Sulla rotta di Rama

Interstellar è ancora in proiezione nelle sale di tutta Italia e a qualcuno potrà sembrare strano che noi si esca con un articolo come questo, che descrive la visione della storia futura dell’uomo nello spazio di cui si è fatto alfiere  Stephen Ashworth (BIS). Tale visione é infatti radicalmente diversa da quella di Christofer Nolan, ma, proprio grazie ad Interstellar, questo è un momento di grande dibattito, favorevole anche per far conoscere le idee di Ashworth, e noi ne vogliamo approfittare.

Ma prima facciamo un po’ di storia recente: …
Nell’ottobre del 2011, a Orlando in Florida, ha preso vita il progetto One Hundred Years Starship (100YSS), ribattezzato da noi “L’astronave dei Cent’Anni”, con l’obbiettivo di creare entro un secolo le condizioni necessarie per poter pianificare la costruzione della prima astronave interstellare. L’iniziativa è stata direttamente ispirata e finanziata dal Pentagono, tramite l’agenzia DARPA, sostenuta entusiasticamente dalla parte meno ortodossa della comunità scientifica e dai cosiddetti space enthusiasts, e un po’ timidamente dalla NASA. Nonostante il programma fosse ambiziosissimo e proiettato su un arco temporale di secoli, la classe politica americana ha dimostrato di capire le enormi potenzialità del programma nella ricerca avanzata che potrebbe portare grandi benefici all’umanità come ricaduta degli investimenti effettuati.

A quattro anni da quel fatidico 2011, si può assistere negli USA a due congressi annuali organizzati l’uno dal 100YSS stesso con taglio multidisciplinare,  l’altro dalla Icarus Interstellar, ONG dedicata a tematiche di ingegneria aerospaziale, astronautica e fisica esotica. Numerose altre iniziative minori si svolgono localmente. In Europa la British Interplanetary Society (BIS), ineguagliato think-tank che raccoglie scienziati e ricercatori specializzati in Scienze dello Spazio, nonché numerosi scrittori di fantascienza, fin dal 1930 sventola la bandiera dell’interstellare.

Nonostante il cosiddetto movimento interstellare sia appena agli inizi, si trova già ad affrontare domande e problemi di grande portata. Il primo scoglio è la velocità della luce, nel suo essere, allo stesso tempo, irraggiungibile ma di valore troppo basso di fronte all’enormità delle distanze da percorrere. Questo limite costituirà in prospettiva un vero e proprio collo di bottiglia destinato a  rallentare l’espansione dell’Uomo nello spazio. Dobbiamo favorire o ignorare le ricerca di una nuova fisica “esotica” che ci consenta di dribblare il limite superiore più claustrofobico dell’universo? Avremo finalmente un sistema di propulsione “ultraluminale” degno di Star Trek? Impareremo davvero a percorrere i wormhole? Non ne abbiamo la minima idea. Sappiamo però che le tecnologie più in uso nella fantascienza per muovere persone e cose da un punto all’altro dell’universo sono sostanzialmente due: il motore a curvatura, con cui sono equipaggiate le astronavi, e il wormhole, conosciuto anche come stargate. Ambedue, si badi bene, non sarebbero esclusi o negati dalla Teoria della Relatività, ma in qualche modo ammessi da essa. Ad oggi esiste solo una minoranza di ricercatori che segue questo approccio radicale e indaga a 365 gradi sul problema della propulsione, in parte raccolti nella Tau-Zero Foundation: pochi ma buoni, e molto determinati. Li seguiremo con attenzione.

Se invece abbracciamo l’altro presupposto, e cioè che la velocità della luce sia insuperabile in qualsiasi circostanza senza eccezioni o scorciatoie di sorta, allora è giunto il momento di ascoltare le idee di Stephen Ashworth. Secondo il ricercatore inglese, l’uomo continuerà ad espandersi nel SS (Sistema Solare) alla velocità  consentita dalla tecnologia di propulsione disponibile in quel momento. Le sonde robotizzate  raccoglieranno grandi successi, mentre i progetti di colonizzazione umana saranno limitati e rallentati soprattutto dal peso dell’ignoranza che l’uomo sconta nei confronti della forza di gravità: ne sappiamo poco o nulla e siamo in grado di produrla solo tramite rotazione. Ma tuttavia dipendiamo da essa perché il nostro corpo non sopravvive a lungo fuori da un ambiente in cui la gravità non sia compresa tra 0,80G e 1,20G, valori che immediatamente malediciamo perché costituiscono una tassa salata da pagare ogni qual volta dobbiamo lanciare in orbita qualcosa.

Ma esistono veramente le condizioni per creare qualche insediamento su Venere e Marte ? Venere è un vero e proprio inferno, e Marte offre una misera gravità pari a solo 0,38G. Non così nella Fascia degli Asteroidi e tra i Troiani di Giove, vaste aree popolate da asteroidi di natura rocciosa, insieme a qualche interessante pianeta nano. I grandi pianeti esterni si riveleranno probabilmente troppo inospitali per noi (intense emissioni radioattive, gravità e condizioni meteorologiche estreme) ma non sarà necessariamente così per le loro lune, che potrebbero offrire condizioni interessanti di abitabilità e colonizzabilità, cominciando da Europa, Ganimede e Titano. Altri candidati per ospitare un insediamento potrebbero essere i pianeti nani della Fascia  di Kuiper, con i loro oceani d’acqua sotterranei, specialmente i Plutoidi. Infine, nella Nube di Oort, i nostri esploratori potrebbero trovare miliardi di nuclei spenti delle comete di lungo periodo, ancora ricchi di gas e varie sostanze chimiche di cui potrebbero approvvigionarsi. Potrebbero anche garantire  la manutenzione delle sonde FOCAL e i nodi della rete di pre-allarme della Difesa Planetaria, se noi Terrestri saremo così preveggenti da progettarla. Questo processo, questa lunga migrazione che ci porterà agli estremi confini del SS durerà secoli ed è considerato da Ashworth come l’ultimo atto, comunque non conclusivo, del processo che ha portato l’Uomo a popolare ogni angolo della Terra e ora ad affacciarsi sul SS. Naturalmente, quando si verificheranno le condizioni  necessarie e sufficienti, qualcuno tenterà anche il volo interstellare sub-luce, la tecnologia minima è già a portata di mano, almeno per quanto riguarda le sonde automatiche.

Nel frattempo si  saranno messi in moto, secondo Ashworth, nuovi meccanismi che porteranno a inediti cambiamenti sociali e culturali. Oggi uomini e donne nascono sulla superficie di un mondo, la Terra, ed è perciò naturale che pensino in termini di risorse planetarie e della ricerca di nuove Terre. Ma tra qualche secolo le cose potrebbero andare diversamente. Costruiti nello spazio, e non più sulla Terra, saranno in piena efficienza impianti estrattivi, ma anche  fabbriche manifatturiere, centrali solari per la produzione di energia elettrica, laboratori, impianti turistici e quant’altro, dove via via saranno impiegate migliaia di persone, e quindi alloggiate non sulle inospitali superfici planetarie, ma a bordo di grandi astronavi che potranno offrire collegamenti in telepresenza con gli impianti, gravità artificiale, aria e acqua costantemente riciclate e filtrate, colture idroponiche e tutto quanto di meglio la tecnologia dell’epoca potrà offrire.
Si verrebbero quindi a creare due culture differenti: i discendenti di quella attuale, nata e basata sulla Terra, che cercheranno sulle superfici planetarie nel SS o fuori di esso l’obiettivo per la loro espansione, e una nuova forma di civiltà, basata nello spazio, tendenzialmente nomade e composta da generazioni di individui nati e vissuti in habitat artificiali e ad essi psicologicamete abituati. Sempre in viaggio, indifferente alla conquista di nuovi spazi sulle superfici planetarie, tendenzialmente pacifica  e  dedita all’esplorazione, questa nuova Umanità basata nello spazio sarebbe naturalmente portata a costruire habitat sempre più grandi per dare sfogo all’aumento della popolazione. Queste enormi biosfere semoventi sono state chiamate astronavi-arca o astronavi generazionali, e sono frutto della fantasia di un grande fisico di Princeton, Gerard O’Neill, e del talento letterario di Arthur Clarke che le ha immortalate nel suo romanzo “Incontro con Rama”.
Così, dice Ashworth, una volta esplorato in lungo e in largo il SS, l’Umanità affronterà alla fine le tanto temute distanze interstellari. Messe in soffitta definitivamente le teorie della fisica esotica, la grande diaspora dovrà aprirsi la strada  attraverso l’Universo a bordo delle sue astronavi gigantesche, a suo agio nello spazio vuoto, lasciando le superfici dei pianeti, e la Terra,  a coloro che sono rimasti indietro.

