Professionisti e appassionati della scienza insieme per rilanciare il SETI

San Marino ospiterà, nell’ultima settimana di settembre, la quarta edizione del congresso “Searching for life signatures”, liberamente tradotto come “Ricerca di tracce di vita nell Universo”, nella comunicazione dell’evento in lingua italiana. La grande novità di questa edizione risiede nella scelta di far finalmente incontrare le due anime del “movimento SETI”: quella accademica e quella popolare.

La comunità scientifica SETI è  oggi esposta a molte critiche per non aver ancora saputo trovare nessuna evidenza di vita intelligente nell’universo dopo 50 anni di ricerche, ma ha dimostrato di sapersi mettere in gioco allargando il dibattito su aspetti della ricerca SETI prettamente sociologici, filosofici e perfino religiosi. Ci si chiede, per esempio,  chi ci troveremo di fronte nella Galassia. Alieni ipercivilizzati, pacifici ed estroversi, o una cultura aggressiva, capace perfino di trascinarci in una guerra interstellare? Tra questi due estremi hollywoodiani esiste un gran numero di scenari alternativi, dice Michael Michaud (32 anni passati nel Corpo Diplomatico degli USA) e invoca l’allargamento del dibattito agli studiosi di scienze sociali.

L’ala popolare e “militante” del SETI è invece in forte espansione. E’ costituita da astrofili e scienziati dilettanti, e dalla vasta schiera degli space enthusiasts, ossia persone di livello culturale medio-alto, molto attente e curiose, che sono venute in contatto con le idee del movimento, o semplicemente hanno sviluppato un atteggiamento positivo verso la scienza, grazie alla visione di alcuni blockbuster cinematografici  e televisivi (Star Trek, Contact, Avatar), al diffondersi del Calcolo  Distribuito Volontario (Seti@Home), e all’entusiasmo suscitato dalla scoperta dei pianeti extrasolari.

I contenuti scientifici della manifestazione consistono nelle relazioni presentate al comitato scientifico  che, in base all’esame degli abstract, vengono divise in due gruppi, uno con le relazioni da presentare oralmente al pubblico, l’altro con quelle da illustrare su poster. I lavori del congresso sono articolati in tre sessioni:

1. SETI passivo, ovvero scienza e tecnologia del modo classico di fare SETI, cercando  segnali d’origine artificiale sulla frequenza di 1420 MHz, e, dagli anni 90, anche nella parte visibile dello spettro elettromagnetico (SETI ottico)

2. SETI attivo,  ovvero gli aspetti culturali e sociali del SETI e il METI, cioè  le iniziative volte a lanciare messaggi diretti verso ipotetiche civiltà extraterrestri

3. missioni spazialli future e attualmente in corso, dedicate all’individuazione di nuovi pianeti extrasolari, che, se abitabli, potrebbbero diventare  bersagli privilegiati per ogni tipo di attività SETI

Ma non è tutto. Nelle intenzioni degli organizzatori, aprire le porte alla  base non significa solo sollecitare l’arrivo di un maggior numero di  spettatori, ma anche rivolgersi a quella rete di associazioni, club e gruppi spontanei che organizza la vita sociale della base stessa. Bisogna individuarli sul territorio, offrire loro spazi espositivi per renderli visibili dal pubblico, spingerli a proporre contenuti culturali qualificati che valorizzino la loro immagine e arricchiscano il programma della manifestazione, utilizzando gli strumenti offerti da San Marino a costo zero o comunque convenzionato. E quindi ben vengano conferenze, tavole rotonde, seminari, eventi d’ogni tipo, purchè in sintonia con lo spirito della manifestazione.

Dal punto di vista organizzativo, la parte scientifica è gestita dalla International Academy of Astronautics di Parigi  (IAA), mentre per mantenere i rapporti con le dozzine di organizzazioni che rappresentano la base del movimento, è stato creato un apposito comitato locale. Il Convention & Visitors Bureau (CVB) di San Marino coordina tutta l’organizzazione, e il direttore della manifestazione è il dott. Claudio Maccone, co-presidente del Comitato Permanente SETI in seno alla IAA, e direttore tecnico della IAA stessa. (ROBERTO FLAIBANI)

Programma

• Martedì 25 settembre – mattino: cerimonia di apertura. Keynote Speakers. Conferenza stampa.

  Pomeriggio: Tour guidato della Repubblica di San Marino.

  Sera: Cena di Gala (per iscrizione e costi, consultare la scheda di iscrizione)

• Mercoledì 26 settembre – Mattino: SETI Passivo – Presentazione di memorie scientifiche riguardanti la scienza e la tecnologia del SETI.

  Pranzo.

  Pomeriggio: SETI attivo – Presentazione di memorie scientifiche  riguardanti gli aspetti culturali e sociali del SETI.

  Sera: tempo libero.

• Giovedì 27 settembre – Mattino: missioni spaziali attualmente in corso, oppure in fase di studio, per scoprire altri pianeti extra-solari abitabili.

  Pranzo.

  Pomeriggio: Dibattito generale e stesura della “San Marino Conference Declaration”.

  Sera: cena medievale, con musica e intrattenimento (per iscrizione e costi, consultare la scheda di iscrizione)

• Venerdì 28 settembre – Tour giornaliero: visita a Ravenna e ai Radiotelescopi di Medicina. Ritorno a San Marino per cena. Partenza in autobus da San Marino alle ore 9 in direzione Ravenna (visita ai mosaici bizantini del VI secolo, Chiesa di Sant’Apollinare in Classe e Chiesa di San Vitale).

  Proseguimento verso Medicina (vicino a Bologna) e pranzo presso il Centro Visitatori dei Radiotelescopi INAF-IRA.

  Pomeriggio: Tour guidato delle tecnologie SETI-ITALIA presso i Radiotelescopi INAF-IRA. Rientro in autobus a San Marino.

  Cena e pernottamento nei rispettivi hotel (serata libera).

• Sabato 29 settembre -Viaggio in autobus da San Marino a Napoli, per coloro che intenderanno fermarsi a Roma oppure proseguire per partecipare al Congresso Astronautico  Internazionale (IAC) di Napoli della settimana successiva. Partenza da San Marino alle ore 8:30. Tarda mattinata: visita ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN – NEUTRINI) a motivo del fatto che, in futuro, si possa anche immaginare un SETI a neutrini (anziché a fotoni).  Solo 20 visitatori verranno ammessi, scelti in base al ricevimento dell’iscrizione/pagamento. Pranzo presso un ristorante sugli Appennini, in direzione Roma. Pomeriggio a Roma: visita a Piazza Campo dei Fiori, luogo in cui Giordano Bruno venne mandato al rogo dal Tribunale dell’Inquisizione, il 17 febbraio 1600, colpevole di aver sostenuto (oltre ad altre “eresie”) che forme di vita extraterrestre potessero esistere. Il Dr. H. Paul Shuch, Direttore Esecutivo emerito della Lega SETI, interverrà in merito al Giordano Bruno Memorial Award, relazionando sui passati (e probabili futuri) vincitori del riconoscimento in memoria di Giordano Bruno. Possibilità di terminare il viaggio a Roma: fermata in Stazione Termini. Proseguimento del viaggio in autobus verso Napoli (solo per i Partecipanti al Congresso IAC). Arrivo alla Stazione Centrale di Napoli e pernottamento nei rispettivi hotel.

Tipologie di partecipanti e quote di partecipazione

Le tipologie di partecipanti individuate sono due, alle quali corrispondono differenti quote di partecipazione.

1. I Partecipanti Regolari, ovvero scienziati che presenteranno la propria relazione durante il congresso, oralmente o tramite l’esposizione del poster, a seconda delle decisioni prese dal Comitato Scientifico.  La quota di partecipazione da diritto  alla borsa congressuale e a partecipare a tutte le sessioni del congresso nelle giornate del 25-26-27 settembre 2012. L’importo della quota per i tre giorni è pari a 200 euro se pagato entro il 31/8/12, oppure 250 euro se pagato dopo tale data.

2. I Fan, ovvero astrofili, studiosi a livello amatoriale e space-enthusiasts, i quali desiderano partecipare al congresso per interesse personale e non professionale. La quota di partecipazione da diritto alla borsa congressuale e a partecipare a tutte le sessioni del congresso nelle giornate del 25-26-27 settembre 2012. L’importo della quota per i tre giorni è pari a 50 euro se pagato entro il 31/8/12, oppure 80 euro se pagato dopo tale data. I fan che vorranno seguire le relazioni scientifiche del congresso in lingua italiana potranno noleggiare cuffia e ricevitore per la traduzione simultanea con un piccolo costo aggiuntivo.

Tutte le quote di partecipazione dovranno essere pagate anticipatamente, compilando l’opportuno modulo di iscrizione. Ogni partecipante registrato riceverà il proprio badge identificativo, che dovrà essere indossato in ogni momento durante i lavori. Solo chi indosserà il badge identificativo potrà accedere al Centro Congressi Kursaal (sede del congresso). Ogni partecipante registrato potrà decidere se prendere parte alle escursioni considerate parti del congresso, e cioè:

Venerdì 28 settembre: Ravenna e i radiotelescopi di Medicina – ritorno a San Marino in orario di cena. La quota di partecipazione per l’intera giornata di escursione include il trasporto A/R in autobus, il tour storico-artistico della Ravenna bizantina, la visita tecnica ai radiotelescopi di Medicina e il pranzo in un ristorante nei pressi del sito scientifico di Medicina (per iscrizione e costi, consultare la scheda di iscrizione).

