Astronautica, missioni e sonde spaziali

Astronautica: missioni e sonde spaziali

L'inizio dell'esplorazione dello spazio può essere collocato nel 1957, quando l'Unione Sovietica lanciò il primo satellite artificiale, lo Sputnik1. Da allora è stato un susseguirsi di lanci, che hanno portato l'astronautica mondiale a conseguire tutta una serie di successi: dal primo volo umano attorno alla Terra (Y.Gagarin), fino alla conquista della Luna con l'Apollo 11.

Esaurita l'esplorazione lunare, il campo d'indagine si è allargato al Sole, ai pianeti ed ai corpi minori, con delle missioni con cui è stato possibile cartografare Mercurio, Venere e Marte, analizzare profondamente l'ambiente della nostra stella e dei pianeti gioviani, e studiare oggetti come le comete e gli asteroidi. Lo studio del sistema solare avviene tuttavia mediante sonde automatiche che possiamo così suddividere:

- FLYBY SPACECRAFT - Comprendono quei veicoli spaziali che effettuano ricognizioni e passaggi ravvicinati, seguendo un'orbita eliocentrica od una traiettoria di fuga, senza entrare in orbita attorno al corpo celeste da studiare. (es. Voyager, Pioneer, ecc...)
- ORBITER - Fanno parte di questo gruppo le sonde che analizzano un corpo celeste entrando in orbita attorno ad esso. Sono capaci di operare anche autonomamente, soprattutto quando passano sopra l'emisfero del pianeta opposto alla Terra (interruzione comunicazione) od al Sole (forte escursione termica). (es. Magellan, Galileo, Mars Odissey 2001, ecc...)
- PROBE - Sono delle speciali sonde progettate per lo studio dell'atmosfera dei pianeti, che generalmente non necessitano di propulsione, in quanto sono portate a destinazione da un veicolo spaziale (quasi sempre un orbiter). Fra l'equipaggiamento: generatori elettrici, radio-tx e strumenti atti alla rilevazione dei dati concernenti la composizione, la densità e la temperatura degli strati atmosferici. (es. Probe di Galileo, Huygens di Cassini, ecc ....)
- LANDER - Moduli per la discesa sulla superficie dei pianeti, effettuano l'analisi del suolo (composizione e distribuzione degli elementi chimici) e degli strati atmosferici piu' bassi, oltre alla ripresa di immagini (es. Mars Pathfinder, Viking, ecc...). Possono essere incluse in questa categoria, anche quelle sonde che impattando con la superficie sopravvivono il tempo utile a studiare il sottosuolo. (es. Luna 1, Deep space 2, ecc...)
- ROVER - Sonde automatiche, alimentate da batterie elettriche, che effettuano l'esplorazione della superficie e la ripresa di immagini.
(es. Sojourner, Jeep lunare, ecc...)
- OSSERVATORI SPAZIALI - Particolari sonde, che seguendo un'orbita solare o terrestre, indagano nel campo della luce visibile, dei raggi x e di quelli ultravioletti. (es. Chandra X-Ray Observatories, Hubble Space Telescope, ecc... )

I veicoli spaziali vengono portati nello spazio impiegando la propulsione di quei motori a reazione che equipaggiano i cosiddetti missili o razzi vettori, che sfruttando l'espulsione ad alta velocità di particelle, e provocando quindi una forza contraria alla gravità terrestre, sospingono in alto le sonde, permettendo a queste di sottrarsi all'attrazione gravitazionale del nostro pianeta. Come combustibile, dal lancio sino all'arrivo nello spazio esterno, vengono usati propellenti di natura solida e liquida. I primi sono piu' semplici da impiegare, ma i motori basati su questo genere di alimentazione possono essere avviati una volta sola. Viceversa quelli liquidi, permettono diverse riaccensioni, e quindi un piu' ottimale impiego. Fra gli attuali veicoli di lancio abbiamo:

-E.L.V. (Expendable Launch Vehicle) - usati una volta sola, sono i famosi missili Delta, Titan, Arianne, Atlas, Proton e Soyuz.
-S.T.S. (Space Transportation System) - meglio conosciuto come Space Shuttle, "navetta spaziale". Riutilizzabile per piu' volte, con il suo ausilio è stato posto in orbita terrestre l'H.S.T. e sono state lanciate le sonde Galileo, Magellan ed Ulysses.