ROBERTO FLAIBANI

 

FONTI:

• Stephen Ashworth, JBIS vol.65 – # 4,5, The Emergence of the Worldship (I): The Shift from Planet-Based to Space-Based Civilisation
• Stephen Ashworth, JBIS vol.65 – # 4,5, The Emergence of the Worldship (II): A Development Scenario
• Toward a Space-Based Civilization, by Paul Gilster, published on Centauri-Dreams on March 11, 2013

Icarus, il figlio di Daedalus

Salutiamo e ringraziamo Luigi Fontana, noto ed esperto divulgatore di cose di spazio, che per la prima volta ci gratifica firmando le pagine di questo blog.(RF)

No, nulla a che fare con i noti personaggi mitologici, padre e figlio, che con ali costituite di cera e piume d’uccello fuggirono dal labirinto del Minotauro (e Icaro fece la ben nota brutta fine volando troppo vicino al Sole). Icarus è il nome di un interessante progetto sovranazionale, iniziato nel 2009, e volto alla progettazione “realistica” di una sonda robotica interstellare, adatta ad esplorare un sistema stellare vicino, nell’arco di tempo di una vita umana (qualche decennio), raggiungendo velocità dell’ordine dell’8% della velocità della luce.

Il termine “realistico”, a essere onesti, è usato molto generosamente. Le regole del progetto, è vero, ammettono solo tecnologie esistenti, o ragionevolmente prevedibili nel prossimo futuro, ma fanno assunti decisamente ottimistici sui prossimi sviluppi tecnologici, e soprattutto si astraggono completamente da problemi assai concreti come il reperimento dei fondi e l’esistenza o meno di una volontà politica di realizzare poi in pratica un’opera simile.

L’organizzazione che conduce questo studio, Icarus Interstellar, è formata da scienziati e tecnici di varia estrazione, da professionisti di NASA e ESA, a docenti universitari, magari in pensione, sino a semplici entusiasti. Il nome Icarus è stato scelto proprio perché il progetto è un po’ il “figlio” del celebre progetto Daedalus, già trattato in questo blog, un analogo think tank supportato dalla British Interplanetary Society tra il 1973 e il 1978. Al contrario di Daedalus, quasi esclusivamente anglosassone e tutto sommato poco approfondito, Icarus raccoglie collaboratori da tutto il mondo, e soprattutto è molto più dettagliato e sfrutta appieno gli ultimi 40 anni di sviluppo tecnologico per “fare il punto” circa la nostra (alquanto ipotetica, per ora, come vedremo) capacità di costruire una sonda in grado di esplorare, nell’arco di tempo di una vita umana, un sistema stellare vicino.

(nell’immagine l’astronave Longshot) È importante sottolineare che Icarus è in buona e serissima compagnia, e non è il frutto di eccessive visite al pub da parte di nerd troppo cresciuti. Anche se la prima sonda interstellare è probabilmente molto lontana nel nostro futuro, pensarci oggi è un utile esercizio, per la comunità scientifica, anche solo per elencare tutti i problemi che dovranno essere risolti, stabilire delle priorità, stendere le specifiche dei software necessari, eccetera.

È un po’ come chiedersi se Dalla Terra alla Luna di J. Verne abbia contribuito al progetto Apollo. La risposta, ragionevolmente, è sì, almeno come fonte di ispirazione per le generazioni di scienziati e tecnici che in poco più di un secolo avrebbero tradotto in pratica i sogni del grande romanziere francese.

Basti pensare che negli ultimi decenni istituzioni serissime, a partire dalla NASA, hanno supportato questi progetti. Proprio la NASA, nel 1987/88 ha progettato con una certa completezza una sonda interstellare interamente realizzabile con la tecnologia disponibile all’epoca (o con sue prevedibili maturazioni, valutate però abbastanza prudenzialmente). E soprattutto con un budget “misurabile”, se non proprio ragionevole. Il progetto Longshot. Per i curiosi, un esteso report è disponibile online a questo indirizzo.

La sonda Longshot peserebbe 396 tonnellate alla partenza, ovvero poco meno della stazione spaziale internazionale (450 tonnellate) che ad oggi è di gran lunga il più pesante manufatto inviato in orbita. Longshot è simile a Icarus per il metodo di propulsione, che descriveremo in seguito, ma si propone di mettere una sonda in orbita attorno ad una stella vicina – il supposto obiettivo è alfa Centauri B – mentre Icarus prevede solo un “flyby”, ovvero un rapido passaggio vicino al corpo celeste di interesse, per poi perdersi nello spazio. C’è una ovvia enorme differenza tra i due profili di missione. Per entrare in orbita bisogna rallentare una volta arrivati in prossimità della destinazione, e per rallentare bisogna portasi dietro il carburante per farlo, carburante che pesa e che va accelerato all’inizio della missione. A conti fatti ne consegue una velocità di crociera più bassa, e quindi un viaggio più lungo, ulteriormente allungato dalla fase di “frenata” finale. Nello specifico, Longshot manderebbe i primi dati a Terra dopo un secolo abbondante dal lancio (ma poi potrebbe studiare il sistema solare bersaglio per anni) mentre Icarus fornirebbe risultati molto più in fretta – 40 o 50 anni – ma solo per alcuni giorni. Le rispettive velocità di crociera sarebbero 4,5% della velocità della luce (13000 km/s circa) contro il 7-8%.

(nell’immagine l’astronave Daedalus) Entrambi i progetti si basano su un sistema di propulsione che ad oggi non è ancora stato realizzato nemmeno come prototipo, anche se è una tecnologia molto studiata per la produzione di energia. La fusione a confinamento inerziale. Persino l’idea di base non è tanto semplice. Il combustibile della sonda sarebbero delle “palline” (“pellets“) di una miscela di deuterio e trizio, con un guscio di Litio e altri elementi leggeri. Ognuno di questi pellet viene sganciato nella camera di reazione, dove viene colpito con enorme precisione, da una serie di laser ad alta potenza, che vaporizzandolo ricreano per un istante le condizioni di temperatura e pressione per provocare la fusione nucleare del deuterio e del trizio, un sottoinsieme delle reazioni di fusione che hanno luogo nel nucleo del Sole. Il plasma così formatosi, opportunamente direzionato da campi magnetici, sarebbe espulso ad enorme velocità, fornendo quindi la spinta alla sonda. Icarus prevede di ricavare l’energia per il funzionamento dei laser e del campo magnetico dalla reazione di fusione stessa, in modo però ancora alquanto nebuloso. Longshot, al contrario, prevede di avere a bordo un piccolo reattore nucleare convenzionale, a fissione, di potenza relativamente limitata (300 kW) ma sufficiente per le necessità del volo.

Le sfide tecnologiche di entrambi i progetti, al di là dell’ovvia necessità di costruire almeno un dimostratore funzionante del sistema di propulsione (e già non è poco!) sono formidabili. I principali problemi sono quattro.

1. Ridondanza e affidabilità. L’idea di un macchinario estremamente complesso in grado di funzionare in modo affidabile per svariati decenni fa tremare qualsiasi ingegnere. Se da un lato l’elettronica ha già dato notevoli prove in questo campo (si pensi alle sonde Voyager, lanciate nel 1977 e ancora in buona parte operative) dall’altro Icarus o Longshot dovrebbero necessariamente avere migliaia di parti mobili, dai sistemi per puntare i telescopi a pompe per il controllo della temperatura. E indovinate cosa si è rotto su uno dei Voyager? L’unica parte mobile, la piattaforma orientabile per sostenere le videocamere… È vero che la tecnologia aerospaziale è ormai alquanto matura e la ridondanza dei sistemi potrebbe sopperire al cedimento di quasi qualsiasi sistema, ma resta l’incubo che tutta la missione possa fallire per un guasto che potrebbe essere facilmente riparato con un cacciavite… se ci fosse qualcuno per azionarlo.

2. E qui si aggancia il secondo problema. Bisognerebbe sviluppare dei robot di servizio in grado di operare piccole riparazioni, eventualmente dopo un “consulto” col comando missione (consulto che a grande distanza potrebbe richiedere anni, ma è comunque praticabile se non nelle fasi cruciali della missione). La tecnologia in questo campo però è ancora immatura, per non dire embrionale. Basti pensare che sistemi del genere erano stati previsti per la stazione spaziale, dove in realtà operano gli astronauti. Non si è ancora riusciti a costruire un robot che abbia la flessibilità di un operatore umano nelle operazioni “meccaniche”. E non parliamo nemmeno del farlo autonomamente…

3. Comunicare con la Terra. Ovvio che arrivare sino ad un altro sistema solare e non riuscire poi a comunicare a Terra le scoperte effettuate sarebbe una beffa atroce. Purtroppo trasmettere segnali a qualche anno luce di distanza è tutt’altro che banale. Vero è che avendo già a bordo laser potentissimi per la propulsione, si può usarli anche per comunicare. Ma a conti fatti non si potrebbero trasmettere più di un migliaio di bit per secondo, che è una quantità di informazione davvero modesta. Una singola fotografia ad alta risoluzione richiederebbe circa sei ore di trasmissione. Tanto per fissare le idee, molte sonde scientifiche in orbita intorno alla Terra trasmettono diversi miliardi di bit di dati al giorno!