Sabato 29 settembre: Laboratori del Gran Sasso e omaggio al monumento a Giordano Bruno in Roma. La quota di partecipazione per l’intera giornata di escursione include il trasporto in autobus da San Marino a Roma e Napoli, la visita tecnica ai Laboratori del Gran Sasso, il pranzo in un ristorante locale e la visita a Roma (per iscrizione e costi, consultare la scheda di iscrizione). Ai partecipanti che non intenderanno proseguire verso Napoli (non partecipando al 63° Congresso IAC), sarà data la possibilità di fermarsi a Roma presso la Stazione Termini. Tutti gli altri proseguiranno verso Napoli, con arrivo in tarda serata presso la Stazione Ferroviaria Centrale, da dove verranno accompagnati ai rispettivi hotel per il pernottamento.

Call For Papers

Il Comitato Permanente SETI dell’Accademia Internazionale di Astronautica (IAA) invita chiunque sia interessato a sottoporre il proprio abstract all’attenzione del Comitato Scientifico del congresso entro e non oltre domenica 24 giugno 2012.  L’abstract (lunghezza massima 400 parole) deve essere inviato via e-mail al seguente indirizzo: searchforlife@iaamail.org. Abstract, relazioni, presentazioni e altri materiali d’interesse congressuale devono essere prodotti in lingua inglese.

 *VISITA* il Centro Congressi Kursaal di  San Marino (virtual tour)

*DOWNLOAD* the full “Call for Papers”, with all forms, in English

*DOWNLOAD* the event presentation, in English

*SCARICA* il documento “Call for Papers” completo, con tutta la modulistica, in italiano (non pronto)

*SCARICA* la presentazione dell’evento, in italiano

Questo post partecipa al Carnevale della Fisica #29
dal titolo “Fisica delle bolle“

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

Le geometrie invisibili del Sistema Solare

Nel sistema Terra – Luna esistono cinque punti chiamati L1, L2, L3, L4, L5, ma più noti col nome di punti di librazione o di Lagrange. Il nome indica la caratteristica che li rende interessanti: in quei cinque punti, infatti, le forze gravitazionali e rotatorie esistenti tra la Terra (corpo principale), la Luna (corpo secondario) e un terzo corpo si bilanciano, in modo che quest’ultimo possa “librarsi” immobile nello spazio rispetto ai primi due. Il terzo corpo deve avere massa trascurabile su scala planetaria, quindi può benissimo essere un’astronave, una stazione spaziale o anche un asteroide. Si tratta di una versione semplificata del “prolema dei tre corpi”, che si ripropone ovunque, per esempio tra il Sole e ciascuno dei suoi pianeti, e tra un pianeta e ciascuno dei suoi satelliti. E’ più facile mantenere in librazione un oggetto facendogli seguire un’orbita ad aureola intorno al punto L (halo orbit), che ha una ulteriore funzione stabilizzatrice, e riduce ancora il già basso dispendio di carburante necessario a mantenere la posizione. Questo è il motivo principale per cui tali punti sono considerati locazioni privilegiate nello spazio. Ma non il solo. Nell’articolo precedente “Il Grande Risiko Lunare è incominciato” abbiamo analizzato L2 e il suo valore strategico, ora ci occuperemo degli altri punti di librazione.

Prossima destinazione: L1

L1 si trova a circa 60.000 km sopra al centro della faccia visibile della Luna, una posizione ideale per ospitare una infrastruttura abitabile dove svolgere una quantità di utili operazioni, tra cui l’assemblaggio delle future missioni verso i NEO e Marte, e il coordinamento delle attività sulla superfice della Luna. Da L1, infatti, è possibile interagire in telepresenza (cioè in tempo reale) con dei robot operanti sulla superfice della Luna, mentre ciò non è fattibile dalla Terra a causa del ritardo-luce di circa 3 secondi, dovuto alla maggiore distanza che intercorre tra i due corpi celesti, mentre è ormai un fatto assodato che lavorare in telepresenza in ambienti estremi è più efficiente e meno costoso che eseguire un intervento umano diretto. Ma considerato il fatto che passare da LEO a GEO costa più di un viaggio L1 – GEO – L1 in termini di consumo di carburante, si apre la possibilità di eseguire svariate operazioni in orbita geostazionaria venendo proprio da L1: in GEO infatti orbitano in gran numero satelliti molto sofisticati per le telecomunicazioni, la meteorologia, lo spionaggio, che rappresentano investimenti per milardi di euro. Manutenzione, riparazione dei guasti, riciclo dei componenti ed eliminazione dei rottami sono operazioni che potrebbero essere eseguite periodicamente da veicoli pilotati, o da robot, magari guidati in telepresenza da un operatore a terra.

Dalla fine degli anni ’90 la progettazione di una infrastruttura da posizionare in orbita halo intorno a L1 è all’attenzione di coloro che si occupano di pianificare il volo umano nello spazio, e di mettere a frutto l’eredità della ISS. Il primo progetto, elaborato dalla NASA e chiamato  TransHab, viene presentato nel 2001, è  bocciato dal governo americano e subito acquistato dalla Bigelow Aerospace, una società che si occupa di turismo spaziale, ma serve se non altro a fare scelte definitive in merito a tecnologie e materiali, e ad alcune specifiche tecniche. In pratica si vuole una stazione di transito, in grado di rimanere operativa per almeno 15 anni, e di ospitare gruppi di 3-4 astronauti per periodi di qualche settimana, ma capace di condurre automaticamente una vasta serie di compiti. Infine, per contenere il peso, la parte abitabile della struttura verrebbe costruita utilzzando una resistentissima fibra gonfiabile. Nel 2004 l’amministrazione Bush presenta la sua “Visione per l’Esplorazione dello Spazio”, da cui prende vita il programma Constellation, che rimette, dopo 40 anni, la Luna al centro della strategia spaziale americana. Nel 2006 il neonato FISO (Future In-Space Operations) trasforma il TransHab alla luce della nuova architettura Constellation, chiamandolo “Gateway 2006”, ma la NASA lo boccia temendo di distrarre fondi dal progetto di esplorazione del polo sud lunare e del Bacino di Aitken. Ma nel 2009 il “Comitato per il riesame dei piani per il volo umano nello Spazio” presieduto da Norman Augustine elabora una nuova strategia chiamata “Percorso Flessibile” che tenta di armonizzare varie proposte in un unico progetto propedeutico alla missione verso Marte e promuove finalmente la costruzione di “Gateway 2010”, una nuova versione ridotta dell’originario TransHab, sempre su proposta FISO. Le principali specifiche tecniche sono riassunte nella tabella che appare all’inizio del paragrafo, dove i dati di TransHab figurano in seconda colonna, in terza quelli di Gateway 2006 e in quarta quelli di Gateway 2010, a cui si riferisce anche l’immagine qui sotto.

L1, L3: potenziare la Difesa Planetaria contro gli asteroidi pericolosi

La rete di rilevamento e controllo dei NEO, nota col nome di Spaceguard e parte del nascente sistema Difesa Planetaria, ha avuto un preoccupante “lato cieco” nel suo campo di osservazione fino al 2010. Ciò dipende dalle caratteristiche delle traiettorie seguite dai NEO per avvicinarsi al nostro pianeta. Infatti, se la traiettoria di un NEO in avvicinamento è esterna all’orbita della Terra, l’oggetto sarà visbile nel cielo notturno e il suo corso prevedibile con largo preavviso. Se, al contrario, la traiettoria di avvicinamento è interna, l’oggetto apparirà, per così dire, nel cielo diurno, cioè sarà del tutto invisibile ai telescopi ottici basati a terra, mentre rimarranno operativi solo i radar e i radar-telescopi, che però possono garantire solo brevi tempi di preavviso. Questa preoccupante situazione è stata affrontata nel 2010, quando a Spaceguard è stata assegnata una parte del tempo di lavoro di alcuni telescopi spaziali, per i quali, dato che operano fuori dall’atmosfera, il cielo è sempre nero senza distinzione tra cielo diurno e notturno. Ma si tratta d una soluzione di ripiego: tra gli addetti ai lavori si auspica il lancio di un vero e proprio “cacciatore di asteroidi”, uno strumento specializzato che potrebbe essere vantaggiosamente posto in orbita halo intorno a L1, da dove si può ottenere la scansione completa dello spazio interno all’orbita terrestre.

Se L1 ospiterà il quartier generale di Spaceguard, allora L3 potrebbe ospitare il braccio armato del sistema di Difesa Planetaria: batterie di missili intercettori capaci di deviare asteroidi di piccole dimensioni, ma non per questo innocui. Il progetto è stato presentato in ambito IAA dal dott. Claudio Maccone, ne abbiamo parlato in “Difesa Planetaria: come deviare un asteroide in rotta di collisione“.

L1, L2 e la Superautostrada Interplanetaria

L1 e L2 sono di diretto interesse per capire la cosidetta Superautostrada Interplanetaria, perché rappresentano accessi speciali per destinazioni lontane. Il moto di un’astronave nelle vicinanze di questi punti è influenzato da una delicata interazione tra la sua velocità e il campo gravitazionale locale. Un’astronave può entrare in orbita intorno a L1 o L2 (o a qualsiasi altro punto di librazione), sebbene questi siano meri punti nello spazio ai quali non corrisponde nessun corpo celeste.