Ogni missione passa attraverso una fase preparatoria, l'A.T.L.O. (Assembly, Test and Launch Operations), che comprende la costruzione, il controllo e quindi il trasporto del veicolo spaziale alla rampa di partenza, dopo la quale inizia un periodo definito "finestra", l'intervallo di tempo utile ad effettuare il lancio, che dipende dai moti della Terra e dalle posizioni dei pianeti.

Infatti, al fine di poter trarre giovamento dalla velocità del nostro pianeta, il lancio sarà effettuato nella stessa direzione della rotazione o della rivoluzione della Terra, e limitato a determinati periodi del giorno, solitamente quando la linea del terminatore passa per il sito di lancio, che perciò avverrà di sera (in direzione dell'orbita) od all'alba (nella direzione contraria). Tenendo conto invece della posizione ravvicinata di pianeti, che possano eventualmente fungere da vere e proprie fionde gravitazionali per raggiungere mete più lontane, il margine di tempo si allargherà a diverse settimane.

Raggiunto lo spazio esterno, ogni veicolo spaziale viene sospinto e posizionato su determinate traiettorie curve, dove il combustibile principale diviene la forza gravitazionale. Le sonde infatti, al pari di ogni altro corpo del sistema solare, rispondono alle regole dettate dalle leggi di Keplero, muovendosi secondo delle orbite ellittiche, in senso diretto o retrogrado, che saranno caratterizzate dagli stessi parametri dei pianeti: gli elementi orbitali.

Una volta lanciata, ogni sonda può essere considerata come posta su un'orbita eliocentrica, per cui per raggiungere qualsiasi destinazione dovranno essere effettuate delle opportune correzioni orbitali, avvalendosi anche dell'attrazione derivante da passaggi ravvicinati con masse planetarie, che avverranno avvicinandosi ad un pianeta da dietro, mentre questo procede verso il Sole, così da ottenere un incremento della sua velocità, od in maniera contraria, per effettuare una decellerazione.

Durante il viaggio il veicolo spaziale sarà continuamente monitorato attraverso il DSN (Deep Space Network), che avvalendosi delle tre stazioni, dislocate a 120° di longitudine l'una dall'altra (USA, Spagna ed Australia), in modo da avere una copertura totale, instaurerà una comunicazione bidirezionale tramite la quale verranno rilevati i seguenti valori:

-Velocità - misurando le variazioni di frequenza dei segnali radio (effetto doppler), con le quali si otterrà la velocità relativa alla Terra.
-Distanza - dal tempo occorrente fra la trasmissione e la successiva ricezione di un segnale radio.
Riguardo a quest'ultimo parametro, si utilizzeranno anche altri metodi:

-Triangolazione - come avviene per le misurazioni terrestri, impiegando due fra le stazioni del DSN.
-VLBI (Very Long Baseline Interferometry) - effettuata ancora una volta con due stazioni del DSN, che immediatamente dopo aver tracciato il percorso della sonda, saranno puntate verso una pulsar di cui si conoscono con precisione le coordinate astronomiche. Da questo metodo si ricaveranno velocità e distanza radiali.

Conoscendo questi valori, è dunque possibile seguire le sonde spaziali nei loro viaggi interplanetari, anche se esse sono comunque dotate di sistemi per la navigazione ottica, basati sul puntamento di determinate stelle, del Sole e di altri oggetti celesti. Nel calcolo delle traiettorie vanno considerati diversi fattori (vento solare, attrito atmosferico, ecc....), che se non preventivamente calcolati possono provocare un'inutile dispendio di tempo e di risorse economiche, se non addirittura il mancato obbiettivo della missione o la perdita del veicolo. Per far fronte a questi imprevisti le sonde sono quindi dotate di piccoli razzi, che entrano in funzione per apportare le correzioni di traiettoria ed anche durante le operazioni di inserimento in orbita.