4. Viaggiare ad una significativa percentuale della velocità della luce è ovviamente irrinunciabile per realizzare l’esplorazione di un altro sistema solare entro qualche decennio, ma viaggiare a migliaia di chilometri al secondo implica che anche la polvere interstellare sarebbe un rischio significativo in caso di urto. Sia Icarus che Longshot prevedono degli scudi ablativi contro la polvere più fine, ma anche un granello di sabbia, a quelle velocità, potrebbe facilmente danneggiare o addirittura mettere fuori uso qualcosa di vitale. E non c’è modo di difendersi da questo in modo efficiente. Da questo punto di vista Longshot, prevedendo di rallentare in prossimità del bersaglio, abbassa leggermente la percentuale di rischio, ma non di molto.

A monte di tutte questi problemi tecnici possiamo mettere ancora tre considerazioni, due positive ed una negativa.

1. La prima positiva è presto detta. Il primo pianeta extrasolare è stato scoperto solo una ventina di anni fa (1992). Già oggi se ne conoscono più di 1000. E’ quindi sicuro che quando (o se?) si lancerà una sonda interstellare come quelle qui descritte, lo si farà verso un sistema solare che contiene certamente almeno un pianeta ritenuto interessante dal punto di vista della possibilità dei sviluppo della vita (anche in una possibile ottica di successiva colonizzazione).

2. Pure positivo è il fatto che la miniaturizzazione ha compiuto passi da gigante, impensabili ai tempi di Dedalus e forse anche ai tempi di Longshot. Forse la nostra prima sonda interstellare potrebbe avere le dimensioni di un furgone, non quelle di una nave, con conseguente abbattimento dei costi.

3. Quella negativa non è una considerazione tecnica, ma “sociale”. L’umanità ha perseguito per quasi tutta la sua storia progetti che chiaramente non avrebbero potuto essere portati a termine nel corso di una generazione. Basti pensare alle piramidi egizie, ai castelli medioevali oppure alle grandi cattedrali. Oggi non più. L’ultimo progetto di questo tipo (la chiesa della Sagrada Familia di Barcellona, iniziata nel 1882 e considerata a metà strada nel 2010) incontra notevoli problemi di finanziamento, e comunque, quando la si cominciò, si sperava di finirla entro qualche decennio.

(nell’immagine l’astronave Icarus) Forse, come società, abbiamo perso la capacità di pensare sui tempi lunghi, e personalmente reputo molto improbabile che qualche governo, o insieme di governi, che comprensibilmente mira soprattutto a farsi rieleggere, approvi finanziamenti colossali per un progetto che, se va tutto bene, darà i suoi frutti tra 100-120 anni (ammettendo un ottimistico intervallo di soli trent’anni tra l’avvio del progetto e il lancio). Lo spirito di chi lavorava ad una cattedrale sapendo che solo il suo bisnipote l’avrebbe vista finita mi sembra perduto nella moderna frenesia.

A meno che telescopi di prossima generazione – questi sì molto realistici e in parte già in costruzione o in studio – non ci mostrino attorno a qualche stella vicina un pianeta particolarmente attraente. Questo, forse, costituirebbe uno stimolo potentissimo per realizzare la prima sonda interstellare, che come detto sopra potrebbe essere più semplice e leggera di Longshot o Icarus. Sempre che nel frattempo non salti fuori qualche rivoluzione tecnologica nel campo della propulsione che renderebbe di colpo obsolete tecnologie per ora ancora futuribili. Non ci resta che aspettare.

LUIGI FONTANA

 

Credits: ENEA Frascati,  NASA, British Interplanetary Society, Icarus Interstellar.

 

Eric W. Davis e gli ingegneri dello spazio-tempo

Leggere la biografia professionale di Eric W. Davis (molto meglio che il burocratico curriculum vitae, no?- nella foto: EWD), è come partire per un viaggio interstellare e il senso del termine “fisica esotica” diventa più familiare. Prendere una carta degli USA, segnare in ordine cronologico con un puntino tutti i luoghi in cui Eric ha partecipato a un convegno, presentato relazioni, tenuto conferenze, organizzato seminari, e poi unirli con una linea continua sarebbe come disegnare la rotta della prima nave interstellare e la storia del movimento che si prefigge di ingegnerizzare lo spazio-tempo per sviluppare il volo Faster-Than-Light, aggirando e non confutando Einstein. Si tratta senza dubbio della sfida intellettuale del secolo, dalla quale un numero sempre più grande di ricercatori si sente attratto.

 Eric è socio della British Interplanetary Society e socio aggiunto dell’American Institute of Aeronautics & Astronautics, e di recente ha pubblicato, a quattro mani con Marc Millis, il libro Frontiere delle Scienze della Propulsione. Suo mentore per tutta la vita è stato Bob Forward, noto fisico e scrittore di fantascienza. Eric si è guadagnato un Ph.D. in astrofisica dall’Università dell’Arizona (1991) e la sua tesi di laurea era dedicata al campo magnetico di Giove, mentre lavorava alle missioni Voyager 1 e 2, conferendogli solide basi teoriche nel campo della fusione nucleare e della fisica del plasma. Ha ricevuto anche un B.Sc. In fisica e matematica dall’Università dell’Arizona (1983) e un A.A. in arti liberali dal Phoenix College (1981). Eric ha altre esperienze di missioni spaziali incluso IRAS, per ricerche nell’infrarosso (1984-85), ASUSat-1 (1990) e ricognizione del teatro spaziale nella Corea del Sud (USAF & US Forces Korea, 1995-1996).

La specializzazione attuale di Eric include la fisica della propulsione avanzata, la Relatività Generale e le teorie sul campo quantico, la ricerca di esseri extraterrestri intelligenti (SETI), l’esplorazione automatica del Sistema Solare esterno e l’ingegneria delle missioni spaziali. Eric è attualmente impiegato come Fisico Ricercatore Anziano all’Istituto per gli Studi Avanzati di Austin, è anche un Ricercatore Capo  in Metriche del motore a curvatura e ha fornito servizi a contratto al Laboratorio di Ricerca dell’Air Force, al Dipartimento della Difesa, al Dipartimento dell’Energia e a l’Istituto per le Idee Avanzate e la NASA. Ha fornito inoltre contributi tecnici e consulenze al Programma per la Fisica della Propulsione Avanzata della NASA.

(nella foto i rappresentanti del 100yss al Parlamennto Europeo) Eric è l’autore di una premiata ricerca scientifica sul quantum vacuum zero-point energy (Space Technology & Application International Forum 2007), e di parrecchi altri lavori sui wormholes (volgarmente detti Stargates), motori a curvatura, propulsioni laser, fisica del teletrasporto, e concetti di propulsione avanzata. Ha ricevuto due volte riconoscimenti dall’Istituto Americano di Aeronautica & Astronautica per contributi straordinari alla Difesa Nazionale. Eric è membro della New York Academy of Sciences, della American Astronomical Society, della Directed Energy Professional Society, ed è stato membro dell’ormai defunto American Institute of Beamed Energy Propulsion. Eric fa anche parte del comitato consultivo della Fondazione Tau Zero e del consiglio internazionale di redazione del Journal of the British Interplanetary Society.

Durante il Congresso di fondazione del movimento 100YSS nell’autunno del 2011, Eric tenne uno dei suoi interventi più attesi, intitolato: Faster-Than-Light Space Warps, Status and Next Steps. Walter Risolo ha tradotto per noi l’abstract di quel memorabile intervento. Il documento completo è riprodotto nel JBIS vol.66 #3/4 (marzo-aprile 2013).

“L’attuazione di viaggi interstellari più veloci della luce (FTL) tramite cunicoli spazio temporali attraversabili o motori a curvatura richiede l’ingegnerizzazione dello spazio-tempo in geometrie locali molto specializzate.

L’analisi di questi cambiamenti con la teoria generale della relatività di Einstein dimostra che tali geometrie richiedono l’uso di materia “esotica”.

