare” le parole di Fred Astaire ad un nuovo arrivato italiano…

Prima di andare avanti, per favore cliccate qui e ascoltate questa canzone. Beh, questo è il famoso Fred Astaire nel film “Follow the Fleet” (1936), la canzone è “We saw the Sea”. Les Shepherd aveva all’epoca 18 anni, per cui è abbastanza naturale che avesse imparato a memoria le parole della canzone. Ma non è così naturale che potesse insegnarle molti anni dopo ad un italiano appena arrivato che stava imparando l’inglese, come me.  Per comprendere meglio la situazione dovete tenere presente che Internet non è diffuso da molto tempo. Dunque, una volta verso la fine degli anni ’90 Les e io stavamo parlando e credo di avergli detto che, per migliorare il mio inglese colloquiale, mi piaceva guardare in TV i film anglo-americani, poiché le canzoni non potevano essere tradotte in italiano e quindi erano quelle originali. Aggiunsi poi che amavo particolarmente quella che avete appena ascoltato. Bene, avevo appena finito di parlare, quando Les mi insegnò immediatamente le parole. Le sapeva tutte a memoria, cosa per me incredibile! Che grande Amico è stato!

Aneddoto # 3: come un aristocratico britannico e sua moglie siano stati così gentili da perdonare a persone di un ceto sociale inferiore la loro mancanza di cultura…..

Per finire un racconto che riguarda Les Shepherd, sua moglie e mia madre. Non mi vergogno affatto di confessare che provengo da una famiglia del ceto popolare: mio padre era un operaio della Pirelli, mia madre una sarta, e non parlavano alcuna lingua straniera. Ma ero il loro unico figlio, mi amavano e hanno sempre appoggiato in tutti i modi la mia fame di conoscenza, fino a farmi arrivare al King’s College di Londra per il mio Ph.D in matematica.

Ma torniamo a Les e a sua moglie. Un giorno dovettero chiamarmi per qualche ragione al telefono dall’Inghilterra. Io non mi trovavo a casa, stavo lavorando all’Alenia, e al telefono rispose mia madre. Udì una signora che parlava inglese, e non riusciva a capirla. A un certo punto, tuttavia, mia madre udì questa parola italiana “Pastore… Pastore… Pastore” e intanto al telefono la signora continuava a parlare in inglese. Quando tornai a casa dopo il lavoro, mia madre mi riferì la strana telefonata, che rimase un mistero anche per me. Fino a quando non  ho incontrato gli Shepherd alcuni mesi dopo, e la signora mi disse: “Sai, abbiamo cercato di chiamarti al telefono, ma tua madre non ha capito e ha messo giù – Sheperd in italiano vuol dire Pastore!

Traduzione di Donatella Levi

Titolo originale “Remembering an Astronautical Pioneer“ di Claudio Maccone
pubblicato su Centauri Dreams il 29 febbraio 2012

Anche i Klingoniani hanno un’anima

Durante il “100yss Symposium” di Orlando in Florida, in cui sono state poste le basi del nuovo movimento per il volo interstellare, hanno avuto luogo un gran numero di  interventi, una buona metà dei quali riguardava la propulsione. Di questi  abbiamo parlato in un articolo precedente, mentre su altri siamo in grado di dare notizie solo ora.  Uno di quelli che ha fatto più scalpore, sopratutto per il modo pittoresco in cui è stato proposto, è l’intervento dell’esoteologo tedesco dott. Christian Weidemann, intitolato: “Gesù è morto anche per i Klingoniani?”, che, in estrema sintesi, propone  un interrogativo teologico riguardo all’efficacia del sacrificio di Cristo nei confronti di razze senzienti di altri pianeti, nello specifico dei Klingoniani, divenuti attraverso la saga di Star Trek il simbolo di ogni possibile alieno. Qui di seguito, Sergio Valzania e Christian Weidemann sottopongono ai lettori le loro analisi. Le parole dell’astrofisico gesuita Guy Consolmagno chiudono il caso.(RF)