Soprattutto quest'ultima operazione è abbastanza delicata, in quanto ogni sonda, nel momento in cui inizierà ad orbitare attorno ad un pianeta, sarà praticamente occultata da esso, che ne impedirà anche ogni comunicazione con la Terra, sino a quando non riemergerà dall'altra parte. La traiettoria iniziale sarà di forma ellittica, per essere poi "circolarizzata" mediante la tecnica dell'aerobreaking, ossia avvalendosi dell'attrito con gli strati atmosferici, che frenando il veicolo ne ridurranno automaticamente il periodo orbitale e quindi il punto di massima distanza dal pianeta.

Generalmente le orbite seguite sono di due tipi:

-Equatoriali - od a bassa inclinazione, per effettuare lo studio dell'atmosfera, degli eventuali satelliti ed anelli e quindi della magnetosfera.
-Polari - quando bisogna effettuare la mappatura della superficie o lo studio delle regioni prossime ai poli.
Finita la missione le sonde vengono fatte precipitare sul pianeta, ma a volte accade che esse, sebbene operino in un'ambiente talmente ostile ed usurante, siano ancora in ottimo stato da essere destinate ad un prosieguo, magari verso altri corpi celesti ed altre destinazioni, così come è successo per le sonde Voyager e Pioneer.

E' veramente impensabile riuscire a raggiungere un'altra galassia?

La domanda è apparentemente semplice, ma offre l'occasione di dissipare malintesi spesso presenti circa la scala delle distanze astronomiche. Per rispondere in una parola: sì, è impossibile... o meglio, sarebbe in teoria possibile, ma con conseguenze terribilmente complicate. I problemi sono due: il primo è che le distanze in gioco sono troppo grandi, e il secondo è che la velocità massima raggiungibile non è illimitata.

Partiamo da quest'ultimo punto: la velocità della luce, pari a circa 300.000 chilometri al secondo, è un limite invalicabile non solo per motivi tecnologici, ma anche per motivi fisici. La teoria della relatività di Einstein ci dice che l'energia necessaria per accelerare un corpo aumenta a un tasso sempre crescente a mano a mano che ci avviciniamo alla velocità della luce, fino a diventare infinita. Talvolta qualcuno obietta che la teoria non è stata ancora provata, dato che le navi spaziali che siamo in grado di costruire viaggiano a velocità molto inferiori a quella della luce. Be', se invece di un'astronave ci accontentassimo di una particella elementare, riusciremmo ad accelerarla a velocità prossime a quella della luce: è quello che si fa da tempo negli acceleratori di particelle, e fino ad ora la teoria di Einstein è stata sempre rispettata.

Passiamo ora alle distanze. Immaginiamo che la Terra sia una sferetta del diametro di un centimetro. A questa scala, la Stazione Spaziale Internazionale, in orbita a non più di 400 chilometri dalla superficie, si troverebbe a tre decimi di millimetro. La Luna ha una distanza media di 480.000 chilometri, pari a circa 30 centimetri nel nostro modellino. Marte, presumibilmente il prossimo obiettivo dell'esplorazione umana dello spazio, non si avvicina alla Terra mai più di 75 milioni di chilometri circa, ovvero quasi sessanta metri nel nostro modello. Le previsioni parlano di parecchi mesi necessari al viaggio con la tecnologia attuale.
Ora passiamo alla stella più vicina: 4,2 anni luce, ovvero quasi quarantamila miliardi di chilometri. Nel nostro modello diventano più di trentamila chilometri... insomma, comincia ad essere un viaggio impegnativo anche in scala ridotta! E il valore di 4,2 anni luce significa che, anche alla fantastica velocità della luce, impiegheremmo oltre quattro anni per raggiungere la nostra destinazione.

Ora, il salto finale: la grande galassia più vicina alla nostra è quella di Andromeda, distante un paio di milioni di anni luce. Tuttavia, visto che le cose cominciano a farsi serie, ci limitiamo alle Nubi di Magellano, due galassie satelliti della Via Lattea, visibili dall'emisfero australe sotto forma di piccoli batuffoli di luce. La loro distanza si aggira attorno ai cinquanta chiloparsec, circa 150.000 anni luce. Tradotto in chilometri, arriviamo pressappoco a 1,5 miliardi di miliardi. Poco più di un miliardo di chilometri nel nostro modellino.