Si può ricorrere alla teoria quantistica dei campi per trovare sia le origini naturali che fenomenologiche della materia esotica. Tali campi quantistici sono perturbati dalla geometria dello spazio-tempo curvo che essi producono, quindi il loro tensore energia-impulso può essere usato per sondare la retroazione degli effetti del campo sulla dinamica dello spazio-tempo FTL, che ha implicazioni sulla costruzione ed il controllo dello spazio-tempo FTL. Inoltre, la produzione, rilevazione, e la distribuzione dei campi quantistici naturali esotici sono visti come sfide tecniche in cui possono essere adottati i primi passi base per indagare sperimentalmente le loro proprietà. Gli spazi-tempo FTL possiedono anche caratteristiche che mettono in discussione i concetti di conservazione della quantità di moto e della causalità.

In questa relazione viene affrontato lo stato di questi importanti temi, e sono identificati i prossimi passi raccomandati per ulteriori indagini teoriche in uno sforzo per chiarire una serie di incertezze tecniche e far progredire l’attuale stato dell’arte nella fisica dello spazio-tempo FTL .”

 ROBERTO FLAIBANI

 

Civiltà aliene: due modelli in competizione

Le speculazioni sull’esistenza di civiltà extraterrestri analoghe alla nostra cadono naturalmente in due campi, che per convenienza possiamo descrivere come modello dello Stato Stazionario opposto al modello Big Bang (da non confondersi con le omonime teorie cosmologiche). C’è anche un modello ibrido che combina gli altri due alla maniera hegeliana (tesi – antitesi – sintesi).

Da bravo appassionato di Jazz (gli anni 50 e i primi 60 sono il periodo che preferisco), non mi è sfuggito che Stephen Ashworth, un frequente commentatore e collaboratore di Centauri Dreams, è anche un suonatore di sax tenore che si esibisce regolarmente nella zona di Oxford, in Inghilterra. Stephen è inoltre un acuto scrittore di cose che riguardano il nostro futuro nello spazio non solo attraverso il suo lavoro nel Journal della British Interplanetary Society, ma anche nel suo sito chiamato “Astronautica Evolution”, dedicato allo studio di “una base politica e sociale per una società ottimista, progressiva e astronautica, presente e futura”. Nell’articolo che segue, Stephen osserva modi diversi di concepire l’intelligenza extraterrestre, che propongono modelli differenti di emersione e disseminazione della vita nell’Universo. (Paul Gilster)

Il modello dello Stato Stazionario

Questo modello si rifà alla famosa equazione di Drake. Drake supponeva che per lungo tempo nel passato, e altrettanto nel tempo a venire, le civiltà sarebbero apparse, avrebbero compiuto il loro ciclo, e sarebbero poi sparite di nuovo. Il problema che lo interessava era se il tasso di visibilità delle civiltà capaci di comunicazioni radio interstellari e la loro longevità media erano grandi abbastanza da rendere statisticamente probabile per l’Umanità stabilire un contatto con un società aliena sorta nelle vicinanze, prima che la nostra civiltà o l’altra si estinguessero.

Drake considerava qualsiasi civiltà come fenomeno del tutto sedentario o statico. Perciò le posizioni dove potrebbero essere trovate oggi sono sempre le stesse in cui si erano evolute originariamente dai loro antenati biologici, e quindi molto simili alla Terra. Le civiltà dovevano trovarsi su pianeti orbitanti intorno a stelle simili al Sole, in orbite circolari vicine ad esso, nella zona chiamata abitabile (i pianeti al di fuori di questa zona, in cui l’acqua in forma liquida è rintracciabile in superficie, erano presumibilmente abitati solo da creature incapaci di sviluppare la radio astronomia, o di cambiare la chimica atmosferica… tanto più su pianeti privi dell’atmosfera stessa, ed erano quindi non rilevabili astronomicamente).

il diagramma 1 mostra schematicamente quante civiltà esistono in ogni istante nella Galassia secondo il modello dello Stato Stazionario. Per semplicità si assume che ogni sistema stellare possa ospitare una sola civiltà o nessuna. Il numero totale delle stelle continua ad aumentare lentamente mano a mano che le longeve stelle nane sono aggiunte alla popolazione. Il numero delle civiltà sale un po’ più velocemente quando i pianeti longevi entrano in gioco. Ci troviamo ora al punto A sull’asse del tempo. Il numero di stelle occupate in ogni momento è una piccola frazione del totale (il diagramma esagera la frazione per chiarezza). Per esempio, se noi condividessimo la Galassia con un milione di altre civiltà nel momento attuale, come gli ottimisti potrebbero sperare, allora solo 0,00001 dei sistemi stellari sarebbe correntemente occupato. Tutte queste civiltà vedono la luce indipendentemente l’una dall’altra. Le civiltà estinte non sono rimpiazzate sul loro pianeta di origine, ma lo sono da altre civiltà che nascono altrove. Le civiltà sono distribuite a caso attraverso la Galassia, sebbene Gonzalez, Brownlee e Ward abbiano aperto la discussione sul perché il centro e la periferia galattica potrebbero essere meno ospitali, contrariamente a un anello di pianeti parzialmentre fuori dal centro, dove infatti si trova oggi il Sistema Solare.

Le civiltà rimangono completamente dipendenti dal loro pianeta di origine, e la distanza tra i pianeti più vicini o più vicini a casa (forse decine di anni-luce, ma anche di più: nella loro relazione del 1984 sulle astronavi-arca Martin e Bond parlavano di 140 anni-luce) impedisce la colonizzazione interstellare.

Il modello Big Bang

Nel suo libro Contact with Alien Civilisations, Michael Michaud riesamina l’idea di un certo numero di persone, tra cui Freeman Dyson e Seth Shostak, che erano andate concettualmente oltre l’equazione di Drake, tenendo conto delle possibilità di colonizzazioni interstellari. Una visione simile è stata fatta propria da Ian Crawford, che in un articolo su Scientific American di qualche anno fa discuteva la prospettiva di una civiltà dinamica che colonizzava l’intera Galassia saltando da una stella all’altra. Usando tecnologie oggi concepibili (per esempio un razzo a fusione nucleare), un’ondata di coloni di una civiltà in espansione della nostra Galassia può impiegare 1000 anni per compiere un salto di 5 anni luce (cioè, viaggiare per 500 anni a 1% della velocità della luce, poi spendere altri 500 anni per costruire sufficienti infrastrutture per poter eseguire un altro salto). Dato che la Galassia misura circa centomila anni luce di diametro, quella civiltà potrebbe distribuire civiltà satelliti in ogni sistema stellare adatto entro 20 milioni di anni. Questo, comunque, rappresenta lo 0,2% dell’età della Galassia. L’introduzione di navi più veloci non farebbe nessuna differenza: anche senza il motore a curvatura o il movimento FTL, su una scala del tempo cosmologica una tale transizione da civiltà “in nessun posto” a civiltà “in qualsiasi posto” è, come dimostrato da Crawford, essenzialmente istantanea. Per molto tempo allora, la Galassia risulta completamente vuota di ogni forma di vita intelligente. Ma ecco che un’unica civiltà appare e si espande in tutta la Galassia in una fiammata espansionistica che noi chiamiamo Big Bang. Di conseguenza, i luoghi in cui la vita intelligente e tecnologica può essere rintracciata sono praticamente tutte colonie, e questa vita è ubiqua e permanente.

Il diagramma 2 mostra schematicamente quante civiltà esistono in ogni momento nella Galassia secondo il modello Big Bang. Se l’Umanità è sola, allora ci troviamo al punto B. Ma c’è una possibilità, per quanto piccola, che un’altra civiltà nella nostra Galassia sia, diciamo, solo un milione di anni più avanti a noi, e che non abbia ancora colonizzato la nostra parte della Galassia, nel qual caso siamo al punto C.

In contrasto con il modello delle Stato Stazionario, in cui i sistemi stellari sono occupati a caso, qui lo sono da colonie contenute in una bolla di espansione centrata sul pianeta di origine della prima civiltà. Due o più bolle di questo tipo possono apparire, ma solo se due o più civiltà indipendentemente compiono il salto tecnologico che apre le porte della colonizzazione dello spazio entro 20 milioni di anni l’una dall’altra, cosa molto improbabile in qualsiasi galassia. Una volta che il Big Bang è completato, il numero di sistemi stellari occupati ad ogni istante è una larga frazione del totale, includendo virtualmente tutte le stelle della sequenza principale, quindi certamente sopra lo 0,9 del totale.

Le colonie appartenenti alle civiltà collassate sono facili da riconoscere tra le altre. In realtà, ogni singola civiltà può collassare (proprio come ogni singolo individuo di una popolazione può morire) ma fino a quando ogni civiltà riesce a dar vita a più di una colonia nel corso della sua esistenza, la popolazione galattica continua a crescere.