Dalle orbite attorno ai punti di librazione hanno origine superfici a forma di tubo. Per esempio, un’astronave con la appropriata velocità iniziale può essere lanciata lungo un traiettoria che la porterà in orbita attorno al punto di librazione SEL2 del sistema Sole-Terra (la traiettoria è segnata in verde nella figura qui accanto). L’insieme di tutte le traiettorie simili a questa forma un unico tubo della Superautostrada Interplanetaria. La proprietà fisica importante dei tubi è che qualsiasi cosa si sposti da un’orbita intorno a un pianeta a un’orbita di allontanamento da esso, deve percorrere quel determinato tubo. Un’astronave che percorre una traiettoria dentro questo tubo passerà attraverso SEL2 dirigendosi verso l’esterno del sistema solare (in blu nella figura), mentre una che percorre un’orbita esterna quel tubo si dirigerà verso il Sole (in rosso nella figura). Da notare che i tubi esistono sempre in coppia: per ogni tubo composto da traiettorie di avvicinamento ne esiste uno composto da traiettorie di allontanamento.

Le astronavi possono viaggiare lungo i tubi ma possono anche cambiare rotta entrando in un altro tubo, grazie a una piccola manovra effettuabile con un comune motore a razzo. Ma c’è un modo per farlo senza alcun dispendio di carburante, usando i naturali punti di scambio della Superautostrada Interplanetaria. Una traiettoria che va da un tubo a un altro senza usare carburante viene definitta “eteroclinica”, a significare che può condurre da un’orbita a un’altra naturalmente. Nella pratica, per entrare in una traiettoria eteroclinica, l’astronave usa abitualmente un po’ di carburante per eseguire piccole correzioni di rotta rese indispensabili dalla nostra imperfetta conoscenza della sua posizione e velocità. Esistono anche traiettorie eterocliniche che connettono tubi di due differenti sistemi e le intersezioni funzionano nei due sensi. Le intersezioni eterocliniche possono sembrare difficili da individuare perché richiedono una perfetta scelta dei tempi: quando sei nel tubo di partenza, devi trovarti al posto giusto al momento giusto ( e alla giusta velocità ) per poter saltare dentro un tubo di avvicinamento. Ma esistono procedure di calcolo per trovare tali traiettorie perfettamente calibrate, e il risultato può essere spettacolare.

Il sistema gioviamo è un buon posto per mettere alla prova queste idee perché ci sono quattro lune di grandi dimensioni che orbitano attorno a Giove: Io , Europa, Ganimede, Callisto, proprio come un piccolo sistema solare. Le lune si muovono lungo le loro orbite a differente velocità portando con se i propri tubi, ed è possibile programmare una rotta che porti l’astronave a orbitare intorno a ciascuna delle quattro lune “saltando” di tubo in tubo, e consumando una quantità irrisoria di carburante. Questo nuovo approccio alla progettazione delle missioni spaziali ha comunque il suo lato debole: le rotte eterocliniche devono essere percorse a velocità molto basse e spesso sono tutt’altro che dirette. I tempi di percorrenza si allungano a dismisura e ciò limita molto il campo di applicazione di questo metodo.

L4, L5: fantastici habitat spaziali

I cilindri di O’Neill, gigantesche strutture capaci di ospitare intere biosfere e migliaia di uomini, avrebbero dovuto librarsi in orbita halo proprio intorno a questi due punti. Non cercherò di descriverli, ci sono riusciti bene Arthur C. Clarke in Incontro con Rama e Wikipedia, e questo breve video vale più di mille parole….

FONTI

• da  THE SPACE REVIEW:

K. Murphy: ML-1, the next logical destination

H.Thronson, D. Lester, T. Talay: Human operations beyond LEO by the end of the decade, an affordable near-term stepping stone

H.Thronson, T. Talay: “Gateway” architectures: a major “flexible path” step to the Moon and Mars after the International Space Station?

• Da WHY DO MATH?

Shane Ross: Space travel, mathematics uncovers an interplanetary superhighway

• il video “A 3D view of Rama object” è di Delfwaren
• the Future In-Space Operations (FISO) working group

Il Grande Risiko Lunare è incominciato

Il direttore tecnico dell’ International Academy of Astronautics, dott. Claudio Maccone (il primo da destra nella foto), ìl 10 giugno 2010 ha presentato a Vienna, presso la Commissione delle Nazioni Unite sull’uso pacifico dello spazio extra-atmosferico (UNCOPUOS) il Progetto PAC (Cerchio Antipodale Protetto) per proporre che una zona della Luna, situata sulla faccia nascosta esattamente agli antipodi della Terra, una ben determinata zona di spazio ad essa sovrastante (detta cono di radio quiete), e il punto di librazione L2 del sistema Terra-Luna, vengano dichiarati al più presto zona protetta e garantita dall’ONU, che vi imporrà il totale silenzio radio. Lo scopo del progetto è di formalizzare l’istituzione di una zona di radio quiete per evitare che qualcuno, stato o società privata, si arroghi il diritto di installarsi in quella che domani dovrebbe diventare l’ultima spiaggia, ma anche il paradiso dei radioastronomi. Ulteriori informazioni in: “Il Progetto PAC e il futuro della Radioastronomia” e “Storia e numeri del PAC”.

Qualche mese dopo, alla fine di novembre del 2010, la Lockheed Martin Corporation, un’importante società aerospaziale, ha fatto circolare un documento di presentazione delle cosidette missioni “L2 – Farside”, da svolgerrsi a partire dal 2016 – 2018. Queste missioni permetterebbero di raggiugere due importanti obiettivi scientifici:

• l’esplorazione del polo sud lunare e del circostante Bacino di Aitken, una zona di primario interesse esogeologico

• l’inizio della costruzione di un grande radiotelescopio sulla faccia nascosta della Luna, nel cratere Daedalus

Nella tipica missione ”L2 – Farside”, della durata di 35 giorni, la fase esplorativa e ogni altra attività sul suolo lunare, sarà affidata a un nuovo robot molto sofisticato, telecomandato in tempo reale da tre astronauti ospitati in un modulo Orion (costruito dalla stessa Lockheed Martin Corporation) orbitante intorno al punto L2. Un numero ancora imprecisato di missioni “L2 – Farside” costituirà l’occasione per collaudare apparecchiature, procedure e mezzi, nonché acquisire nuove conoscenze sopratutto in campo medico, in previsione di ben più lunghe e ambiziose missioni, come l’abbordaggio di un asteroide o la spedizione su Marte. Questo, in estrema sintesi, è quanto viene comunicato dalla Lockheed Martin Corporation. I lettori possono facilmente reperire in linea il documento originale, denominato “LMFarsideWhitepaperFinal.pdf”. A questo punto si impongono alcune considerazioni:

1. la costruzione di un grande radiotelescopio sulla faccia nascosta della Luna è certamente uno dei più affascinanti tra i progetti a lunga scadenza attualmente allo studio. Ma gli alti costi e i problemi di ingegneria che comporta ne rimandano la realizzazione a fine secolo, se non oltre. Allora perché la Lockheed indica questo progetto tra gli obiettivi primari delle missioni “L2 – Farside”?

2. La stessa attenzione non è però riservata al Progetto PAC, che pure è propedeutico alla realizzazione del radiotelescopio, ed è un’iniziativa ufficiale di livello mondiale. Nell’intero documento della Lockheed non se ne fa parola.

3. Il punto L2 appare profondamente immerso nel cono di radioquiete che sovrasta il PAC, e di sicuro non ha una linea di vista diretta con la Terra, checché ne dicano gli esperti della Lockheed. Maccone chiede che L2 venga considerato off-limits, per garantire la piena radioquiete del PAC sottostante. Ma dove è previsto che dovrebbe posizionarsi il modulo Orion per condurre al meglio le operazioni durante le missioni “L2 – Farside”? Proprio in orbita intorno a L2, guarda caso!

Abbiamo allora ritenuto indispensabile rivolgerci direttamente al dottor Maccone, che ha così commentato:

“Io la intendo cosi`: che la Halo orbit attorno a L2 di Terra-Luna e`(debba essere, ndr) CIRCOLARE DI RAGGIO COSI` GRANDE DA VEDERE SIA TERRA CHE MOON FARSIDE (contemporaneamente, ndr)

In quanto al PAC, certo che sarebbe inondato da onde elettromagnetiche, ma di frequenze sperabilmente DIVERSE da quelle ascolate dal (futuro, ndr) radiotelescopio (che sorgerà,ndr) nel cratere Daedalus.

………..

In conclusione, anche con (nonostante, ndr) Orion, si protrebbe comunque fare della buona radio astronomia da Daedalus perche` l’enorme quantita` di noise (rumore, ndr) CHE VIENE DALLA TERRA e` comunque schermata, e il poco noise di Orion su bande note non dovrebbe costituire un problema. “

Di fronte a tanta diplomazia e a parole così sagge ed equilibrate, anche dei ruvidi e sospettosi freelance come noi devono chinare il capo e scendere a più miti consigli. Ci auguriamo quindi che il messaggio moderato di Maccone convinca gli uomini della Lockheed a rinunciare a eventuali atteggiamenti arroganti o prepotenti, e a comportarsi con maggior rispetto per la comunità scientifica internazionale e per le sue iniziative.

ROBERTO FLAIBANI

Internet si espande nel Sistema Solare. E oltre?