Ora, esistono ipotesi estremamente ardite sulla possibilità di aggirare il limite imposto dalla velocità della luce, per esempio i wormholes (una sorta di "scorciatoia" tra due punti dello spazio-tempo). Tuttavia, si tratta di speculazioni ancora enormemente lontane da un barlume di applicazione pratica, ammesso che questa sia possibile. Perciò il sogno di raggiungere un'altra galassia rimarrà tale ancora per parecchie generazioni... ma va anche detto che a velocità relativistiche il tempo sull'astronave scorrerebbe molto più lentamente che sulla Terra, quindi gli astronauti potrebbero percorrere grandi distanze in tempi - per loro - relativamente brevi. Dovrebbero però prepararsi a trovare, al loro ritorno, un pianeta più vecchio di centinaia, migliaia o anche milioni di anni! A tal proposito, chi mastica l'inglese può leggere l'articolo Computers in Astronomy - Relativistic Travel: To the Stars in a Lifetime di Brian Tung, apparso su Sky & Telescope di febbraio 2003.

Parlando della scala delle distanze astronomiche, un buon libro, anche se con diversi anni sulle spalle, è Al di là della Luna di Paolo Maffei. Una delle ragioni per cui è stato scritto è la confusione sorta dopo l'arrivo dell'uomo sulla Luna, quando si cominciò a dire che ormai l'umanità "viaggiava tra le stelle". Obiettivo questo a tutt'oggi assai lontano, e chissà per quanti anni ancora.

E' davvero impensabile riuscire a raggiungere un'altra galassia?

Anche per me, senza ombra di dubbio, la risposta è sì.
L'argomento si presta comunque molto bene ad essere sviluppato nel dettaglio per aiutarci a capire meglio le motivazioni che stanno alla base di questa affermazione.
Abbiamo visto precedentemente le difficoltà dovute agli effetti relativistici che potrebbero affliggere la materia accelerata a velocità prossime a quella della luce.
Si è anche detto che nell'Universo così come lo conosciamo ora non è possibile per nessun tipo di entità superare tale limite. Ma se anche fosse non cambierebbe proprio nulla, perlomeno ai fini dei viaggi intergalattici, perché se anche potessimo viaggiare ad una velocità 100 volte maggiore impiegheremmo comunque 20.000 anni per arrivare su Andromeda.
E per quanto riguarda la Via Lattea? Purtroppo anche qui il discorso non cambia e, anche se le distanze dei corpi stellari più vicini al Sistema Solare sono decisamente minori, rimangono comunque di un entità tale da poter difficilmente essere anche solo immaginata da esseri umani che sono abituati a impiegare ore per fare qualche centinaio di KM in auto o per farne qualche migliaio in aereo.
C'è qualcuno che riesce a rappresentare nella sua mente un percorso anche solo di un anno-luce, 10.000 miliardi di Km?
Anche escludendo gli effetti relativistici vi sono una serie di problematiche a livello pratico che rendono impossibile un viaggio umano interstellare a velocità luce; provo comunque ad analizzare (senza pre-concetti) la fattibilità di una missione (umana e non) diretta ad Alpha Centauri invitando chi leggerà questo post ad aggiungere il proprio contributo se ritiene che io abbia tralasciato qualcosa.

Intanto dividerei le varie problematiche in quattro macro-categorie:

1) fragilità fisica dell'essere umano;
2) fragilità psicologica dell'essere umano;
3) quantità di energia necessaria per la missione;
4) gestione degli imprevisti.

Nei prossimi gg troverete le mie considerazioni relative a questi 4 argomenti.