ANIMA KLINGONIANA di Sergio Valzania

Penso che la questione vada innanzi tutto formulata in modo corretto, ossia collegandola non solo al momento storico del sacrificio, evento privilegiato dalla tradizione ortodossa che vede nella Pasqua la maggior ricorrenza liturgica dell’anno,  ma anche alla nascita di Cristo e al mistero dell’incarnazione, secondo il sentimento cattolico che individua nel Natale la grande festa fondativa del mondo,  nella celebrazione della quale la memoria della creazione e quella della salvezza si congiungono. Proprio nella messa di Natale viene letto l’incipit del vangelo di san Giovanni, dove il Cristo è presentato con le parole:
“Egli era, in principio, presso Dio: tutto è stato fatto per mezzo di Lui e senza di Lui nulla è stato fatto di ciò che esiste.” (Gv 1,2-3)
Il brano evangelico sarebbe di per sé sufficiente a chiarire la questione. Il creato viene all’esistenza per mezzo del Cristo, senza la cui mediazione attiva non è stato fatto niente di ciò che esiste. Qualunque cosa faccia parte del creato è a Lui collegata e vive attraverso di Lui. Il testo non lascia dubbi di sorta.
Quanto all’evento dell’incarnazione storica avvenuta a Betlemme e congiunta in modo misterioso all’incarnazione precedente al tempo e alla storia, che ha prodotto la creazione, sono opportune alcune riflessioni, comunque rispettose della dimensione divina del sacrificio di Cristo. E’ necessario  ricordare che ci troviamo nell’ambito del mistero rivelato, ossia offerto come dono alla contemplazione dei credenti, per aiutarne la crescita spirituale. Il mistero infatti si contempla, non si scioglie, dato che la sua complessità è superiore alle possibilità dell’intelligenza umana. Non si tratta di un indovinello.
Le tre obbiezioni che sono state portate al fatto che Gesù Cristo abbia salvato anche i Klingoniani, per mantenere la forma pittoresca nella quale la questione è stata posta,  sono le seguenti:

1. La Terra è solo un piccolo e insignificante pianeta ai margini di una sperduta galassia minore: perché mai il Cristo avrebbe dovuto nascere proprio qui?

2. I Klingoniani non hanno avuto modo di incontrare Gesù, né di avere notizie della sua predicazione prima dell’incontro con gli uomini;

3. I Klingoniani non sanno cos’è il peccato e quindi non possono essere riscattati da esso.

Le risposte a tali obbiezioni sono molto semplici e immediate.
Cristo ha deciso di nascere in una stalla, in un paesino di una provincia marginale dell’impero romano. La collocazione galattica è omogenea a quella scelta sulla Terra. Semmai la perifericità del nostro pianeta vale di conferma al fatto che Cristo vi sia nato. Se non lo avesse fatto qui sarebbe stato in un posto simile.
“Veramente tu sei un Dio nascosto, Dio d’Israele, salvatore.” (Is 45,15)
La seconda obbiezione non è esclusiva dei Klingoniani. Molti uomini e molte donne sono nati e vissuti prima dell’avvento storico di Cristo e molti altri non hanno avuto notizia della predicazione evangelica anche se al momento della loro nascita essa era già avvenuta. Questo non significa che Cristo non abbia salvato anche loro. Egli è venuto per tutti gli uomini e le donne e gli esseri senzienti di tutti i tempi. Egli prima crea e poi salva l’universo, Klingoniani e alieni compresi. Il concetto di umanità coincide con quello di creazione. L’atto divino non conosce limiti né di spazio né di tempo. Altrimenti perderebbe il suo carattere di assoluto.
“Riconosco che qualsiasi cosa Dio fa, dura per sempre; non c’è nulla da aggiungere, nulla da togliere.” (Qo 3,14)
L’ultima obbiezione, relativa al peccato, ha un sapore protestante. La riflessione di Lutero e Calvino, a seguito di quella agostiniana, ha approfondito questo genere di argomenti. Innanzi tutto va ricordato che è il senso etico e non l’intelligenza a rendere senzienti le creature. Un uomo e una donna sono esseri senzienti perché sanno distinguere il bene dal male; altrimenti sarebbero senzienti anche i computer. Tornando al tema della salvezza, bisogna ricordare che Gesù salva dalla morte, non dal peccato. Il dono che egli reca è la vita eterna, attraverso di Lui siamo liberati dalla morte, fisica e spirituale. Lui è la via, la verità è la vita che ci conducono e uniscono al Padre. Che ama e accoglie noi uomini e donne come i klingoniani e le klingoniane.
“Chi berrà dell’acqua che io gli darò, non avrà più sete in eterno. Anzi, l’acqua che io gli darò diventerà in lui una sorgente d’acqua che zampilla per la vita eterna” (Gv 4,14).