Immaginate un Internet Siderale, i cui nodi siano costituiti da tutti i manufatti spaziali attualmente in funzione o comunque operativi, e da tutti quelli che verranno lanciati in futuro. Proprio tutti, purché abbiano a bordo un computer, un trasmettitore e un generatore funzionanti: i satelliti in orbita bassa, la ISS, i geostazionari dedicati alle telecomunicazioni e al telerilevamento, gli orbiter, i lander e i rover marziani, le sonde da esplorazione a lungo raggio e anche un buon numero delle infrastrutture, enti di ricerca, società, e università che fanno parte del sistema scientifico – industriale dedicato all’esplorazione dello Spazio. Ecco l’Internet Siderale, una colossale rete wireless e allo stesso tempo mobile, in costante espansione nel cosmo insieme all’Uomo e ai suoi robot. Questa lungimirante visione è frutto della mente di Vint Cerf (nell’immagine), Vicepresidente e Chief Internet Evangelist di Google, uno dei padri di Internet, che sta lavorando all’idea da una decina d’anni. Cerf si è reso conto che l’Internet Siderale non poteva ricorrere alla stessa architettura del primo Internet, ossia alla suite di protocolli nota come TCP/IP, ma aveva bisogno di un nuovo protocollo, basato sulla nozione di “rete a tolleranza di ritardo e di interruzione”, che è stato chiamato semplicemente Bundle Protocol.

Una nuova architettura di rete

Nella maggior parte del mondo, ormai, si può contare su infrastrutture elettriche e telefoniche abbastanza sofisticate e affidabili da consentire il libero accesso del pubblico non sempre alla navigazione in banda larga, ma almeno a servizi telematici di base come la posta elettronica e lo scambio di file tramite FTP. In questo ambiente relativamente protetto, che offre garanzie di connetività a buon livello, la suite di protocolli TCP/IP ha dato prova di funzionare in maniera soddisfacente. Ciò non avviene invece in ambienti estremi, come quello sottomarino, o in zone disastrate, contaminate, o teatro di operazioni belliche. E naturalmente nell’ambiente più estremo di tutti: lo Spazio.

Qualunque apparato o segnale si trovi ad attraversarlo, viene immediatamente esposto all’influenza di svariati elementi che possono pregiudicarne il funzionamento o, nel caso di una trasmissione dati, la qualità e la potenza. Mi riferisco agli effetti dell’attività solare, che sulla Terra vengono di norma filtrati dall’atmosfera o dalla magnetosfera, ossia radiazioni d’ogni lunghezza d’onda e fasci di particelle cariche emessi irregolarmente ad altissima velocità (il cosidetto “vento solare”). Fanno la loro parte anche il rumore della radiazione cosmica di fondo, cioè quanto rimane del calore originario presente alla nascita dell’universo 13,7 miliardi di anni fa, e l’esposizione a violente escursioni termiche, nonché il moto dei pianeti e degli stessi veicoli spaziali, che sono i nodi della nuova Rete. Ma l’elemento perturbante di maggior impatto è qualcosa di cui gli informatici raramente devono tener conto sulla Terra: il “ritardo – luce”, cioè il tempo necessario a un segnale per percorrere, alla velocità della luce, la distanza tra chi trasmette e chi riceve (Esempi: Terra – Luna = 1,28 secondi; Sole – Terra = 8,33 minuti; Sole – Saturno = 1 ora circa).

Ecco quindi prendere corpo l’idea di “rete a tolleranza di ritardo e di interruzione”, un Internet Siderale intermittente e discontinuo, capace di funzionare in qualsiasi ambiente. La parte terrestre della nuova rete è a buon punto e il Bundle Protocol gira già nei computer della ISS, e in quello della sonda EPOXI (ex Deep Impact) che ha appena effettuato un flyby della cometa Hartley 2, a 80 secondi – luce dalla Terra. Nell’anno in corso, Cerf e i suoi collaboratori contano di completare i test del Bundle Protocol per poi offrirlo a tutte le nazioni del mondo in modo che possano liberamente implementarlo nei loro veicoli spaziali, e l’Internet Siderale prenda vita.

Guardare oltre….

Alla nascita dell’Internet Siderale, l’attuale tecnologia sembra essere perfettamente in grado di dare supporto a un complesso sistema di telecomunicazioni esteso a tutto il Sistema Solare. Per guidare i rover della NASA su Marte oppure comunicare alla sonda Cassini di scattare fotografie di Saturno, gli scienziati si affidano oggi al Deep Space Network (DSN) dell’agenzia spaziale americana, la cui antenna è abbastanza potente da mantenere gli scienziati in contatto con Voyager 1 e 2, che si trovano a circa 17,5 miliardi di chilometri dalla Terra, ai confini del Sistema Solare. Ma è roba da poco se paragonata alla distanza di 4,37 anni-luce che ci separa dalle stelle più vicine, ossia il sistema triplo noto come Alpha Centauri. Comunicare a queste distanze con le nostre future sonde interstellari è un vero problema. Infatti le telecomunicazioni risultano indebolite e distorte dal rumore della radiazione cosmica di fondo, che può rendere incomprensibile fino alla metà delle informazioni scambiate tra la Terra e i nostri robot da esplorazione. Così anche se l’Umanità fosse capace di viaggiare tra le stelle, mantenere i contatti potrebbe essere impossibile.

Ma Claudio Maccone (nell’immagine), Direttore Tecnico del International Academy of Astronautics di Parigi e autore di un nuovo studio su questo tema, dice: “Se usiamo il Sole come una lente gravitazionale possiamo mantenere i contatti con le nostre sonde anche a distanze interstellari. Questa è la chiave per esplorare i dintorni del Sistema Solare nei secoli a venire. Anche civiltà aliene potrebbero avere scoperto questo metodo per comunicare a lunga distanza. Se cosi fosse, potremmo essere in grado di intercettare le loro comunicazioni”. Il nostro Sole potrebbe effettivamente rivelarsi il migliore dispositivo possibile per le telecomunicazioni, se la sua gravità potesse essere usata per creare un radiotelescopio gigante in grado di mandare e ricevere segnali enormemente amplificati che potrebbero permetterci perfino di comunicare con una civiltà aliena. (per maggiori informazioni si veda Missione Focal). Questa tecnologia potrebbe essere applicata a radiazioni di qualsiasi lunghezza d’onda, per esempio nello spettro visibile o in quello radio. Anzi, si potrebbe creare una rete ancora più potente posizionando delle sonde relais vicino ad altre stelle per formare ponti radio attraverso il grande vuoto interstellare.

Ponti radio “gravitazionali”

Per crearne uno si dovrebbe cominciare piazzando una sonda relais in corrispondenza del fuoco più vicino della lente gravitazionale del Sole, situato alla distanza di 550 Unità Astronomiche (UA) da esso. Quindi all’altro capo del ponte, continuando con l’esempio di Alpha Centauri, deve essere piazzata una seconda sonda relais per potenziare i segnali in entrata e uscita. Per la maggiore delle tre stelle di tale sistema, che ha massa di poco superiore a quella del Sole, il fuoco gravitazionale più vicino si trova a 749 UA da essa.

Con questi relais in posizione, la percentuale d’errore nelle trasmissioni tra i due capi del ponte crollerebbe da 1 su 2 , a 1 su 2 milioni, pari all’accuratezza raggiunta dal DSN nell’ambito del Sistema Solare. Sorprendentemente, la potenza di trasmissione richiesta è davvero minima, appena un decimo di milliwatt, come dire svariati ordini di grandezza in meno delle antenne del DSN. Maccone ha anche calcolato la posizione dei fuochi e la potenza di trasmissione per due altre stelle nelle vicinanze del Sole: la stella di Barnard, una piccola nana rossa, e Sirio, una gigante blu, che si trovano rispettivamente a una distanza di 5,6 e di 8,6 anni luce dalla Terra.

Tuttavia, la realizzazione di un sistema radio interstellare basato su lenti gravitazionali darebbe un gran da fare agli ingegneri. Tanto per cominciare, i ripetitori dovrebbero restare precisamente allineati uno rispetto all’altro e ai loro amplificatori stellari anche su distanze estreme, afferma Maccone. Ciò richiederebbe un sistema rivoluzionario di navigazione celeste e orientamento, una sorta di GPS galattico basato sulle pulsar. Ma anche se effettivamente questi ponti radio potrebbero aiutarci a tenere i contatti, il limite universale della velocità della luce (e quindi dell’informazione) scoperto da Einstein, implica che il dialogo avrebbe comunque tempi lunghissimi. Data la distanza, una conversazione con una colonia su un ipotetico mondo abitabile (tipo “Avatar”), nel sistema di Alpha Centauri, avrebbe un ciclo domanda – risposta di quasi nove anni. “Attualmente non c’è soluzione al problema del ritardo nelle telecomunicazioni” - dice Maccone – “Ma la buona notizia è che adesso abbiamo un modo affidabile per comunicare attraverso distanze interstellari.”