La civiltà originaria lascia velocemente il suo pianeta di partenza e adotta una nuova modalità spazio-coloniale che permette ai suoi membri di prosperare in tutti i sistemi stellari stabili utilizzando risorse di origine planetaria o asteroidale. Da una parte, ciò riduce la lunghezza del viaggio interstellare per queste specie, dall’altra le prepara alle condizioni di viaggio tipiche delle astronavi-arca. Ma tutte le civiltà che evolvono dopo il Big Bang (a meno che non appaiano quasi simultaneamente ad esso, nelle vicinanze del punto C sul Diagramma), crescono in un ambiente dominato dalla locale colonia della civiltà originaria.

Le loro modalità di accesso al trasporto spaziale potrebbero essere analoghe a quelle che un popolo tribale oggi sulla Terra può o non può dover sviluppare nei confronti dell’attuale tecnologia dei consumi, del potere finanziario e della rete dei trasporti.

L’equazione di Drake

Si deve sottolineare con forza che la famosa equazione di Drake, con la sua stringa di fattori probabilistici da moltiplicare l’uno con l’altro, si applica solo nel caso del modello dello Stato Stazionario. Se, al contrario, la colonizzazione interstellare è il risultato dell’emersione di una civiltà tecnologica in una Galassia non sviluppata, allora l’equazione di Drake assume la seguente forma semplificata:

se T<TB (cioè il tempo al punto B del diagramma), allora il numero di civiltà è uguale a zero (N=0)

se T=TB , allora N=1

se T=TB + poche decine di milioni di anni, allora il valore di N cresce rapidamente

se T=TB + poche decine di milioni di anni, e poi in avanti per il resto della vita della Galassia, il valore di N è più o meno pari al numero di sistemi stellari adatti a ospitare una civiltà tecnologica.

Data la relativa brevità dello stadio di Big Bang, e la presenza di molti fattori sconosciuti che governano l’espansione della civiltà da un solo sistema stellare a molti, sarebbe utile cercare di raggiungere la massima precisione possibile nella stima di crescita per lo stadio 3.

Il Modello Ibrido

E’ possibile combinare questi modelli contrastanti in un singolo modello ibrido se qualche civiltà emergente riesce a raggiungere il livello tecnologico della radioastronomia, ma non a sviluppare il viaggio interplanetario e di conseguenza la colonizzazione dello spazio interstellare.

Il diagramma 3 mostra quante civiltà esistono nello stesso istante nella Galassia, secondo il modello ibrido. Se la nostra civiltà collassa prima che noi si riesca a stabilire colonie extraterrestri allora siamo al punto A, se invece abbiamo successo nell’espansione spaziale allora siamo al punto B; in ambedue i casi, è difficile che si riescano a trovare partner per la conversazione interstellare. Il livello di sviluppo al quale dobbiamo arrivare per utilizzare la radioastronomia non è di per se sostenibile a lungo termine, lo definirei piuttosto uno stadio intermedio instabile. Una volta arrivata al punto di avere la radioastronomia, una civiltà potrebbe completare la transizione verso lo spazio entro pochi secoli, oppure collassare completamente.

Ciò significa che la longevità di una società che ha cercato di stabilizzarsi a quel livello sarebbe molto ridotta, certamente meno di mille anni; il numero di tali civiltà presenti in qualsiasi momento sarebbe quindi altrettanto piccolo, e la distanza minima oltre alla quale ogni messaggio avrebbe dovuto essere scambiato inversamente grande, rendendo improbabile ogni comunicazione soddisfacente.

(Se ci fossero nella Galasia ad ogni istante almeno 1000 civiltà, per esempio N=L nella equazione di Drake dopo che tutti gli altri fattori si erano approssimativamente compensati l’un l’altro, e 1011 stelle nella Galassia, allora per un intervallo medio tra una stella e l’altra di 5 anni luce, tra ogni civiltà tecnologica e l’altra ci sarebbe stato un intervallo medio di 2000 anni luce. Il tempo d’attesa tra la spedizione della domanda e l’arrivo della risposta sarebbe più grande della durata della vita delle due civiltà).

Cosa possiamo dire del punto D del diagramma? Se la posizione dell’Umanità fosse proprio su quel punto, corrisponderebbe a uno scenario in cui la Galassia è dominata da una o più specie aliene, della cui esistenza noi siamo del tutto inconsapevoli. Sebbene ciò sia possibile in linea di principio, non è però soddisfacente dal punto di vista scientifico, perchè introduce nuova complessità nella immagine che ci siamo fatti dell’universo, senza però fornire nuovi dati utili alla interpretazione delle osservazioni. Piuttosto che ipotizzare l’esistenza di una cultura aliena avanzata, e poi quella di un meccanismo che nasconda la sua immagine alla nostra vista, e la sostituisca con quella di una Galassia apparentemente incontaminata da qualsiasi forma di civiltà, è più conveniente supporre che l’apparente isolamento nella Galassia sia reale, fino a prova contraria.

La questione della longevità

Considerate le moderne paure a proposito di guerra nucleare, prezzo della benzina, degenerazione dell’ambiente e della società, disastri tecnologici, mutazione del clima e terrorismo, condite con una forte dose di rimorso post-coloniale e disgusto per se stessi. Per molta gente è contrario al buon senso pensare che una civiltà come la nostra potrebbe diventare un dato permanente dell’universo.

Qual’è la lezione che riceviamo dall’evoluzione della vita nel passato? Prima di tutto deve essere riconosciuto che l’umanità industriale è cosi differente dai nostri antenati pre-industriali, quanto loro lo erano dagli organismi monocellulari precambriani. A meno che non si obietti che una scienza e una tecnologia come queste siano in qualche modo innaturali, un’aberrazione dell’ordine naturale dato da Dio, allora i fatti devono essere riconosciuti: un nuovo tipo di vita è emerso con capacità mai viste prima, inclusa quella di arrivare su altri corpi celesti, e di fare una selezione del materiale grezzo trovato sul posto. Ciò non era mai stato possibile prima, salvo che nei casi marginali di piccoli numeri di batteri scambiati casualmente tra Marte e Terra.

Il cammino dell’evoluzione fa sì che da ciascun livello biologico si possa accedere a quello immediatamente superiore, fondendosi con esso: quindi dalle cellule procariotiche a quelle eucariotiche, alla vita multicellulare, a quella tecnologica (detto con parole mie: microbiota, gaiabiota, tecnobiota – n.d.a.). Non appena appare un nuovo livello di complessità, il livello precedente persiste in simbiosi con esso. Inoltre, la vita batterica non sopravviverà quando Marte e Terra verranno completamente bruciati dal Sole,  nel momento in cui entrerà nella sua fase di gigante rossa. Se la nostra civiltà soddisferà in pieno il proprio potenziale, allora questi organismi meno complessi continueranno a vivere e prosperare a lungo dopo la morte del Sole, insieme ai loro discendenti. Il percorso dell’evoluzione suggerisce non solo che la nostra civiltà tecnologica produrrà un suo successore di qualche tipo a un più alto livello di complessità, ma anche che non si estinguerà dopo che il suo successore si sarà adeguatamente installato.

E’ chiaro che la nostra società sta attraversando un periodo di rapida transizione, non ancora ben delineato. Sta ancora sperimentando rivoluzioni tecnologiche e sociali, non ha ancora raggiunto la sua forma finale ed è ancora una monocultura. Solo quando sarà maturata tecnologicamente e comincerà a diversificarsi in una varietà di luoghi nel Sistema Solare, e magari presso i sistemi stellari più vicini, sarà possibile dire che la civiltà è finalmente arrivata. Quando sarà giunta in piena fioritura, i suoi settori più dinamici si spargeranno certamente tutt’intorno perché, a prescindere da cause ben precise, è quello che la vita ha sempre fatto. Alla domanda: ”dove si possono trovare i batteri sulla Terra”? La risposta è: “da nessuna parte”, se facciamo riferimento a un imprecisato periodo di tempo sulla Terra primordiale. A questo punto c’è il Big Bang, una relativamente breve esplosione di vita batterica, e quindi la risposta al quesito diventa: “ovunque”. La nostra società industriale deve ancora sperimentare l’equivalente del Big Bang batterico o dell’esplosione cambrianica di 550 milioni di anni fa, quando nacque una pletora di nuovi e diversi organismi multicellulari, e ciascuno prese la sua strada. Ciò richiede che i nostri discendenti si espandano su scala interplanetaria e alla fine interstellare. Quando loro lo faranno, o qualche altra civiltà lo farà al loro posto se loro non lo avranno già fatto, e se la vita si svilupperà nel futuro come ha fatto nel passato, allora la civiltà diventerà certamente una caratteristica ubiqua e universale della Galassia per quanto possiamo vedere lontano nel futuro.