Edited by apollo 11 - 18/8/2008, 19:13

1) fragilità fisica dell'essere umano;

necessità di schermo per protezione da radiazioni cosmiche; questo è un problema conosciuto fin dal tempo delle missioni Apollo, il nostro organismo non può tollerare i raggi cosmici presenti al di fuori dell'atmosfera terrestre, se non per limitati periodi di tempo. Esponendo il nostro corpo a tale radiazione per mesi o anni vi è il rischio di un'alterazione cellulare a livello di DNA con conseguente malfunzionamento e formazione di tumori. L'unico rimedio è rappresentato da una schermatura che, a seconda del materiale impiegato, inciderebbe eccessivamente a livello di massa e dimensioni. La cosa rappresenta già un problema per un ipotetica missione marziana, figuriamoci come dovrebbe essere attrezzata all'uopo una nave stellare che debba affrontare un viaggio, sola andata, di almeno 5 anni.

necessità di creare una forma di gravità artificiale; l'uomo è fatto per stare sulla Terra dove esiste la forza di gravità: qualsiasi situazione di assenza o ridotta gravità che perduri più di qualche mese potrebbe diventare un problema per il sistema scheletrico-muscolare, pertanto la nave stellare dovrebbe permanere in uno stato di rapida rotazione, cosa non facile da gestire man mano che crescono le dimensioni della stessa.

necessità di provvedere all'alimentazione dell' equipaggio; impossibile caricare tutto da terra, bisognerebbe ricorrere a serre, allevamento di piccoli animali, depurazione e riciclaggio degli scarti. Qui si parla di provvedere all'alimentazione di un equipaggio di decine o centinaia di persone che non avranno possibilità di rifornirsi d'altro per almeno 10 anni, un'impresa titanica. Dovremmo tra le altre cose evitare che piante e animali si ammalino magari a causa di parassiti, spore, funghi, virus, ecc.

necessità di ospitare a bordo strutture per la cura di malattie o ferite; una volta partiti qualcuno potrebbe, in barba a tutti i controlli, sviluppare qualche malattia che stava in incubazione. Altri potrebbero ferirsi durante lo svolgimento di attività di routine.
Una missione della durata di almeno 10 anni deve necessariamente prevedere un equipaggio numeroso, quanti quintali di cerotti, garze sterili, siringhe, strumenti chirurgici, farmaci bisognerebbe caricare per soddisfare tutte le eventualità?

necessità di gestire la totale incapacità di svolgere le proprie mansioni o addirittura la morte di membri dell'equipaggio con specifiche competenze; come la mettiamo se un pilota, un medico, un ingegnere si ammalano gravemente o muoiono? Certo, potremmo pensare a delle ridondanze, l'importante però è che non si trovino mai insieme contemporaneamente, perché se per esempio c'è un esplosione o un incendio durante una riunione di tutti i medici e tutti muoiono, che si fa? Ovvio che una simile evenienza è più che improbabile, ma come possiamo essere certi che comunque non possa accadere?

problemi relativi alla durata limitata della vita dell'essere umano; la vita media dell'essere umano al di fuori dei paesi poveri è di circa 70 anni; passare 10 anni per prepararsi ad un viaggio di altri 10 (come minimo) rappresenta una bella sfida, un notevole impegno mentale e fisico. Penso che sia abbastanza facile trovare 5 o 6 persone mentalmente e fisicamente preparate per una missione su uno Shuttle, ma che sforzo richiederebbe formare un equipaggio di decine o centinaia di persone che si preparano per un viaggio simile? Dovrebbero essere persone di un certo livello, diplomati, laureati o militari che verso i 20 o i 30 anni iniziano un'avventura che, molto improbabilmente, li riporterebbe a casa non prima di 15 anni...quindi verso i 40 o 50 anni di età...

2) fragilità psicologica dell'essere umano;

problemi di depressione causata dalla mancanza di contatto con la Terra; qui in parte vale quanto scritto nell'ultimo punto del post precedente. Fino ad ora l'uomo si è limitato a gironzolare intorno al nostro pianeta, facendo qualche capatina (non senza difficoltà) anche sulla Luna. In entrambi i casi guardando fuori da un oblò la bellissima sagoma del nostro pianeta è sempre lì, sospesa nel vuoto.
Ma se parto per Alpha Centauri, una volta oltrepassata l'orbita di Nettuno la Terra scomparirà dalla vista, difficile prevedere l'effetto della sua mancanza per un periodo superiore ad un decennio. Qualche membro dell'equipaggio potrebbe cadere in depressione, la quale a sua volta potrebbe diventare fattore causale di altri problemi (es. suicidi) gravi.