Fonti:

“Vint Cerf: Deep Space Internet” di Vittorio Solinas  (Wired.it, 12 giugno 2009)

“Sun’s Gravity Could Be Tapped to Call E.T.” di Adam  Hadhazy (Space.com, 21 dicembre 2010)

“An Internet designed  for Space” di Paul  Gilster (Centauri Dreams, 23 febbraio 2011)

Alle frontiere della scienza della propulsione

Anticamente gli ominidi nostri progenitori popolarono l’intero pianeta alla velocità consentita dai loro piedi. Solo nel diciottesimo secolo, con la rivoluzione industriale e l’invenzione del motore a vapore, per la prima volta la capacità di movimento dell’Uomo fu svincolata dai suoi limiti fisici, o da quelli di animali opportunamente addestrati. Un secolo dopo, un motore a combustione interna a 4 cilindri rese possibile il primo volo atmosferico. Ma il progresso scientifico avanzava a ritmo serrato, e poco più di 60 anni dopo lo storico volo dei fratelli Wright, un motore a razzo mise in orbita Gagarin. Un altro mezzo secolo e siamo ai giorni nostri, e il problema della propulsione è sempre di importanza cruciale per tutti coloro che si occupano di Scienze dello Spazio.

Il motore a razzo a propellente chimico è tuttora indispensabile come lanciatore, e chissà per quanto tempo ancora manterrà tale primato. Ma non appena si esce dal sistema Terra-Luna, i grandi limiti di questo sistema di propulsione, cioè la necessità di portare con se il propellente e gli elevati consumi, appaiono in tutta la loro evidenza perché rendono difficilmente praticabile qualsiasi missione ad alto delta-V. A tutt’oggi sono disponibili altri due sistemi di propulsione spaziale: la vela solare e il motore elettrico a ioni. Il maggior limite della vela solare sta nel calo di potenza che si registra allontanandosi dal Sole: oltre l’orbita di Giove la capacità propulsiva della vela si riduce quasi a zero. Il motore elettrico a ioni (detto anche SEP, se alimentato a energia solare), presenta caratteristiche ibride: pur essendo esso stesso un motore a razzo, come la vela solare produce una spinta debole, ma erogabile per lunghi periodi di tempo grazie al bassissimo consumo di propellente. Ma proprio nel propellente sta il tallone d’Achille del motore a ioni: si tratta infatti del gas xeno estremamente raro sulla Terra e quindi assai costoso.

La scienza della propulsione

La terna razzo chimico-SEP-vela solare sembra in grado di garantire all’Uomo accesso completo al Sistema Solare, e di costituire così il balzo successivo nel percorso ideale che va dalla trazione animale, al vapore e poi al motore a combustione interna. Il prossimo balzo sarà evidentemente il volo interstellare. Tutto lascia prevedere che questa nuova conquista tecnologica sarà preceduta e supportata, come si era già parzialmente verificato in passato nella storia della propulsione, da una teoria scientifica radicalmente nuova, perchè in questa occasione è la Relatività Generale, uno dei caposaldi della Fisica moderna, a porre alle prestazioni di qualsiasi tecnologia un limite insuperabile: la velocità della luce.

Ed è dalla coscenza di questo claustrofobico tetto che Marc Millis ed Eric Davis hanno tratto ispirazione per realizzare Frontiers of Propulsion Science, un volume di oltre 700 pagine, edito nel 2009 da American Institute of Aeronautics and Astronautics. Si tratta di una sorta di compilation di circa 40 teorie scientifiche rivoluzionarie che potrebbero portare, se correttamente sviluppate, alla nascita delle tecnologie di propulsione particolarmente innovative di cui si sente bisogno in questo momento storico. A questo proposito Millis lamenta che i recenti progressi della Fisica nella comprensione di fenomeni come la materia e l’energia oscure rimangono spesso confinati nell’ambito delle curiosità scientifiche, perché gli scienziati stessi tendono a valutare i dati cosmologici solo in relazione alla nascita e al destino dell’Universo. Se invece gli stessi dati fossero esaminati in un contesto differente, come per esempio quello del volo spaziale, potrebbero portare a nuove idee che altrimenti andrebbero perdute. Nonostante alcune di queste teorie scientifiche sembrino appartenere al regno della fantasia piuttosto che a quello della scienza, Millis fornisce massime garanzie di serietà: tutti i lavori sono stati accuratamente verificati prima della pubblicazione da scienziati indipedenti e di provata affidabilità (il processo è chiamato peer reviewing); poi catalogati in base a quattro livelli di avanzamento, seguendo rigorosamente il metodo scientifico: (1) definizione del problema, (2) raccolta dati, (3) articolazione dell’ipotesi, (4) verifica dell’ipotesi; e infine raggruppati in tre categorie: propulsione senza propellente, conversione dell’energia, più veloce della luce.

Non è questa la sede adatta per un esame approfondito di nuove idee, ma voglio fare eccezione per due sistemi di propulsione famosi presso gli appassionati di fantascienza: il motore a curvatura (warp drive), studiato da Miguel Alcubierre della National Autonomous University of Mexico, e il cosidetto “traversable wormhole”, studiato da Matt Visser della Washington University di Saint Louis, che chiamerei piuttosto stargate, un termine molto più popolare che non necessita di traduzione. Basandosi sulla geometria di Riemann, usata da Einstein per la Relatività Generale, è stato dimostrato che il limite della velocità della luce può essere eluso manipolando lo spaziotempo stesso. In questa ipotesi, il motore a curvatura crea una bolla spaziotemporale attorno all’astronave, in modo che sia la bolla a muoversi, mentre la nave resta immobile al suo interno. Stabilire a quale velocità può muoversi una bolla spaziotemporale è di pertinenza della Teoria del Big Bang. Lo stargate invece stabilisce una specie di tunnel-scorciatoia con la località di arrivo. Sono materia di discussione le implicazioni dei paradossi temporali, la quantità di energia richiesta, il fatto che questa energia debba essere “negativa”, e il lasso di tempo in cui può essere usata. Sembra invece assodato il fatto che lo stargate sia di gran lunga più efficiente del warp drive nell’uso dell’energia. Infatti lo stargate produce un collegamento intrinsecamente più veloce della luce, mentre la misura dell’energia negativa impiegata determina la dimensione del tunnel. Al contrario, la velocità prodotta dal motore a curvatura dipende dalla quantità di energia erogata, solo che, con una spesa di 10⁴⁶ joules di energia negativa, lo stargate apre un tunnel di 100 metri di diametro, mentre il motore a curvatura raggiunge solo l’uno percento della velocità della luce!

Lasciamo ai lettori il piacere di approfondire queste tematiche e andiamo oltre citando direttamente Millis: “Considerate le anomalie nelle traiettorie delle sonde che viaggiano nello spazio profondo, la scoperta della materia e dell’energia oscure, e altri problemi scientifici non ancora risolti, è chiaro che ci attendono nuove scoperte nel campo della Fisica. Non è chiaro invece se queste scoperte ci riveleranno anche nuovi metodi per percorrere distanze interstellari più efficenti dei razzi e delle vele solari. Il progresso non si ottiene arrendendosi al fallimento. Con una combinazione di lungimiranza, rigore imparziale e amore del rischio, vedremo accumularsi risultati utili e affidabili. Ad astra incrementis.”

Verso le stelle, a passi sempre più lunghi

E’ questo il motto della Tau Zero Foundation, associazione senza fini di lucro creata da Marc Millis anni or sono, insieme a un gruppo di professionisti e scienziati tra cui il fisico-matematico Claudio Maccone, ben noto ai nostri lettori come alfiere della missione FOCAL, e Paul Gilster, fondatore di Centauri Dreams, ora canale ufficiale di informazione della Fondazione, un blog che è spesso per noi fonte di ispirazione. Nel vasto panorama delle “ONG dello Spazio” statunitensi, in effetti mancava qualcuno che si assumesse l’onere e l’onore di porsi un obiettivo di incerta, forse lunghissima scadenza, ma anche di altissimo profilo, quale la nascita di una nuova Fisica che supporti le tecnologie rivoluzionarie indispensabili per realizzare, un giorno, il volo interstellare. A questo scopo, nessuno sembra più adatto di Marc Millis che, dal 1997 al 2002 diresse il programma “Breakthrough Propulsion Phisics” della NASA con tale successo da conquistare la copertina di Popular Science.

Erano altri tempi, in cui sembrava davvero che nelle grandi agenzie spaziali ci fosse un interesse genuino per il volo interstellare, tanto che l’allora amministratore della NASA Dan Goldin chiedeva a gran voce una sonda automatica capace di raggiungere un’altra stella. Ma era un fuoco di paglia e nel 2002 il programma di Millis fu cancellato e lui stesso lasciò l’Agenzia per creare Tau Zero Foundation, che non si rivolge più al settore pubblico, bensì a quello privato delle donazioni e degli istituti filantopici, offrendo loro di dare supporto a un programma scientifico estremamente lungimirante, ma serio, credibile e minuziosamente organizzato in una sequenza di obiettivi parziali a breve termine.

Dal punto di vista organizzativo la Fondazione sembra essere in mezzo al guado: è operativa già da un anno una importante joint-venture con la British Interplanetary Society chiamata Project Icarus; la sopravvivenza eeconomica è garantita da piccole donazioni e si sta pianificando una campagna di tesseramento; la rete dei professionisti e degli scienziati esiste in nuce, ed è già al lavoro; la presenza sul web è garantita da un bel sito in via di aggiornamento. La strada è lunga, ma Millis, Maccone, Gilster e soci non mancano certo di determinazione. E poi, di giorno in giorno crescono le possibilità che Alcubierre o Visser o qualcuno degli altri ci faccia una sorpresa, e….

