Breakthrough Starshot: raggiungere le stelle

Anche se sembra uscito direttamente dalla fantasia di Steven Spielberg, è un reale progetto delle Breakthrough Initiatives. L’intento è quello di sviluppare una flotta di veicoli spaziali di nome StarChip, in grado di compiere il viaggio verso il sistema stellare Alpha Centauri.

Perché Alpha Centauri? É il pianeta extrasolare più vicino a noi. Vicino si fa per dire, visto che ci vogliOno ben 4,37 anni luce di distanza. La missione proposta ci dovrebbe portare a Proxima Centauri b, un esopianeta di dimensioni terrestri nella zona abitabile della sua stella ospite, Proxima Centauri, nel sistema Alpha Centauri.

Ad una velocità compresa tra il 15% e il 20% della velocità della luce, ci vorrebbero tra i venti e i trent’anni per completare il viaggio, e circa quattro anni per un messaggio di ritorno dall’astronave alla Terra. Quindi l’obiettivo è riuscire a costruire una tecnologia capace di tale velocità. Infatti considerando che ad oggi siamo riusciti a raggiungere la velocità di 80.000 km/h, impiegheremo circa 59.000 anni terrestri per la destinazione.

Ma da dove nasce il progetto? I principi concettuali per rendere possibile questo progetto di viaggio interstellare sono stati descritti in “Una tabella di marcia per il volo interstellare”, da Philip Lubin di UC Santa Barbara e prevede una serie di laser a fascio orientabile.

Il progetto è stato annunciato il 12 aprile 2016 in un evento tenutosi a New York dal fisico e venture capitalist Yuri Milner, insieme al cosmologo Stephen Hawking, che è stato membro del consiglio di amministrazione delle iniziative. Tra gli altri membri del Consiglio c’è anche il CEO di Facebook Mark Zuckerberg. Il progetto ha un finanziamento iniziale di 100 milioni di dollari per l’inizializzazione della ricerca. Milner stima che il costo finale della missione sia di 5-10 miliardi di dollari e che la prima imbarcazione potrebbe essere lanciata intorno al 2036.

Ma come funziona? Il concetto di Starshot prevede il lancio di una “nave madre” che trasporta circa un migliaio di minuscole navicelle spaziali (su una scala di centimetri). Una serie di laser a terra concentrerebbe quindi un fascio di luce sulle vele delle imbarcazioni per accelerarle una ad una alla velocità di 100 km/s2 (10.000 ɡ). Ogni vela dovrebbe avere una superficie di 4 m × 4 m.

La flotta avrebbe circa 1000 veicoli spaziali, e ciascuno (soprannominato StarChip), sarebbe un veicolo molto piccolo, nell’ordine di centimetri di grandezza e di peso di pochi grammi. Essi sarebbero azionati dai laser a terra. Uno sciame di circa 1000 unità compenserebbe le perdite causate da collisioni interstellari di polvere durante il percorso.

Anche se, in un recente studio, Thiem Hoang e colleghi hanno scoperto che mitigare le collisioni con polvere, idrogeno e raggi cosmici galattici potrebbe non essere un problema ingegneristico così grave come si pensava prima.

Ora qual è il vero problema? La propulsione leggera richiede una potenza enorme. Pensate che un laser con un gigawatt di potenza fornirebbe solo pochi newton di spinta, ma è la potenza di una grande centrale nucleare. L’astronave compenserà la bassa spinta con una massa di pochi grammi. La fotocamera, il computer, il laser per le comunicazioni, una fonte di energia al plutonio e la vela solare devono essere miniaturizzati per adattarsi entro un limite di massa. Inoltre tutti i componenti devono essere progettati per sopportare accelerazioni estreme, freddo, vuoto e protoni.

Inoltre, come già detto la navicella dovrà sopravvivere alle collisioni con la polvere spaziale. Ci si aspetta che ogni centimetro quadrato, di sezione frontale, urti ad alta velocità con circa mille particelle.

Nel luglio 2017, gli scienziati hanno annunciato che i precursori di StarChip, chiamati Sprites, sono stati lanciati con successo e trasportati attraverso il veicolo di lancio Polar Satellite dall’ISRO del Centro Spaziale Satish Dhawan[35].

Ad oggi rimane una sfida incredibile per l’umanità, ma che è abbiamo accettato. Ora vedremo in quanto tempo riusciranno a portare a casa il grandioso risultato di viaggiare al 15% della velocità della luce. E chissà cosa scopriremo nel tragitto.

Nel 2017 Stephen Hawking ha dichiarato al pubblico dello Starmus Festival: “Le nostre risorse fisiche vengono svuotate a una velocità allarmante. Abbiamo dato al nostro pianeta il dono disastroso del cambiamento climatico. Aumento delle temperature, riduzione delle calotte polari, disboscamento e decimazione delle specie animali. Stiamo esaurendo lo spazio e gli unici posti dove andare sono altri mondi. E’ tempo di esplorare altri sistemi solari. Sono convinto che gli esseri umani abbiano bisogno di lasciare la Terra per salvarsi da se stessi”.