Rispondere al paradosso di Fermi

Questo tema è stato discusso nei particolari lo scorso dicembre nel blog I4IS. In breve la questione è: come mai nessuna civiltà aliena è ancora arrivata da noi partendo da un punto qualsiasi, dato che l’universo è popolato di sistemi stellari con pianeti simili alla Terra, ed è circa tre volte più vecchio del Sistema Solare?

La ragione per cui la gente ritenga questo un problema, e si riferisca ad esso come a un paradosso, è che la gente è ormai “sposata” a una visione tradizionale iniziata con Darwin, cioè che la vita si è evoluta chimicamente sulla Terra, in un piccolo stagno caldo, o in un pezzo di argilla umida, o in uno sfiato idrotermale. Se è stato proprio questo il caso, allora dato che la vita si è evoluta entro circa 300 milioni di anni dopo la fine dell’Intenso Bombardamento Tardivo (secondo il Modello di Nizza, l’evento ha avuto luogo nel Sistema Solare tra 3,8 e 4,1 miliardi di anni fa – n.d.t.), avrebbe dovuto fare la stessa cosa in moltissimi altri pianeti, miliardi di anni prima.

Ma Robert Zubrin fa centro sostenendo che c’è un enorme salto di complessità tra il più semplice batterio noto alla scienza e la molecola più complessa che può essere sintetizzata in laboratorio. Qualche forma di vita proto-batterica deve aver preceduto la vita come noi la conosciamo. Ma non ci sono prove di vita proto-batterica sulla Terra. Questo, a mio avviso, è un’importante prova che, contrariamente al punto di vista generalmente accettato, la vita non evolve da sostanze non viventi su pianeti simili alla Terra. Coloro che credono nella teoria tradizionale sostengono che i proto-organismi, che compaiono in seguito all’evoluzione delle cellule batteriche, vengano rapidamente divorati da esse. E’ plausibile questo? Gli organismi monocellulari non vengono eliminati dall’ambiente da quelli pluricellulari; essi sono ovunque. Le proto-cellule non verrebbero trovate ovunque in numero enormemente superiore a quello delle cellule, come queste a loro volta sono molto più numerose degli animali pluricellulari? I biologi osserverebbero allora una catena continua di organismi per tutto il loro sviluppo fino alla più piccola molecola capace di autoriprodursi.

L’ovvio scenario alternativo presenta l’emersione della vita prima in un ambiente in microgravità, qualcosa come un nucleo di cometa, comunque un avvenimento molto raro. C’è stato un certo interesse intorno alla Sperimentazione della crescita di proteine in microgravità nella Stazione Spaziale Internazionale: forse la mancanza di gravità è essenziale per un primo passo nel processo di sviluppo della prima molecola autoreplicante. Ma anche se la prima fase di abiogenesi necessita per aver luogo di un mondo di tipo terrestre, potrebbe anche accadere così raramente che non ci sarebbe nemmeno il tempo di produrre vita pluricellulare in un solo mondo, se non dando un vantaggio alla Terra attraverso la disseminazione nello spazio dei materiali originatisi per impatto.

Questo disconnette l’emersione iniziale dalla successiva evoluzione in organismi multicellulari, consente un periodo all’incirca 100 volte più lungo per completare il salto di complessità iniziale, spiega perchè i proto-batteri non sono stati mai trovati sulla Terra e inoltre aumenta i requisiti richiesti per un già poco probabile trasferimento spaziale da attuarsi prima che l’evoluzione verso gli organismi multicellulari possa incominciare, spingendo il Big Bang della vita tecnobiotica verso la parte destra del diagramma.

Ma non troppo a destra. Per tutti quelli che reputano 13,7 miliardi di anni (l’età dell’universo convenzionalmente accettata) essere un periodo di tempo oltre ogni immaginazione, l’universo è ancora giovane. Giudicando dalla durata delle stelle più longeve, le nane rosse, l’universo continuerà a contenere stelle e pianeti come noi li conosciamo per un periodo dell’ordine di decine di milioni di miliardi di anni a venire, sebbene le stelle più luminose saranno scomparse molto tempo prima. Se l’universo forse un essere umano sarebbe ancora come un bambino di un mese.

C’è un altro fattore che può avere una parte nel gioco. Carl Sagan ha descritto come la moderna mania dell’incontro con gli alieni (o meglio, di un rapimento effettuato dagli alieni) perpetua il fenomeno dell’incontro con gli angeli, i demoni e Maria Vergine, in uso nei secoli passati. L’inondazione di speculazioni sulle civiltà aliene (Dove sono? Sono amici o nemici?) potrebbe essere forse l’equivalente moderno della ricerca di Dio? La gente comune brama ancora di essere sottomessa a un Superno (Overlord in inglese – il nome dato agli alieni da Arthur Clarke nel suo libro “Le Guide del Tramonto” (Childhood’s End)), sia esso benevolo o pronto a punirci? Fino a quando non troviamo nessuna prova di intelligenza aliena, la spiegazione più semplice sarà che non c’era dove abbiamo guardato, come dire che nel mio garage non c’è nessun drago invisibile (un’immagine cara a Carl Sagan). Dobbiamo quindi guardare più avanti in attesa che sia possibile utilizzare nuove osservazioni per escludere uno dei modelli descritti qui.

Traduzione di ROBERTO FLAIBANI

Titolo originale “Alien Civilisation: Two Competing Models”   ” di Stephen Ashworth

pubblicato il18 settembre 2013 Astronautica Evolution e anche in Centauri Dreams

FONTI:

Ian Crawford, “Where Are They?”, Scientific American, July 2000, p.28-33.

Guillermo Gonzalez, Donald Brownlee and Peter D. Ward, “Refuges for Life in a Hostile Universe”, Scientific American, October 2001, p.52-59.

Michael A.G. Michaud, Contact with Alien Civilisations (Copernicus, 2007).

Carl Sagan, The Demon-Haunted World: Science as a Candle in the Dark (Headline, 1997); Contact (Century Hutchinson, 1986).

Robert Zubrin, “Interstellar Panspermia Reconsidered”, JBIS, vol.54, no.7/8 (July/August 2001), p.262-269.

Propulsione e comunicazione

Comincia qui, sommessamente, un lavoro che noi del Tredicesimo Cavaliere riteniamo impegnativo e interessante. Si tratta della traduzione in lingua italiana degli abstract degli articoli pubblicati negli ultimi anni a cura della British Interplanetary Society  (BIS), la prestigiosa ONG dello spazio da qualche mese presente nel nostro paese con la sua branch, BIS Italia. Gli articoli completi, in inglese, continueranno a comparire invece sul Journal of the British Interplanetary Society (JBIS), il periodico che si occupa di Scienze dello Spazio dal particolare punto di vista “visionario” della BIS.

Sotto l’ala della DARPA, l’agenzia del Pentagono per l’alta tecnologia, è nato un paio di anni fa negli Stati Uniti il 100YSS, un movimento dedicato a costruire le fondamenta della complessa struttura  scientifica, tecnologica, economica e sociale che sarà necessaria per costruire e lanciare la prima astronave interstellare. Il movimento organizza ogni anno un congresso, e la BIS si è impegnata alla pubblicazione degli atti sul suo Journal, un impegno gravoso sia dal punto di vista qualitativo che quantitativo, a causa dell’approccio di tipo multidisciplinare che la natura stessa  del volo intestellare impone. Presentiamo oggi i primi due abstract preceduti da poche righe di introduzione.

Gli ingegneri rileggono  Einstein

IL dott. Harold “Sonny”  White ha ottenuto il Ph.D. in Fisica alla Rice University, il Master’s of Science in Mechanical Engineering alla Wichita State University, e un Bachelors of Science in Mechanical Engineering all’Università South Alabama. Il  Dr. White ha accumulato oltre 15 anni di esperienza lavorando nell’industria aereospaziale con Boeing, Lockheed Martin, e NASA. Attualmente presta servizio come Advanced Propulsion Theme Lead per l’Engineering Directorate della NASA ed è il rappresentante del JSC presso il Nuclear Systems Working Group. Sta inoltre conducendo, a livello teorico e in laboratorio, ricerche sulla  fisica della propulsione avanzata, presso il laboratorio Eagleworks nel Johnson Space Center della NASA.