Fonti:

“Progress in revolutionary propulsion Physics” di M.G.Millis in arXiv.org

“Tau Zero  takes aim at interstellar propulsion” di P. Gilster in Discovery News

Per le immagini si ringraziano: NASA, JAXA, Wikipedia, Tau Zero Foundation

Missione FOCAL: viaggio ai fuochi gravitazionali del Sole e dei Pianeti

La prima dimostrazione sperimentale della Teoria della Relatività Generale fu eseguita da Arthur Eddington nel 1919, quando riuscì a misurare gli effetti del campo, o meglio del pozzo gravitazionale del Sole sulla luce delle stelle ad esso vicine. La massa del Sole, infatti, genera una distorsione del tessuto dello spaziotempo in grado di deflettere le onde elettromagnetiche provenienti da una “sorgente”astronomica di qualsiasi tipo (esopianeti, stelle, galassie, o altro), e farle convergere in un punto detto “fuoco”, dove l’informazione da esse veicolata risulta intensificata, amplificata, ingrandita. Per le evidenti analogie con le lenti ottiche, questo fenomeno è stato chiamato “lente gravitazionale”.

Numeri, esempi e un po’ di storia

L’asse focale è la linea immaginaria che unisce la sorgente, il centro del Sole, e il fuoco, in modo che la sorgente rimanga perfettamente occultata dal disco solare rispetto al fuoco stesso. Il fuoco del “sole nudo”, così chiamato perché la sua posizione è stata calcolata senza tener conto di nessun effetto di distorsione o attenuazione del segnale sorgente, si trova alla bella distanza di 550 Unità Astronomiche (UA), ben oltre i confini del Sistema Solare. Dato che il potere della lente gravitazionale del Sole (GLS) si applica alle onde elettromagnetìche provenienti da tutte le infinite sorgenti dell’Universo, si può immaginare una sfera focale del sole nudo, di raggio pari a 550 UA, composta da un numero infinito di fuochi.

Niente di costruito dall’Uomo è mai arrivato così lontano, nemmeno l’intramontabile Voyager 1, che ha da poco raggiunto le 110 UA. Ma varrebbe davvero la pena di andarci, perchè le prestazioni promesse dalla GLS sono assolutamente terrificanti: si prevede di ottenere un’amplificazione del segnale sorgente dell’ordine di dieci all’ottava potenza, e oltre! 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. Anche se con l’attuale tecnologia non siamo in grado di dare il via a una missione al fuoco gravitazionale, è opinione comune tra gli scienziati del settore che tra una ventina d’anni tale missione potrebbe essere effettivamente messa in calendario e portata a termine entro la fine del secolo.

A parte lo stesso Einstein, che nel 1936 pubblicò un lavoro specifico sulle lenti gravitazionali, da allora nella comunità scientifica nessuno si occupò più del problema fino al 1964, quando Sidney Liebes, della Stanford  University, promulgò la teoria matematica della lente gravitazionale. Nel 1979 Von Eshleman, anch’egli della Stanford, per primo suggerì la possibilità di lanciare una missione diretta al fuoco della GLS. Nello stesso anno fu pubblicata dal CalTech-JPL la tesi di dottorato di David Sonnabend, intitolata “To the Solar Foci”, che però si occupava di argomenti relativi alle onde gravitazionali e ai neutrini, estranei agli obiettivi di questo articolo. Nel 1987, nel corso della Seconda Conferenza Internazionale di Bioastronomia, Frank Drake, uno dei pionieri del SETI, delineò il profilo della missione suggerita da Von Eshleman, che sarebbe stata più tardi denominata “missione FOCAL”. Tra i presenti c’era anche il fisico-matematico Claudio Maccone, all’epoca ricercatore presso l’Alenia Spazio e oggi Direttore Tecnico per l’Esplorazione Scientifica dello Spazio presso la IAA di Parigi. Nel 1992 Maccone organizzò, presso il Politecnico di Torino, la prima conferenza internazionale interamente dedicata a FOCAL, denominata “Space Missions and Astrodynamics I”. L’anno successivo, a nome di un vasto numero di colleghi europei e americani, propose ufficialmente la missione all’ESA, ricevendo il pubblico encomio del Direttore dei Programmi Scientifici dell’Agenzia, Roger Bonnet, ma nessun finanziamento. Da allora Maccone ha costantemente approfondito e allargato la ricerca sulla GLS, e arricchito il profilo della missione FOCAL. Il volume “Deep Space Flight and Communications: Exploiting the Sun as a Gravitational Lens” (Springer/Praxis, 2009), costituisce la sintesi del lavoro di questi ultimi vent’anni.

La missione FOCAL in tre tappe: 550 UA, 1000 UA, 17000 UA

Nella lente gravitazionale, la deflessione subita dalle onde elettromagnetiche non è uniforme, ma dipende dalla loro distanza dal Sole: quelle che passano radenti al disco solare vengono deflesse più intensamente di quelle che passano più lontano, ma andranno tutte a concentrarsi lungo l’asse, seppure a distanze diverse, creando infiniti nuovi fuochi, ognuno corrispondente a una frequenza d’onda via via più bassa. Alla sfera di fuochi del sole nudo, si aggiunge quindi un numero infinito di nuove sfere focali concentriche. In pratica, a partire da 550 UA in avanti, qualsiasi punto dello spazio è un fuoco gravitazionale e quindi la sonda FOCAL dovrà essere progettata ed equipaggiata considerando la sfera focale del sole nudo non come l’obiettivo, ma come la prima tappa di un viaggio di ricerca che potrebbe concludersi ben più lontano.

La missione FOCAL

Infatti, a complicare le cose ci si mette la Corona solare, la zona più calda e turbolenta dell’atmosfera del Sole, composta essenzialmente da plasma, le cui fluttuazioni creano sulla luce in arrivo dalla sorgente un effetto divergente che si oppone a quello convergente esercitato dalla GLS. Il risultato è che tutto il sistema delle sfere focali concentriche slitta allontanandosi dal Sole: così a 650 UA troviamo il fuoco per la frequenza di 500 GHz; a 763 UA il fuoco per i 160 GHz del CMB, la cosidetta “radiazione cosmica di fondo”; e infine a 1000 UA il fuoco per i 60 GHz. Va precisato, comunque, che non esiste ancora un modello matematico pienamente soddisfacente della Corona solare, quindi con l’aumentare delle conoscenze i dati potrebbero cambiare.

Nell’ultimo studio di Maccone, presentato a Praga pochi mesi orsono, nel corso dell’annuale Congresso Internazionale di Astronautica, si prospetta l’estensione della missione fino a 17000 UA. Questa dilatazione delle distanze è dovuta al fatto che Maccone, accogliendo un suggerimento proveniente dai lettori di Centauri Dreams (vedi blogroll), ha allargato l’analisi anche alle lenti gravitazionali dei pianeti del Sistema Solare. I suoi calcoli indicano che la sfera focale di Giove, situata a 6100 UA, sarà la prima ad essere raggiunta dalla nostra sonda nel prolungarsi del suo viaggio di allontanamento dal Sole. A 13525 UA incontriamo la sfera focale di Nettuno, prima di quella di Saturno (14425 UA), poi quella della Terra (15375 UA), prima di quella di Urano e Venere, fino a 17000 UA.

Le lenti planetarie sono ovviamente molto meno potenti della GLS, ma presentano alcune caratteristiche che le rendono degne di indagini più approfondite. Prima di tutto muoversi tra 1000 e 17000 UA significa operare ben addentro la cosidetta Nube di Oort, vastissima zona inesplorata, da dove si dice provengano le cosidette comete “esterne”, di lungo periodo. Una prima esplorazione della Nube, anche se parziale e sommaria, avrebbe un grande valore scientifico. Secondo, le lenti planetarie non risentono di effetti distorsivi simili a quelli della Corona solare. Infine, se il Sole può considerarsi immobile nel sistema delle sfere focali, i pianeti invece si muovono lungo le loro orbite. E con essi si muovono anche le lenti loro associate dando vita, agli occhi dell’osservatore, a un vero e proprio carosello di immagini fortemente ingrandite di oggetti astronomici d’ogni genere.

Ma lasciamo che sia lo stesso Maccone a concludere: ”ripensando al lavoro svolto finora sulle possibilità di un vero volo interstellare, semba lecito dire che gli studiosi delle missioni dirette ad Alpha Centauri, nello sforzo di coprire in un sol balzo quei 4,37 anni-luce, saltano a pie’ pari tutto quello che si trova a soli tre mesi-luce, come la sfera focale della Terra.”

Fonti: Centauri Dreams, “Deep Space Flight and Communications: Exploiting the Sun as a Gravitational Lens” (Springer/Praxis, 2009), Wikipedia

Difesa Planetaria: come deviare un asteroide in rotta di collisione

Avvertenza: questo articolo è il seguito di “Asteroidi, consapevolezza del pericolo”. Ai lettori che non frequentano abitualmente il sito, si consiglia di leggere i due articoli nel giusto ordine cronologico.