problemi di noia a causa del ristretto numero di attività ludiche consentite; sulla Terra possiamo tranquillamente andare a spasso a piedi, in macchina, bicicletta, moto, pattini; passare il tempo con amici o parenti, tagliare l'erba in giardino, andare a vedere le corse, partecipare alla festa di paese ecc. ecc. Sono tutte attività che ci aiutano a diminuire gli effetti nocivi dello stress da vita moderna. Su un'astronave alcune di queste attività potrebbero essere riprodotte in scala, altre (corse automobilistiche, trekking, sci alpino, deltaplano, passeggiate al mare o al lago ecc.) potrebbero esserlo solo ricorrendo a sofisticati sistemi di realtà virtuale, ma non sarebbero comunque la stessa cosa. Dopo qualche anno la mancanza di novità nei vari settori dell'intrattenimento (gare sportive, musica, cinema) porterebbe a noia, assuefazione, nervosismo.

problemi di convivenza tra i membri di un equipaggio numeroso; quando dico numeroso intendo dire a partire da 10 unità in su. La convivenza forzata in ambienti ristretti amplifica le differenze caratteriali e comportamentali tra le persone, nel giro di pochi mesi potrebbero crearsi antipatie, rivalità, competizione. Potrebbero formarsi fazioni, gruppi, clan pro o contro determinate cose, sarebbe difficilissimo raggiungere accordi relativi anche alle questioni più semplici. Provate a immaginare di mettere in orbita un condominietto di 12 famiglie per 1 anno e poi andiamo a vedere ciò che ne resta al rientro...io sono pessimista. Certo, i membri dell'equipaggio di una simile missione verrebbero scelti tra candidati con profili psicologici e fisici eccellenti, si tratterebbe di valutare la tenuta di questi profili su un arco temporale così lungo.

delusione conseguente al raggiungimento dell'obbiettivo; ammesso e non concesso di arrivare in qualche modo a destinazione, qualcuno potrebbe essere deluso da ciò che vi troverà, potrebbe pensare che lo sforzo non valeva la pena, magari invece che pensare al rientro vorrebbe partire da lì per andare in qualche altro sistema stellare...le reazioni delle persone a volte sono imprevedibili. Alla fine di una gara tra i secondi c'è chi piange perché non è arrivato primo, chi festeggia per non essere arrivato terzo. Arrivati in Alpha Centauri i nostri potrebbero scannarsi tra loro per decidere chi deve mettere il piede per primo su qualche pianeta locale e via di questo passo.

Edited by apollo 11 - 18/8/2008, 19:11

3) energia necessaria per lo svolgimento della missione.

energia necessaria per l'accelerazione della nave a velocità luce: credo che non si possa immaginare di raggiungere un altro sistema stellare con navette tipo shuttle o Apollo ma ci vogliano astronavi con dimensioni paragonabili a quelle utilizzate nei telefilm di Star Trek.
Se si esclude la possibilità di manipolare a piacere lo spazio tempo (ammesso che sia possibile) con l'utilizzo di tunnel spaziali o altre amenità del genere, dovremmo accelerare a velocità luce la nostra nave con sistemi più o meno tradizionali. Dovremmo quindi portarci fuori dal sistema solare per evitare grane tipo asteroidi, comete, vento solare ecc. e ci vorrebbe qualche mese (o anno!), poi finalmente potremmo sfogarci e accelerare progressivamente il nostro enorme veicolo spaziale fino ad arrivare a c (velocità luce). Supponendo ottimisticamente di guadagnare ogni giorno 1.000Km/s di velocità dopo circa un altro anno saremo finalmente a regime. Il fatto è che non riesco ad immaginare la quantità di carburante, qualunque esso sia, necessaria per ottenere lo scopo.
Inoltre mi preoccupo del fatto che dovremmo navigare ad altissima velocità in mezzo a, ben che ci vada, polvere interstellare e forse anche a qualche altra forma di materia attualmente non rivelabile ma che potrebbe interagire con la prua della nave frenandola e, progressivamente, distruggendola.
Basta vedere quello che succede ai nostri Shuttle quando vengono colpiti da minuscoli detriti spaziali che viaggiano a velocità ben distanti da c. Se poi durante la strada dovessi incontrare altri corpi tipo pianeti o pulsar vaganti sarebbe ben difficile evitarli al volo...
Infine è impensabile che io possa partire subito nella direzione giusta, dovrei spendere energia per effettuare le continue correzioni di rotta per arrivare a destinazione e anche qui di energia necessaria per spostare anche solo di un grado un gigante di metallo che si muove a velocità luce ce ne vuole...