La meccanica della curvatura di campo

Questo lavoro inizia con una breve recensione della metrica della propulsione a curvatura di Alcubierre e descrive come il fenomeno potrebbe funzionare in base al progetto originale.
La forma canonica della metrica è stata sviluppata e pubblicata in “A Discussion on space-time metric engineering”, Gen. Rel.Grav., 35, pp.2025-2033, 2003, e ha fornito una chiave di lettura del campo di potenziale e di spinta attraverso il campo, che ha risolto un paradosso cruciale nel concetto originale del funzionamento come enunciato da Alcubierre. Viene presentato e discusso un concetto modificato del funzionamento sulla base della forma canonica della metrica che risolve il paradosso. Sarà successivamente considerata brevemente l’idea di un motore a curvatura in uno spazio-tempo a più dimensioni (manifold) confrontando le geodetiche null-like della metrica di Alcubierre con la metrica di Chung-Freese per illustrare il ruolo matematico delle coordinate nell’iperspazio.
L’effetto netto di utilizzare una “tecnologia” con motore a curvatura accoppiato con sistemi convenzionali di propulsione in una missione di esplorazione, sarà discusso usando la terminologia di una missione pianificata precedentemente.
Infine sarà descritta nei dettagli una panoramica del test interferometrico di un campo di curvatura in corso di attuazione nel Laboratorio di Fisica della Propulsione Avanzata: Eagleworks (APPL:E) presso il Johnson Space Center della NASA.
Sebbene la meccanica della curvatura di campo non abbia avuto un momento di “Chicago Pile” (ll primo esperimento di reattore nucleare n.d.t.), gli strumenti necessari per individuare un modesto esempio del fenomeno sono a portata di mano.

Titolo originale: WARP field mechanics 101
Autore: Harold “Sonny” White – NASA Johnson Space Center – Houston
Traduttore: Walter Risolo, Editor: Roberto Flaibani, Massimo Mongai
Journal of the British Interplanetary Society, vol 66, n. 7-8 July-August 2013
100YSS Symposium 2011 – TIME DISTANCE SOLUTIONS Section

Lo scrittore e l’astronave

Paul Gilster è uno scrittore a tempo pieno specializzato in tecnologia spaziale e sue implicazioni. E’ uno dei fondatori della Tau Zero Foundation, dove svolge funzione di capo redattore. Gilster è autore di sette libri, tra cui Digital Literacy (John Wiley & Sons, 1997) e Centauri Dreams: Imagining and Planning for Interstellar Flight (Copernicus, 2004), uno studio sulle tecnologie che potrebbero un giorno rendere possibile l’invio di una sonda fino alla stella più vicina. Gilster segue gli ultimi sviluppi nella ricerca interstellare, dalla propulsione agli studi sugli esopianeti, nel suo sito web Centauri Dreams. In passato, Gilster ha collaborato con numerose riviste di tecnologia e di affari, e ha pubblicato saggi, articoli, recensioni, narrativa, in un gran numero di pubblicazioni sia interne che esterne ai settori spazio e tecnologia. Inoltre da 23 anni scrive regolarmente una rubrica di informatica che appare sul The News & Observer (Raleigh, NC). Gilster si è laureato presso il Grinnell College (IA) e ha fatto sei anni di specializzazione in letteratura medievale inglese al UNC-Chapel Hill, prima di dedicarsi all’aviazione commerciale e infine alla scrittura.

La Visione Interstellare: i principi e la  pratica

Il titolo ambizioso dello studio “100 Year Starship” echeggerà presso il pubblico, un fatto che richiederà al destinatario della sovvenzione DARPA l’uso di una comunicazione che possa seguire una attenta strategia su come portare questa visione su Internet e gli altri punti di visibilità. Tutto ciò sarà necessario per stimolare l’impegno pubblico e sostenere il ‘mormorio’ che aiuterà l’organizzazione a sviluppare le proprie idee.
Questo documento esamina tali problematiche nel contesto del lungo coinvolgimento dell’autore con “I sogni del centauro”, un sito web dedicato alla presentazione del volo interstellare ad un pubblico ampio e generico.
Elementi centrali per la presentazione dell’idea della nave stellare sono il sostenere il valore del  pensiero a lungo termine ed il valore della ricerca di spin-off, ponendo l’obiettivo di una nave stellare nel contesto di altre attività umane che hanno avuto la capacità di trascendere la vita dei singoli partecipanti.
Insegnare responsabilità intergenerazionale implicherà  approfondire temi di storia, economia e filosofia, oltre alle questioni tecnologiche sollevate da un viaggio di questa portata. I migliori comunicatori per questo ruolo saranno dei comunicatori generalisti che possano collegare discipline così lontane fra loro La chiave per lo studio è lo sviluppo di una presenza Web che utilizzi Internet con cautela. Alcuni miti di Internet tra cui ‘la saggezza delle folle’ e la ​​resistenza ad un condizionamento dall’alto comprometterebbero il progetto. E’ in questo contesto che saranno discussi i vantaggi e gli svantaggi dei social network . È essenziale la presenza di una voce editoriale forte disposta a selezionare le pubbliche risposte per poter mantenere degli standard elevati nelle discussioni che seguiranno.
Inoltre, un elevato standard di articoli richiede la presentazione delle ricerche senza troppo clamore  e un livello di discorso che educhi, ma non condizioni il suo pubblico. Un’accurata citazione delle ricerche attinenti e la volontà di impostare alto il livello della discussione comporterà una risposta dai ricercatori e dal pubblico che, con l’aiuto di una continua e costante  moderazione, costruirà una banca dati di idee di terze parti in grado di suscitare l’interesse e aggiungere materialmente valore alla ricerca globale

Titolo originale: The Interstellar Vision – Principles e Practice
Autore: Paul A. Gilster – Tau Zero Foundation – Centauri Dreams blog
Traduttore: Walter Risolo, Editor: Roberto Flaibani, Massimo Mongai
Journal of the British Interplanetary Society, vol 66, n. 7-8 July-August 2013
100YSS Symposium 2011 – COMMUNICATION OF THE VISION Section

BIS-Italia a Frascati con i ricercatori

Si concludono gli appuntamenti di Frascati Scienza. Dal 21 al 27 settembre la settimana è stata carica di incontri per avvicinare il grande pubblico alla ricerca scientifica, ma più di tutto a chi ne ha fatto il proprio obbiettivo professionale, gli scienziati e i ricercatori.

La giornata inaugurale si era svolta in pieno centro di Roma, in Piazza in Lucina, con l’evento  “Ricerca i Ricercatori”: un invito e un auspicio a tenersi stretto il patrimonio di conoscenze e sapere, per contrastare la fuga dei cervelli dall’Italia e favorire le carriere professionali legate alla tecnologia, alla scienza e quindi al futuro.

Questa inusuale kermesse non può che concludersi con la “Notte Europea dei Ricercatori”, oggi 27 settembre. In questa occasione  l’Esa, l’Agenzia spaziale europea, aprirà le porte del proprio centro a Frascati. L’evento, che si svolge nello stesso giorno in 300 città europee, è organizzato dall’Unione Europea, e permette di esplorare a grandi linee il mondo della scienza, in particolare quello dell’esplorazione spaziale, con maggior riguardo alla figura professionale del ricercatore e dello scienziato.

Bis-Italia, la sezione italiana della British Interplanetary Society,  ha avuto modo di segnalare al pubblico le proprie attività in Italia. Tutti i membri della associazione possono fare riferimento a Bis Italia per eventi locali, notizie e riunioni. Lavorando a stretto contatto con Alistair Scott, Presidente della BIS britannica, e con il Consiglio della BIS, la sezione italiana ha aiutato a definire un insieme di regole per la gestione delle future sezioni internazionali. Lo stesso Scott, in un discorso recentemente tenuto a Pechino nel corso di attività collegate con il Congresso Internazionale di  Astronautica,  ha sostenuto la necessità, per la Bis del 21mo secolo, di fondare sezioni locali e ha citato l’esempio della Bis-Italia, la prima ad essere stata creata, nel febbraio di quest’anno, e già operativa dopo pochi mesi, con eventi e incontri.

“Crediamo nel ruolo che tali sezioni locali potranno avere nel futuro dell’associazione – ha detto Scott – e speriamo che i nostri soci non britannici comprendano il vantaggio di avere un gruppo sul loro territrio nel quale scambiare idee, esperienze e, in particolare, partecipare a progetti in vari ambiti. Stiamo anche pianificando una serie di attività educative e abbiamo l’obiettivo di partecipare ai principali eventi spaziali. Come soci, o ‘fellows’, della BIS, basta avere un indirizzo italiano per essere considerati membri della BIS Italia”.

La fondazione della British Interplanetary Society risale a prima della Seconda Guerra Mondiale. La sua mission è indirizzata alla esplorazione scientifica dello spazio, fornendo anche contributi innovativi sulla loro fattibilità scientifica.  Altre informazioni su BIS-Italia possono essere rintracciate nel sito internazionale, oppure sulla neonata pagina Facebook dell’associazione.

