Alpha Centauri stiamo arrivando: ecco cosa ci separa dal viaggio intergalattico

Dal progetto «Breakthrough Starshot Initiative» messo a punto nel 2015 in poi, si cercano segnali di intelligenze artificiali. L’evoluzione tecnologica avanza e i costi diminuiscono. Già oggi, SpaceX ha ridotto a 60 milioni di dollari il lancio del suo Falcon 9 

Il nuovo viaggio intergalattico dell’umanità parte dalla California con la «Breakthrough Starshot Initiative», messa in moto nel 2015 dal magnate informatico russo – e fisico di formazione – Yuri Milner, e poi implementata nel 2016 grazie a partner tanto eterogenei tra loro quanto di livello planetario come i fisici Stephen Hawking e Freeman Dyson e il fondatore di Facebook, Mark Zuckerberg.
All’inizio, nel 2015, viene presentato il progetto «Breakthrough Listen»: 100 milioni di dollari in dieci anni per individuare nei meandri dell’universo segnali di intelligenze extraterrestri attraverso l’utilizzo dei radiotelescopi di Green Bank, nel West Virginia, del Parkes Observatory, in Australia, e avvalendosi, inoltre, dell’Automated Planet Finder dell’Osservatorio Lick, in California, che effettua ricerche di segnali ottici con tecnologia laser. E, in stretta relazione, segue il programma «Breakthrough Message», che vuole sviluppare un messaggio che possa «essere rappresentativo dell’umanità e della Terra e al tempo stesso compreso da intelligenze aliene».

Infine, come grandiosa evoluzione di queste iniziative già ambiziose, il 12 aprile 2016 è stato presentato «Breakthrough Starshot», ossia un progetto di altissima ingegneria aerospaziale che si propone di sviluppare una flotta di mini velivoli intergalattici – leggerissimi, con delle grandi vele solari sospinte da raggi laser sparati dalla Terra – denominati «Starchip», in grado di effettuare un viaggio fino ad Alpha Centauri, distante 4,37 anni luce dal nostro pianeta. Lo consentirebbe la velocità di queste Starchip, che sarebbero capaci di viaggiare tra il 15 e il 20% della luce nel vuoto, impiegando così, all’incirca, una ventina d’anni per raggiungere Alpha Centauri e circa quattro anni per notificarlo alla Terra. Tutto ciò entro il 2036. Insomma pura fantascienza applicata alla realtà.
Tanto per dire, dopo soli due minuti dalla partenza, la Starchip viaggerà già a un quinto della velocità della luce, ossia mille volte più veloce di qualsiasi altro manufatto umano! Mentre la vita massima di ognuna di queste micro-navicelle spaziali sarà di circa un ventennio. E saranno in grado di raccogliere dati scientifici sullo spazio interstellare e inoltre saranno dotate di una fotocamera digitale ad alta risoluzione per mostrarci dal «vivo» le immagini dei mondi lontani.E anche se il progetto appare fantascientifico, non sembra ostacolato da vincoli scientifici insormontabili.
  Difatti servono «normali» avanzamenti tecnologici esponenziali che entro i prossimi due decenni dovrebbero sopraggiungere in maniera più o meno «naturale» date le attuali premesse.