Esistono molte tecniche per deviare, o meglio “deflettere”, un NEO dalla sua traiettoria, e sono raggruppabili in due categorie: quelle a impulso istantaneo, e quelle a impulso prolungato. Le prime consistono sostanzialmente nel colpire il bersaglio con un oggetto massiccio lanciato ad alta velocità: al momento dell’impatto l’intercettore trasferisce la sua “quantità di moto” al bersaglio, modificandone l’orbita (deflessione cinetica). Secondo alcuni, però, con l’attuale tecnologia questo metodo sarebbe inefficace contro oggetti di diametro superiore ai 400 metri. Esiste anche l’ipotesi di far detonare un ordigno nucleare in prossimità del NEO, oppure sulla sua superfice, o perfino al di sotto di essa. La conseguente vaporizzazione istantanea di una parte dell’asteroide creerà un getto di detriti e gas surriscaldati che lo spingerà in direzione opposta. Ma quando si ha a che fare con corpi celesti ancora semisconosciuti non è detto che le maniere forti siano le migliori: infatti, se il NEO dovesse frantumarsi, gli abitanti della Terra potrebbero trovarsi a che fare con uno sciame di grosse meteoriti del tipo “Tunguska”, cioè con un diametro compreso tra i 50 e i 140 metri, capaci di arrecare tutte insieme un danno maggiore.

Questa classe di oggetti desta in realtà una certa preoccupazione. La popolazione totale potrebbe variare tra 300.000 e 1.200.000 unità, di cui attualmente è noto solo l’1% circa. A causa delle loro dimensioni ridotte, questi NEO potrebbero in effetti sfuggire al rilevamento a lungo raggio, e apparire improvvisamente in prossimità della Terra, lasciando alla Difesa Planetaria pochissimo tempo per intervenire. Sull’applicazione delle tecniche di deflessione cinetica contro tali oggetti in condizioni di minimo preavviso, esiste uno studio del dott. Claudio Maccone, fisico-matematico italiano, nuovo Direttore Tecnico dell’IAA (International Academy of Astronautics) per l’esplorazione scientifica dello spazio. Maccone suggerisce di organizzare intorno alla Terra una sorta di perimetro difensivo integrato, costituito da almeno due piattaforme spaziali armate, da schierare in corrispondenza dei punti di librazione del sistema Terra-Luna (vedi punti lagrangiani), escludendo L2 (per non interferire col PAC), e privilegiando invece L1 e L3, i più adatti allo scopo perchè giacciono sull’asse Terra-Luna. Quando il NEO entra nel campo gravitazionale terrestre, da qualsiasi direzione provenga, assume naturalmente una traiettoria iperbolica che ha la Terra come fuoco e giace su uno, ed uno solo, dell’infinito numero di piani che attraversano l’asse Terra-Luna. Ed è su questo unico piano, che contiene a un tempo la Terra, l’intruso, e le batterie missilistiche schierate in L1 e L3, che si combatte la battaglia. Al momento più opportuno, le batterie lanciano i loro intercettori lungo una traiettoria ellittica che condivide un fuoco, la Terra naturalmente, con la traiettoria iperbolica seguita dall’intruso. In questo modo, in base al Teorema delle Coniche Confocali, gli intercettori colpiscono il bersaglio con un’angolatura di 90 gradi, ottimizzando così la deflessione.

Le tecniche di deflessione a impulso prolungato consistono nel sottoporre il bersaglio ad una forza di lieve entità per un lungo periodo di tempo (mesi, o perfino anni), così da poter scegliere con precisione quali dovranno essere le caratteristiche della nuova orbita dell’oggetto, a deflessione ottenuta. Ciò costituisce evidentemente un vantaggio rispetto alle tecniche a impulso istantaneo, largamente imprecise, ma richiede un lungo preavviso che attualmente può essere garantito solo per una minoranza di NEO, quelli individuati dall’ormai concluso programma Spaceguard, per intendersi. Il nuovo Spaceguard è già attivo e mira a portare, entro il 2020 – 2025, nel segmento dei NEO con diametro tra i 140 e i 1.000 metri, la percentuale degli oggetti noti dall’attuale 45% al 90%, e quella relativa al segmento inferiore (50 – 140 metri) dall’attuale 1% al 50%.

Tra le tante tecniche di deflessione a impulso prolungato proposte da scienziati di tutto il mondo, le più sponsorizzate sono due, denominate “Mirror Bees” e “Gravity Tractor”. La prima, ideata dallo Space Advanced Research Team dell’Università di Glasgow, diretto da Massimiliano Vasile, consiste nel provocare la vaporizzazione (ablazione) di una parte del NEO senza ricorrere alle armi nucleari, ma utilizzando uno sciame di piccole navi dotate di specchi per concentrare la luce solare sul territorio asteroidale prescelto, provocando così l’ablazione. Evitare il ricorso alle armi nucleari sarebbe già un bel vantaggio: non ci sarebbe nessun rishio di frantumazione indesiderata dell’asteroide e nessuna violazione del trattato internazionale che bandisce le armi nucleari dallo spazio extra-atmosferico. Inoltre, il numero di navi di cui sarebbe composto lo sciame potrebbe cambiare in funzione delle caratteristiche del bersaglio e dei tempi di preavviso.

Del tutto diversa, ma altrettanto originale, è la proposta che si rifà al concetto di “rimorchiatore gravitazionale” (Gravity Tractor), avanzata dalla B612 Foundation. L’ipotesi è che la pur blanda attrazione gravitazionale esercitata su di un NEO di 140 metri di diametro da una sonda con massa pari a una tonnellata, sia sufficente a imprimere piccole ma significative variazioni nella traiettoria dell’asteroide. Il rimorchiatore comunque non opererà da solo, ma insieme a uno o più intercettori che forniranno, tramite impatto, la maggior parte della spinta necessaria per realizzare la deflessione. Una volta deviato il NEO su una nuova traiettoria, il rimorchiatore metterà in atto le correzioni di rotta utili a evitare che l’asteroide attraversi una delle centinaia di “return keyhole”, piccole porzioni di spazio nelle vicinanze del nostro pianeta che, se attraversate dal NEO, lo condurrebbero su una traiettoria di impatto certo con laTerra in tempi facilmente calcolabili.

La creazione di un sistema di difesa planetaria, nei suoi aspetti politici e organizzativi, è un problema globale che dovrebbe coinvolgere sia i grandi paesi, dotati di una tecnologia spaziale e, sempre più spesso, anche di un arsenale nucleare, sia le nazioni minori: abitiamo lo stesso pianeta e condividiamo gli stessi rischi. Questo potrebbe essere il tema di un prossimo articolo, sollecitiamo i lettori a intervenire.

Fonti:  The Planetary Society,  NASA – JPL, B612 Foundation

Il Progetto PAC e il futuro della Radioastronomia

Tutto lascia pensare che in questo decennio assisteremo ad una nuova corsa alla Luna, molto diversa dalla prima, considerata da molti una colossale operazione di propaganda politica, funzionale alla Guerra Fredda allora in corso. Sono passati 40 anni e lo scenario è completamente cambiato: l’opinione pubblica è ormai ben consapevole dell’utilità della ricerca spaziale, anche nel breve periodo, e i partecipanti non saranno più solo Stati Uniti e Russia, ma anche l’Unione Europea, e Cina, Giappone, India. Ciascun paese con un proprio, rigoroso programma scientifico, che, a seconda dei casi, prevede missioni robotizzate o con equipaggio. I principali obiettivi scientifici sono: la mappatura completa della superfice (in alta definizione), la mappatura del campo gravitazionale, lo studio del Bacino di Aitken, la costruzione di una base abitabile. Tutti si dichiarano disponibili per iniziative di collaborazione internazionale, ma pare che gli unici a passare dalle parole ai fatti siano stati gli Americani, col Progetto ILN (International Lunar Network). Dove invece la competizione si prevede serratissima, è sullo sfruttamento minerario, perché la Luna sembra essere molto ricca di alluminio, calcio, ferro, magnesio, titanio e oro. Resta da vedere, comunque, se l’estrazione di queste risorse per una commercializzazione sulla Terra sia economicamente coveniente. C’è poi l’elio-3, un isotopo di provenienza solare, rinomato come combustibile per la fusione nucleare e rarissimo sulla Terra, ma relativamente comune nelle rocce e nel suolo lunari, dove se n’è accumulata una gran quantità. Ma soprattutto, come rilevato prima dalla sonda Clementine, e poi confermato dal Lunar Prospector, tra le ombre perenni delle regioni polari giace un enorme tesoro: oltre 10 miliardi di tonnellate di ghiaccio, quanto basta per soddisfare le necessità di un’intera colonia lunare.

E’ in questo scenario che il fisico-matematico Claudio Maccone, Co-Presidente del SETI Permanent Study Group in seno all’ International Academy of Astronautics, ìl 10 giugno 2010 ha presentato a Vienna, presso la Commissione delle Nazioni Unite sull’uso pacifico dello spazio extra-atmosferico (UNCOPUOS) il suo Progetto PAC (Cerchio Antipodale Protetto). I lettori de “Il Tredicesimo Cavaliere” ricorderanno il dott. Maccone (nella foto qui accanto) come ideatore della missione FOCAL, di cui all’articolo “Il Sole, una straordinaria lente gravitazionle”. In poche parole, il Progetto PAC propone che una zona della Luna, situata sulla faccia nascosta esattamente agli antipodi della Terra, una ben determinata zona di spazio ad essa sovrastante, (detta Cono di radio quiete)  nonché il Punto di Librazione L2 del sistema Terra-Luna (per info su L2, vedere “storia e numeri del PAC”, a fondo pagina), vengano dichiarati al più presto zona protetta e garantita dall’ONU, che vi imporrà il totale silenzio radio. Lo scopo del progetto è di formalizzare l’istituzione di una zona di radio quiete prima che la nuova corsa alla Luna cominci, per evitare che qualcuno, stato o società privata, non importa se per bieco calcolo commerciale o per nobili scopi scientifici, si arroghi il diritto di installarsi in quella che dovrebbe diventare l’ultima spiaggia, ma anche il paradiso dei radioastronomi. Col suo progetto, Maccone raccoglie il “grido di dolore” che arriva dalla numerosa comunità radioastronomica mondiale: le prestazioni dei radiotelescopi peggiorano infatti di giorno in giorno, assediati come sono dalle radio interferenze di provenienza terrestre ma soprattutto satellitare. Si intuisce facilmente che la situazione non potrà che peggiorare nel tempo: la radioastronomia basata a terra ha i giorni contati, il suo avvenire è nello spazio profondo, anzi nel PAC lunare, dove il corpo stesso della Luna fa da schermo contro le radio interferenze d’origine terrestre e l’ONU garantisce il silenzio radio in loco.