CONTRO IL GEOCENTRISMO TRADIZIONALISTA,  di Christian Weidemann

Prima di tutto permettetemi di chiarire un possibile malinteso. Io non sto affermando che gli autori convinti che un evento storico sulla Terra abbia salvato l’intero cosmo abitato siano per questo colpevoli di una sorta di arroganza antropocentrica o di “sciovinismo intergalattico” – anzi il contrario. Si consideri, per esempio, l’umile retorica con cui il teologo e sostenitore del geocentrismo soteriologico (la disciplina che pone la Terra al centro del progetto divino di salvezza cosmica) del XIX secolo Joseph Pohle conclude il suo libro sull’argomento:
“Dio è sceso sulla Terra, anche se, da un punto di vista cosmico, è uno dei più insignificanti e miseri corpi celesti. E’ in questo che risiede il vero carattere divino del suo atto salvifico: Dio non sceglie il grande e il potente, ma si prende cura del debole e del piccolo con sguardo amorevole. Non in un palazzo reale è nato il verbo incarnato, ma in una mangiatoia; non sullo splendido pianeta di un qualche bel sistema stellare binario Dio si è fatto uomo, ma su questo minuscolo granello di sabbia, la Terra.”
Il problema del geocentrismo soteriologico non è di natura morale ma riguarda i principi e il metodo della ricerca scientifica. Come il marchio tolemaico del geocentrismo, esso viola palesemente il Principio di Mediocrità (PM). Ecco una semplice applicazione di tale principio:
“Supponiamo che una donna si svegli in una stanza vuota e senza finestre in preda a un attacco di amnesia retrograda. Ha perso tutte le sue memorie personali, non ricorda nemmeno come si chiama la lingua che parla. Ma le sue conoscenze demogeografiche sono invece rimaste intatte. Per avere un qualche punto di partenza comincia quindi a chiedersi di che nazionalità potrebbe essere. E conclude che ha molte probabilità di essere cinese o indiana.”

Questa deduzione sembra perfettamente ragionevole, eppure qualcuno potrebbe obiettare: “Ma la signora non potrebbe essere del Liechtenstein?” Cerco che potrebbe, ma è piuttosto improbabile. Nella stessa linea, se Dio si è incarnato una sola volta, non dovremmo aspettarci senza una forte argomentazione di vivere sul “pianeta prescelto”. Si potrebbe obiettare, tuttavia, che l’influenza del (PM) che ci insegna a considerare media la nostra posizione, diminuisce all’aumentare delle informazioni che abbiamo sulla nostra effettiva condizione. Un osservatore dovrebbe ragionare come se fosse un  campione preso a caso tra tutti gli osservatori intelligenti che compongono la sua classe di riferimento, a meno che non abbia una prova inattaccabile del contrario. Se un giocatore del superenalotto non riesce a seguire l’estrazione dei numeri vincenti dovrebbe, fino a prova contraria, supporre che la propria posizione tra tutti quelli che come lui hanno giocato, è media, cioè che non ha vinto. Ma leggendo sul giornale che la sua combinazione è stata estratta, o telefonando agli organizzatori della lotteria o, finalmente controllando il suo conto in banca, potrebbe scoprire che, invece, la sua posizione è piuttosto particolare.

Allo stesso modo, esiste forse una prova che la Terra svolga un ruolo speciale nel progetto divino per la salvezza cosmica, cioè che Dio (o la seconda persona della Trinità) abbia scelto il nostro pianeta tra miliardi di candidati come palcoscenico della sua  incarnazione? Io credo di no.
Tanto per cominciare, la probabilità di trovarsi esattamente sul pianeta che Dio sceglie tra miliardi o trilioni di alternative per la sua unica incarnazione, è ancora più bassa di quella di riuscire a indovinare i numeri del superenalotto. Indubbiamente ci sono stati alcuni interessanti tentativi di addurre argomenti induttivi a favore della storicità della resurrezione di Gesù. Pur con i loro eventuali meriti, tali ragionamenti possono, nella migliore delle ipotesi, rendere verosimile che l’evento miracoloso (cioè naturalisticamente inspiegabile), si sia verificato 2000 anni fa nel Vicino Oriente. Però, tali ragionamenti non sono in grado di dimostrare, in linea di principio, che l’allora protagonista, Gesù di Nazaret, era, benché in tutto e per tutto umano, lui stesso Dio! La cristologia dell’incarnazione dei concili di Nicea e Calcedonia è stata il risultato di un posteriore processo di interpretazione e razionalizzazione teologica che, almeno a quanto ne so, non aveva mai tenuto conto del fatto che Dio probabilmente aveva miriadi di altri “mondi ugualmente dipendenti dalla sua protezione” (Th. Paine), mondi nei quali avrebbe potuto, in alternativa, incarnarsi.