energia necessaria per il mantenimento dei sistemi di sopravvivenza; qui non c'è molto da dire, nello spazio buio tra una stella e l'altra non ci sono pannelli solari che tengano, bisogna ricorrere alle stesse fonti che alimentano i motori per creare luce, calore ed energia per i vari sistemi e tutte le forme di vita vegetali e animali dell'astronave.

energia necessaria per la decelerazione della nave una volta arrivata a destinazione; se non vogliamo finire per bucare Proxima Centauri con la nostra nave dobbiamo pensare di rallentarla fino alla velocità necessaria per farla catturare gravitazionalmente da una delle stelle del sistema, quindi dovremo applicare tutta l'enorme quantità di energia necessaria alla partenza anche alla frenata (ma poi come facciamo nel concreto? Intendo dire, applico gli stessi motori alla prua e freno oppure giro la nave al volo e uso i motori di propulsione al contrario?).

energia necessaria per l'esplorazione del sistema stellare di destinazione; non si fa così tanta strada per una toccata e fuga, varrebbe la pena di rimanere in loco qualche mese o anno per compiere tutte le analisi e misurazioni possibili; qui forse potrebbero venirci in aiuto i famosi pannelli solari, che comunque dovrebbero avere dimensioni notevoli e alto rendimento.

energia necessaria per il ritorno della nave a velocità luce: stesso discorso fatto in precedenza per l'accelerazione e la successiva frenata; ritenendo improbabile la possibilità di approvvigionarsi in Alpha Centauri dei materiali necessari dovremmo portarci tutto da casa e andando a spanne penso che per soddisfare il fabbisogno di energia di una simile missione dovremmo depredare delle fonti di energia non solo la Terra ma anche qualche asteroide e qualche satellite di Giove e Saturno!

4) imprevisti

guasti ai sistemi primari di sopravvivenza; è improbabile ma non impossibile, potrebbe anche esserci un sabotaggio durante la missione o in fase di allestimento.

guasti ai sistemi di comunicazione; eventualità anch'essa rara ma non impossibile. Questo in teoria non pregiudicherebbe la continuazione della missione, ma sulla Terra non saprebbero più che pensare, mentre sull'astronave, sapendo che sulla Terra non sanno più nulla, potrebbero determinarsi situazioni imprevedibili (ammutinamenti, suicidi, omicidi, depressione, ecc.).
Ho un dubbio ancestrale però: che sistema di comunicazione uso? Se vado con le onde radio, una volta che l'astronave ha raggiunto velocità luce, potrei ancora comunicare? E poi, a partire dall'abbandono del Sistema Solare, avrebbe ancora senso visto che tra domanda e risposta ci metterebbero anni? Boh (invito chiunque possa chiarirmi questo punto ad aggiungere il proprio contributo, grazie!)!

modificazioni geopolitiche sulla Terra; della serie i nostri eroi partono con una certa situazione e, 15 anni dopo, tornano e magari della nostra astronave non interessa più niente a nessuno perché nel frattempo è scoppiata la III Guerra mondiale (un pò come in 2010 L'anno del contatto).

incontro con forme di vita aliene ostili; ad oggi non possiamo dire con certezza che siamo soli nell'Universo, per cui, anche se la possibilità è remota, durante il viaggio potremmo incontrare extraterrestri per niente amichevoli e rimetterci la pelle.

esaurimento anticipato del combustibile; se lo spazio interstellare non fosse come ce lo aspettiamo e magari avesse una "viscosità" maggiore, se un mini-buco nero passasse attraverso i serbatoi forandoli, se ci fosse un sabotaggio...

disastro causato dal contatto della nave con fenomeni fisici sconosciuti; qualsiasi cosa che sia differente da uno spazio interstellare così come ipotizziamo che sia con le conoscenze attuali.