Ma di chi è la Luna? La domanda appare a questo punto perfettamente legittima. Per la risposta, mi rifaccio a Wikipedia: “Il Trattato sullo spazio extra-atmosferico (Outer Space Treaty) … costituisce la struttura giuridica di base del diritto internazionale aerospaziale…. è entrato in vigore il 10 ottobre 1967…. Il Trattato proibisce espressamente agli stati firmatari di rivendicare risorse poste nello spazio, quali la Luna, un pianeta o altro corpo celeste, poiché considerate “patrimonio comune dell’umanità”: l’art. II del Trattato afferma, infatti, che “lo spazio extra-atmosferico non è soggetto ad appropriazione nazionale né rivendicandone la sovranitá, né occupandolo, né con ogni altro mezzo”. La maggior parte degli esperti in materia di Diritto aerospaziale internazionale affermano che la Luna ricade sotto il concetto giuridico di “res communis”….. L’effetto pratico del Trattato, che è quello di impedire ogni diritto di proprietà privata …..è spesso messo in discussione da coloro che rivendicano la facoltà di vendere diritti di proprietà sulla Luna e su altri corpi celesti, ma questa rivendicazione non è mai stata verificata in un’aula di tribunale. L’Articolo VI del Trattato si occupa effettivamente di responsabilità internazionale affermando che le attività condotte da enti non-governativi nello spazio extra-atmosferico, inclusa la Luna e altri corpi celesti, è soggetta all’autorizzazione ed alla continua supervisione da parte dello stato di appartenenza firmatario del Trattato e che gli stati firmatari saranno responsabili, a livello internazionale, per le attività spaziali nazionali condotte sia dagli enti governativi che da quelli non-governativi.”] (Wikipedia)

Il discorso appare chiaro, completo ed esauriente. Rimane, è vero, qualche appiglio che un imprenditore senza scrupoli potrebbe utilizzare, ma se l’attacco alla Luna da parte dei privati dovesse avvenire sotto le bandiere di società come Lunar Embassy o Moon Real Estate, sarebbe una carnevalata. Invece si dovrebbe riflettere seriamente su quanto a lungo le grandi multinazionali vorranno ancora starsene fuori dallo spazio extra-atmosferico.

Con la presentazione del Progetto PAC alle Nazioni Unite, il dott. Maccone ha dato inizio ad un iter che si concluderà con un voto dell’Assemblea Generale sul PAC considerato come progetto a se stante, oppure come parte di un nuovo trattato internazionale dedicato alla Luna. Ma, da subito, la procedura burocratica prevede che uno stato membro dell’ONU si faccia carico del progetto, fornendo una sorta di patrocinio, un supporto essenzialmente politico e diplomatico, insomma. Ora io mi chiedo: perché non l’Italia? Il nostro paese, almeno finora, sembra non voler partecipare alla corsa, se non come socio dell’ESA, e gode di eccellente considerazione in campo astronautico. Avrebbe quindi tutte le carte in regola per raccogliere il testimone e promuovere il progetto PAC e il suo autore fino ai più alti livelli.

Già, perché non l’Italia?

Se vuoi conoscere storia e numeri del PAC

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Il Sole, una straordinaria lente gravitazionale

Secondo la Legge della Relatività Generale, la luce subisce una deviazione in presenza di un campo gravitazionale. Einstein ipotizzò che il campo gravitazionale perturbante si sarebbe comportato, sotto molti aspetti, come una comune lente ottica mentre, in particolari condizioni di allineamento con l’osservatore, avrebbe dato origine a svariate anomalie come due, tre o anche quattro false immagini della sorgente, forme ad anello e altri “miraggi gravitazionali”. Alla fine degli anni ‘70 , con la scoperta dei quasar, sono state individuate nel cielo le prime lenti gravitazionali, in pieno accordo con la teoria eisteniana. Da allora ne sono state scoperte molte altre, tanto da dar vita ad una nuova disciplina chiamata “ottica gravitazionale”. Consideriamo ora come sorgente luminosa un corpo celeste lontano, per esempio una stella o una galassia, il Sole come generatore del campo gravitazionale perturbante, e posizioniamo un osservatore dall’altra parte del Sole rispetto alla sorgente, in modo che questa risulti completamente occultata e in asse con l’osservatore e il centro del Sole. Date queste condizioni, sarà la nostra stessa stella ad agire come lente gravitazionale. Ogni lente ha un fuoco, e quelle gravitazionali non fanno eccezione. Nel nostro caso, il fuoco si trova approssimativamente alla distanza di 550 unità astronomiche (UA) dal Sole. Per capirsi, 1 UA equivale alla distanza media Terra – Sole, circa 150 milioni di km., mentre Plutone si trova intorno alle 40 UA, e Voyager-1 ha oltrepassato le 108 UA qualche mese fa. Ogni lente provoca un ingrandimento dell’immagine della sorgente, anche quelle gravitazionali. E stato calcolato, e più volte confermato, che la lente gravitazionale del Sole provoca, alla distanza di 550 UA , ingrandimenti teorici assolutamente enormi. In altre parole, la natura ci offre uno strumento d’indagine di potenza mostruosa, che mai saremo in grado di eguagliare artificialmente. Con l’attuale tecnologia non siamo ancora in grado di sfruttare una simile risorsa, ma il ritardo può essere colmato in pochi anni. Intanto il dibatttito prende piede nella comunità scientifica internazionale, dove si fa strada la proposta di uno scienziato spaziale italiano, il dott. Claudio Maccone, 62 anni, PHD in matematica al King’s College di Londra, membro della International Academy of Astronautics, una ventennale esperienza di lavoro presso l’Alenia di Torino. Nel suo ultimo libro “Deep Space Flight and Communications: Exploiting the Sun as a Gravitational Lens” (Springer/Praxis, 2009), il dottor Maccone fa conoscere al pubblico la proposta che da anni ha presentato e sostenuto presso l’ESA e l’ASI, raccogliendo riconoscimenti e applausi, ma non ancora impegni concreti.

Si tratta della cosidetta mssione FOCAL: una volta individuata la sorgente oggetto d’indagine, verrà lanciato un veicolo spaziale di nuova concezione che avrà come primo obiettivo raggiungere il corrispondente fuoco alla distanza di 550 UA, per poi continuare a muoversi lungo l’asse focale prescelto, allontanandosi dal Sole fino a 1000 UA. Oltre all’osservazione della sorgente, la sonda eseguirà durante il volo molte altre misurazioni e indagini che l’autore descrive accuratamente nel libro. Ci sono inoltre capitoli dedicati a problemi di astrodinamica, all’effetto corona, all’Interstellar Probe della NASA, e un’intera sezione dedicata al nuovo algoritmo per le telecomunicazioni denominato KLT. Una missione così ambiziosa richiede un alto livello di collaborazione internazionale, una pianificazione di lungo periodo, e chiare scelte strategiche iniziali. Scegliere la sorgente sarà ovviamente la decisione più importante. Potrebbe essere il buco nero posto al centro della Via Lattea, un oggetto di indubbio interesse scientifico. Oppure Proxima Centauri, se vogliamo vedere la missione FOCAL come propedeutica al primo volo interstellare. Oppure un promettente pianeta extrasolare, un tipico obiettivo SETI.

Comunque vada, i politici non lasceranno certo gli scienziati da soli nell’elaborazione di simili decisioni, e questo non mi sembra un male. Di certo sarebbe un gran bene se anche l’opinione pubblica, o almeno la parte più informata e sensibile di essa, fosse resa più partecipe della politica spaziale. Questo succede già negli Stati Uniti, dove perfino gli astronauti sono spesso in giro per conferenze e manifestazioni, ed esistono enti privati senza scopo di lucro, come la Planetary Society, che non solo fa opera di divulgazione scentifica a un ottimo livello, ma raccoglie fior di quattrini dai propri associati e altri donatori, e li spende finanziando proggettl propri, che vanno a coprire settori di nicchia, immeritatamente dimenticati dall’apparato statale. Basti pensare al settore, sempre più strategico, della propulsione a vela solare: NASA ed ESA sono in ritardo, la JAXA giapponese è più avanti grazie a Ikaros, ma la Planetary Society investirà 1,4 milioni di dollari nel 2010 per il progetto Lightsail. In Italia chissà quanto tempo dovremo aspettare prima di poter trovare in libreria un’edizione a carattere divulgativo, in lingua italiana, del bel libro del dottor Maccone.

Fonte: IAA, “The Sun as a Gravitational Lens : A Target for Space Missions Reaching 550 AU to 1000“, by Claudio Maccone – “New Trends in Astrodynamics and Applications – V” Politecnico di Milano, Milano (Italy), 30 June, 1-2 July 2008