GIANVITTORIO FEDELE

Diventare blogger

Cari amici e simpatizzanti, il gruppetto di volontari che ha cresciuto il blog noto come Il Tredicesimo Cavaliere, rischia di avviarsi verso un periodo di stagnazione. Non che manchino le idee, anzi. Penso che tutti abbiate notato lo spazio dedicato alla fantascienza. In futuro, speriamo, ci saranno altre novità in questo settore. Ultimamente abbiamo stretto un’alleanza strategica con la sezione italiana della British Interplanetary Society, la prima grande ONG dello Spazio a presentarsi nel nostro paese, e stiamo organizzando iniziative comuni.
Si tratta quindi di una crisi di crescita, che può risolversi solo in positivo, o non risolversi affatto, lasciando questo gruppetto di anziani bizzosi (siamo tutti “over fifty”, e ce ne facciamo un vanto!) a difendere da soli il loro Fort Alamo a tempo indeterminato. Ma c’è uno scenario alternativo, fortunatamente, che prevede di continuare a crescere grazie all’inserimento di forze fresche. Perchè è di voi lettori che abbiamo bisogno, delle vostre capacità come divulgatori o traduttori, di qualche ora  del vostro tempo libero. Unico requisito: conoscere bene inglese e italiano.
Gli interessati possono scriverci presso: roberto.flaibani@facebook.com

British Interplanetary Society, 80 anni di pensiero visionario

E’ da più di un mese che forniamo ai lettori di questo blog notizie in merito alla British Interplanetary Society (BIS) e alla sua neonata sezione italiana (BIS-Italia), mentre siamo giunti ormai al quarto appuntamento dell’iniziativa “Musica nello Spazio”, quello conclusivo. Come prima uscita pubblica, BIS-Italia non poteva sperare in un successo pù limpido, anche se contenuto nei numeri: la saletta messa gentilmente a disposizione da Technotown nello splendido parco di Villa Torlonia è andata gradatamente riempiendosi ad ogni appuntamento, tanto che al terzo incontro c’era gente in piedi e un gruppo di ragazzini nelle prime file, attenti e curiosi. Prevedere un’analoga affluenza per sabato 6 aprile è facile profezia.

Ma perchè tutto questo entusiasmo, che stiamo cercando in tutti i modi di trasmettervi? Perché la BIS è quanto di meglio esista nel settore delle organizzazioni non governative dedicate allo Spazio. E’ prima di tutto un “think tank”, cioè un gruppo di “pensatori” di cui fanno parte fior di scienziati e ricercatori. L’opinione della BIS ha una notevole influenza nella comunità aereospaziale, e rappresenta un punto di vista indipendente da quello delle grandi agenzie spaziali nel grande dibattito internazionale. In molte occasioni, il “pensiero visionario” dei soci della BIS, che la BIS stessa ha presentato al mondo sotto forma di proposte ufficiali, si è rivelato precusore di molti progetti spaziali effettivamente realizzati decenni più tardi: The Project Manned Orbital Winged Rocket (1950) e The BIS Space Station (1958) ne sono un buon esempio. Altri progetti sono attualmente in corso, come Project KickSat e Project 2033. La BIS, inoltre, svolge un’intensa attività editoriale, pubblicando tre riviste periodiche: Spaceflight, Space Chronicle e The Journal of the British Interplanetary Society, più una newsletter online, chiamata Odyssey, delle quali abbiamo già parlato in un articolo precedente.

Ma non solo. Molti soci BIS non si limitano a curare solo i loro interessi scientifici ma coltivano anche ambizioni letterarie che la BIS non ignora, ma anzi promuove. Ecco quindi che la narrativa di fantascienza viene gratificata di grande considerazione e non bollata come letteratura di serie B. Citeremo un solo nome: Arthur C. Clarke, che anche chi non legge fantascienza non può non conoscere come ispiratore, con il suo racconto The Sentinel, di quell’incredibile film che è 2001 Odissea nello Spazio.

Forti di questo non indifferente patrimonio d’immagine, i due fondatori Fabrizio Bernardini e Paolo D’Angelo hanno lanciato BIS-Italia con l’ormai nota manifestazione in quattro atti “Musica nello Spazio”. Per il futuro si pensa di costruire una presenza qualificata su Facebook e una collaborazione approfondita e sistematica con Technotown nel campo della divulgazione scientifica. Ma di questo  riparleremo ben presto.

La presenza della British Interplanetary Society nell’editoria

BIS Italia, la neonata sezione italiana dell’associazione, è lieta di invitare i lettori de Il Tredicesimo Cavaliere al terzo appuntamento del ciclo Musica nello Spazio, intitolato Rock around the planets, in calendario per sabato 23 marzo alle ore 17:00, a Roma. Altre informazioni possono essere trovate nella locandina che appare in coda all’articolo.

La British Interplanetary Society (BIS), fondata nel 1933, è la prima e la più duratura organizzazione non governativa al mondo dedicata all’astronautica e alle scienze dello Spazio. Essa annovera tra i suoi associati scienziati, accademici, studenti e semplici appassionati che condividono un particolare interesse per il futuro dell’umanità nello Spazio. BIS dedica la massima attenzione al mondo dell’informazione e dell’editoria attraverso un proprio marchio, Flagship Publications, con il quale ha dato vita a quattro riviste periodiche.

Fondata nel 1956, Spaceflight è la prima nata tra le riviste dedicate allo Spazio, ha periodicità mensile e si rivolge tanto ai professionisti quanto agli entusiasti del settore astronautico. Copre sia il programma di esplorazione spaziale con robot che quello con equipaggio umano, e fornisce notizie, analisi, commenti e reportage. E’ una pubblicazione di carattere generale e semi-tecnico e ospita spesso firme tra le più importanti del settore. L’attuale direttore è David Baker.

The Journal of the British Interplanetary Society (JBIS), è stata la prima pubblicazione periodica al mondo dedicata al settore astronautico. Fondata nel 1934, si rivolge a scienziati, ricercatori e professionisti impiegati nell’industria aerospaziale. Pubblica relazioni scientifiche e tecniche di alto livello sulle scienze dello Spazio, progettazione di veicoli spaziali, propulsione, colonizzazione dello Spazio, viaggi interstellari, ricerca della vita extra terrestre.

Space Chronicle raccoglie articoli su aspetti storici della ricerca e dell’esplorazione del cosmo, includendo anche aspetti tecnici, ingegneristici e scientifici. La rivista viene pubblicata due volte l’anno come supplemento del JBIS ed è amministrata dalla commissione storica dell’associazione.

Odyssey è la newsletter online mensile della BIS ed è dedicata alla componente umanistica e letteraria dell’associazione. Tra le sue pagine elettroniche i lettori troveranno interviste con i più importanti scrittori di narrativa fantastica, recensioni di libri e film e articoli di critica sulla fantascienza “hard” e sulle figure chiave della storia della BIS. Offre spesso lavori di artisti come Adrian Mann e David Hardy e, grazie a essi, cerca di raggiungere alti livelli d’impatto visivo e letterario.

(fare dppio click per ingrandire l’immagine)

British Interplanetary Society (BIS) al suo secondo appuntamento a Roma

BIS-Italia, con la collaborazione di Technotown (la struttura del comune di Roma dedicata all’incontro dei ragazzi tra gli 8 ed i 17 anni con le moderne tecnologie), e con il patrocinio dell’ASI (Agenzia Spaziale Italiana) e di INAF (Istituto nazionale di Astrofisica) terrà sabato prossimo 9 marzo il secondo di un ciclo di quattro incontri sul tema “Musica nello Spazio”.

Il ciclo, adatto a un pubblico non specializzato, si propone di discutere di vari temi relativi all’esplorazione dello spazio, nelle sue diverse forme, prendendo come spunto il ruolo che la Musica gioca in tutte le attività umane. In particolare, nel primo incontro abbiamo scoperto che la musica è parte dell’esperienza degli astronauti: è stata inviata da Terra, è stata portata nello spazio, ed è persino stata eseguita nello spazio. Molti sono gli astronauti che hanno un interesse per la musica e la storia delle missioni umane ha avuto un crescendo di episodi musicali che è importante ricordare ed apprezzare.

Il primo incontro è stato presentato da Paolo D’Angelo, noto giornalista e storico dell’astronautica, nonchè Fellow della British Interplanetary Society, di cui BIS-Italia rappresenta la sezione italiana. Al termine dell’incontro i presenti si sono intrattenuti con il relatore ponendo diverse questioni: l’interesse per i voli umani è sempre presente, ma poter esplorare anche un rapporto particolare come quello tra la musica e il mondo estremamente organizzato e ad “alta pressione“ degli astronauti è stato certamente una novità degna di nota. Questo primo incontro verrà ripetuto nel corso di Scienza 3, la settimana della scienza organizzata dal Terzo Municipio di Roma.

 Nel prossimo incontro il dott. Roberto Orosei, dell’INAF, discuterà di vari aspetti connessi alla esplorazione del sistema solare, anche in questo caso usando la musica in un modo che presto scopriremo.

FABRIZIO BERNARDINI

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