Sicuramente la maggior parte dei cristiani non credono in Gesù come “figlio di Dio“ perché convinti a farlo da argomentazioni induttive o a priori. Che Gesù fosse Dio incarnato, che abbia sofferto e sia resuscitato dai morti, sembra loro semplicemente vero – senza tanti ragionamenti elaborati. Molti pensatori cristiani hanno provato a dimostrare che avere fede nelle parole di una presunta rivelazione o in un’esperienza religiosa può essere ragionevole anche senza avere a disposizione evidenze empiriche o argomentazioni filosofiche.
Potrebbero bastare due osservazioni: la prima, e più importante, è che ci sono seri dubbi sul fatto che un’incarnazione divina possa essere sperimentata in quanto tale o che possa essere l’oggetto di una rivelazione o di credenze propriamente fondamentali in quanto tale. Una cosa è sperimentare una presenza divina, o formarsi, leggendo le Scritture, la credenza fondamentale che Gesù è resuscitato dai morti; è tutt’altra cosa avere l’esperienza o la credenza fondamentale che un concetto così astratto come l’incarnazione divina è stato esemplificato in Gesù. Nessuno accetterebbe affermazioni quali: “Ho l’impressione che la teoria delle stringhe sia proprio sbagliata” o “il realismo metafisico mi sembra proprio vero” come giustificazioni sostenibili delle corrispondenti credenze scientifiche o filosofiche,
perlomeno se avanzate senza dare ulteriori argomentazioni.

Perché la Cristologia, che implica concetti altrettanto difficili e oscuri, dovrebbe essere diversa? Secondo, anche ammesso che, per impossibile, la fede in un’incarnazione divina potesse essere giustificata sulla base della sola esperienza religiosa, o della formazione culturale o della rivelazione, non otterrebbe per questo uno stato di incorreggibilità o infallibilità. Anche la mia credenza fondamentale (che si suppone più che evidente), che davanti a me c’è una scrivania, sarebbe sconfitta se scoprissi che mia moglie ha versato dell’LSD nel caffè che ho bevuto a colazione. I cristiani tradizionalisti accettano, almeno implicitamente, che le loro credenze religiose fondamentali siano soggette a correzione. Un buon esempio sono i casi di delirio religioso. Supponiamo che un cristiano affermi: “Sono assolutamente certo che Dio mi abbia detto di mettere una bomba nelle scuole degli infedeli.” E’ da sperare che, in una situazione del genere, ogni persona sana di mente, credente o atea che sia, considererebbe cosa buona e giusta allontanare il cristiano in oggetto dal suo credo religioso (se necessario in un centro di igiene mentale).

Partendo da questo assunto, non rimangono più possibilità per negare, a priori, che la credenza fondamentale o la presunta verità rivelata dell’incarnazione di Dio in Terra, potrebbe venire sconfitta dalla scoperta che l’ipotesi dell’esistenza di alieni intelligenti è vera. Ed esistono argomenti all’apparenza solidi per ritenere che sarebbe effettivamente sconfitta. (traduzione di Beatrice Parisi)

Fin qui  Christian Weidemann. Per completezza diamo ora notizia che Guy Consolmagno, ricercatore presso la Specola Vaticana, l’osservatorio della Santa Sede a Castelgandolfo, ha concesso un’intervista a Roberto Allegri, che è stata pubblicata sul sito Segnidalcielo.it. Alla domanda “Se gli alieni esistessero davvero, dovremmo considerarli nostri fratelli, anch’essi figli di Dio?” il religioso americano ha risposto: «Siamo tutti creature di Dio. Qualsiasi essere in grado di “consapevolezza” di sé e dell’esistenza degli altri, e che è libero di scegliere di amare gli altri o di rifiutarli, secondo san Tommaso d’Aquino avrebbe i tratti dell’animo umano, cioè fatto “a immagine e somiglianza di Dio”. Quindi, se gli extraterrestri avessero queste caratteristiche di “intelligenza” e di “libero arbitrio”, non solo sarebbero nostri fratelli ma condividerebbero con noi la stessa “immagine e somiglianza”.» (RF)