Lo scopo, entrando nel dettaglio degli aspetti più fantascientifici, è la ricerca di una nuova Terra o pianeti simili, come la rilevazione Exoplanet. La missione Kepler – una missione spaziale della Nasa, all’interno del programma Discovery, che ricerca «esopianeti» simili alla Terra fuori dal nostro sistema solare (la prima individuazione è del 1988) – dal 2009 ha contato oltre 3mila esopianeti in quasi 3mila diversi sistemi planetari. Mentre nel 2013 l’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics ha stimato – dai dati di Kepler – che nella Via Lattea risiedano almeno 17 miliardi di esopianeti simili alla Terra. Questo in attesa delle rilevazioni del futuristico telescopio spaziale James Webb, che, lanciato nel 2018, offrirà una visione senza precedenti sugli esopianeti.
L’idea per la partenza è di lanciare una nave madre Starshot in orbita vicino alla Terra, e da questa partiranno un migliaio di Starchip. Inevitabilmente una delle voci più costose di tutto il progetto è quello dei costi di lancio della nave madre, ma in questo senso l’esperienza di fornitori privati come SpaceX e Blue Origin ha recentemente dimostrato il successo dei razzi riutilizzabili che dovrebbero ridurre sostanzialmente gli investimenti. Già oggi, SpaceX, ha ridotto a 60 milioni di dollari il lancio del suo Falcon 9 e in futuro questi costi diminuiranno sempre di più.
Ogni Starchip – la dimensione è di 15 millimetri – contiene una vasta gamma di sofisticati dispositivi elettronici, come un sistema di navigazione, una telecamera e fotocamera, un laser di comunicazione e una batteria radioisotopica. Tutto ciò è possibile attraverso la tecnologia della miniaturizzazione in crescita esponenziale e nel 2030, affinché lo Starshot sia realizzabile, un singolo chip non dovrà pesare più di 0,22 grammi. Un traguardo che pare realistico e raggiungibile.
Mentre la «vela» dello Starchip, per le sue obbligate caratteristiche estreme – leggerissima, altamente riflettente e poco assorbente – ancora non esiste e verrà inventata attraverso l’Intelligenza Artificiale che automatizza e accelera la scoperta di nuovi materiali.

Nel 2016 la navicella spaziale New Horizons ha toccato una velocità di quasi 45 chilometri al secondo o 100mila miglia all’ora. Ma ancora non basta per raggiungere Alpha Centauri in quattro anni luce

Un altro aspetto fantascientifico è legato all’immagazzinamento energetico. Da un lato lo Starchip utilizzerà una piccola batteria nucleare radioisotopica per i vent’anni di viaggio previsti, ma serviranno comunque batterie convenzionali per i laser (per la legge di Moore dimezzano il rapporto costo-potenza ogni 18 mesi), che per sfiorare la velocità della luce dovranno utilizzare enormi quantità di energia in un breve lasso di tempo. In questo senso l’ottimizzazione delle batterie migliora in media del 5-8% all’anno (questo probabilmente è un dato che non percepiamo perché di pari passo aumenta anche il consumo energetico dei nuovi apparecchi e quindi l’operatività delle batterie ci pare costante) e a tale ritmo tra 20 anni dovrebbero avere fino a cinque volte la capacità attuale (anche grazie agli investimenti di Tesla-Solar City nella tecnologia della batteria).
Per la velocità il discorso è analogo. Nel 1804 il treno andava a 70 miglia all’ora. Nel 2016 la navicella spaziale New Horizons ha toccato una velocità di quasi 45 chilometri al secondo o 100mila miglia all’ora. Ma ancora non basta per raggiungere Alpha Centauri in quattro anni luce.
Il successo di Starshot dipende anche dal continuo decremento del costo e della dimensione della memoria digitale per includere l’archiviazione sufficiente per i suoi programmi e le immagini scattate nel corso del viaggio. Nel 1970 un megabyte costava un milione di dollari e ora è circa un decimo di un centesimo. Le dimensioni richieste per lo stoccaggio sono diminuite in modo simile, da un disco rigido da 5 megabyte caricato tramite un carrello elevatore nel 1956 alla disponibilità attuale di 512 gigabyte in pochi grammi. Ma dipende pure dallo sviluppo delle telecomunicazioni, per l’invio delle immagini alla Terra, con l’ultima frontiera rappresentata dal Li-Fi, un wireless 100 volte più veloce del Wi-Fi.
Non ultimo, andranno analizzati i dati che torneranno dalla sonda spaziale. L’aumento esponenziale della potenza di calcolo è stato di un trilione di volte negli ultimi 60 anni. Mentre l’attuale sviluppo è legato al cloud computing e al calcolo quantico, che ci permetterà di eseguire modelli e analisi scientifiche sempre più sofisticate.
Non solo per guardare le stelle, ma per toccarle.

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