MISSIONE AUTOMATIZZATA PRIVA DI EQUIPAGGIO.

Impensabile, non mi ci metto neanche ad immaginare una cosa di una tale complessità. Dovrebbe essere tutto basato sull'intelligenza artificiale contenuta in svariati computer; ci dovrebbero lavorare centinaia di ingegneri sw per anni e alla fine, ammettendo che si riesca a varare comunque la missione, la stessa fallirebbe comunque a causa di qualche baco (contenuto in qualche sub-routine apparentemente innoqua) sfuggito alle verifiche. Nel sistema solare alle volte è possibile rimediare da Terra, non così per una missione interstellare.
Basta vedere quello che succede attualmente con le varie versioni di sistemi operativi e programmi vari! Alla fine il problema è sempre uno: la FALLIBILITà dell'UOMO!


Conclusione: queste sono alcune motivazioni per le quali io ritengo impossibile la realizzazione di un viaggio interstellare anche diretto solo ed esclusivamente alle stelle più vicine. Impossibile da realizzare anche tra decine o centinaia di anni (non so se tra un migliaio di anni l'umanità esisterà ancora...) a meno di non tirare in ballo tecnologie per ora pensate e utilizzate unicamente nelle opere di fantascienza.

Si noterà che ho trascurato l'aspetto economico della questione, ma per un ovvio motivo: viviamo in un mondo dove poveri astronauti sono costretti a cimentarsi con tempi di permanenza nello spazio assurdi e gli Shuttle distrutti non vengono sostituiti per mancanza di fondi, quindi, se avessi messo davanti questa cosa non sarei andato molto lontano col discorso...

Come avrete potuto notare nei miei pensieri non vi è nulla di scientifico, sono solo concetti frutto della mia passione per un argomento sicuramente affascinante quanto irrealizzabile.
Invito pertanto chiunque voglia perderci un pò di tempo ad arricchire le mie considerazioni con note pro o contro, siete i benvenuti in ogni caso!

Ultimissima cosa, io SPERO che l'avventura spaziale dell'uomo, a livello di esplorazione diretta, NON VADA OLTRE il sistema solare; infatti prima o poi troveremo il modo di fare scempio, oltre che della Terra, anche di qualche altro pianeta o satellite, del nostro sistema, ricco di risorse minerarie o energetiche.
Ho poca fiducia che nel futuro l'umanità possa anche solo vagamente somigliare a quella, pacificata, evoluta e priva di interessi economici, rappresentata nella saga di Star Trek.
Meglio quindi, secondo me, che la nostra breve parabola in questo Universo nasca e si concluda all'interno del Sistema Solare, evitando di andare a far danni all'esterno, dove VERAMENTE NON c'è alcun bisogno della nostra "intelligenza".

Sicuramente la tecnologia ora disponibile non permette di percorrere simili distanze, però sono state ipotizzate alcune soluzioni, come quella di costruire astronavi generazionali, cioè immensi scafi in grado di mantenere in vita per secoli un equipaggio di migliaia di persone. Oppure si è parlato di animazione sospesa (ibernazione) per ridurre il consumo di risorse a bordo e l'astronave verrebbe guidata da un sistema automatico o da una piccola parte dell'equipaggio non ibernata: sofrtunatamente questa tecnologia non è ancora disponibile.
C'è inoltre da considerare il fenomeno della contrazione temporale, infatti, secondo la teoria della relatività, avvicinandosi alla velocità della luce si avrebbe un rallentamento dello scorrere del tempo e questo permetterebbe di effettuare un viaggio della durata di secoli poichè a bordo dell'astronave passerebbero solo pochi mesi. Resta comunque il rpoblema di come far raggiungere una velocità così elevata all'astronave...