Il progetto Breakthrough Starshot punta ad arrivare a Proxima Centauri B per il 2060.

Da quando ad agosto 2016, i ricercatori hanno annunciato la notizia astronomica più importante degli ultimi anni: “intorno a Proxima Centauri la stella più vicina a noi dopo il sole, orbita nella “fascia abitabile” un pianeta roccioso, poco più grande della Terra: Proxima Centauri b”, l’entusiasmo dei ricercatori e di tutti gli appassionati del cosmo, non si è mai affievolito.

E’ stato pubblicato il 1 Febbraio 2017 su Nature un articolo che apre le porte ad un progetto per mandare sonde verso Proxima Centauri b, ma facciamo un passo indietro e conosciamo prima la stella Proxima Centauri e il pianeta Proxima Centauri b che gli orbita intorno.

PROXIMA CENTAURI

Proxima Centauri è una nano rossa che fa parte di Alpha Centauri il sistema solare più vicino al nostro, è composto da tre stelle, due simili al Sole in orbita stretta l’una intorno all’altra, denominate Alpha Centauri A e Alpha Centauri B,  e la terza stella è Proxima Centauri . Proprio nell’orbita di Proxima Centauri, nella sua “fascia abitale”, dove è possibile la presenza di acqua allo stato liquido, è stato trovato grazie ai telescopi dello European Southern Observatory (ESO) il pianeta Proxima Centauri b.

CARATTERISTICHE PROXIMA B

  • distanza dalla terra di appena 1,3 parsec, o 4,22 anni luce.
  • Massa stimata di Proxima b circa 1,3 volte quella della Terra.
  • orbita intorno alla propria stella in 11,2 giorni (la Terra impiega 365 giorni per completare la sua orbita intorno al Sole), standole a una distanza di circa 7 milioni di km( Mercurio rispetto al Sole 58 milioni di km, Terra rispetto al Sole 150 milioni di km).
  • Proxima Centauri è una stella nana rossa, ha una luminosità che è circa un millesimo di quella solare e si stima che Proxima b riceva soltanto 2/3 della luce che riceve la Terra e che pertanto si trovi nella cosiddetta “zona abitabile” e abbia una temperatura di superficie compatibile con la presenza di acqua liquida.
Confronto tra l’orbita del pianeta di Proxima Centauri B con l’orbita di Mercurio. FONTE: ESO/M. Kornmesser/G. Coleman

L’idea di raggiungere Proxima B non è solo fantascienza.

Pochi mesi prima della scoperta del pianeta extrasolare, un gruppo di imprenditori e scienziati ha mosso i primi passi verso la visita del sistema stellare Alpha Centauri annunciando il progetto Breakthrough Starshot , di cui fa parte Stephen Hawking, Mark Zuckerberg e Yuri Milner investitore Russo che si è impegnato a coprire 100 milioni di dollari per la prima fase di ricerca e sviluppo, il costo totale della missione, secondo quanto si legge sul sito ufficiale, varia tra i 5 e i 10 miliardi di dollari.

Yuri Milner e Stephen Hawkings. Fonte: BREAKTHROUGH INITIATIVES

Breakthrough Starshot inizialmente aveva come obiettivo arrivare ad Alpha Centauri, cioè affrontare il primo viaggio verso il sistema solare più vicino a noi, ma da quando è stato trovato Proxima b ( G. Anglada-Escudé et al Nature 536, 437-440;. 2016 ), il progetto ha ottenuto un obiettivo ancora più allettante, tentare di arrivare, ottenere informazioni e magari scattare una foto a Proxima b.

Proxima b si trova ad una distanza di 2.000 volte più lontano dalla Terra rispetto a qualsiasi viaggio umano, ma ciò non scoraggia assolutamente chi è dietro Starshot, che annuncia l’avvio al finanziamento dei progetti di sviluppo tecnologico entro pochi mesi, con l’obiettivo di lanciare una flotta di piccole sonde a propulsione laser nei prossimi 20 anni.

IL LANCIO

Il primo problema è quello di accelerare il veicolo spaziale a velocità interstellari e i razzi convenzionali sono fuori questione, dato ché non possono immagazzinare abbastanza energia chimica in forma di combustibile.

Dice Philip Lubin, un astrofisico presso l’Università della California, Santa Barbara, che è nel comitato consultivo e nella gestione del progetto: “Con l’energia chimica si arriva a Marte ma non verso le stelle, i razzi utilizzati fino ad esso per i viaggi spaziali non possono immagazzinare abbastanza energia chimica in forma di combustibile”.
Ma Breakthrough StarShot sta già lavorando al suo rivoluzionario e fantascientifico progetto, spedire delle navicelle robotiche, della dimensione di uno smartphone e di usare come propulsione la luce.

I ricercatori della Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) e la Planetary Society hanno già dimostrato la fattibilità di usare come propellente la luce, con il lancio nello spazio di grandi vele che catturavano la luce solare trasformando l’energia derivata da essa in propulsione.


Ma la luce del sole catturata e trasformata non è abbastanza per accelerare una nave per Alpha Centauri; che richiederebbe un enorme ingombrante vela. Per far fronte a questo problema la squadra Starshot prevede di utilizzare razzi convenzionali per inviare le sue sonde in orbita, e poi un insieme di laser dalla potenza di 100 gigawatt posti sulla Terra, sparerebbero tale potenza verso la vela della navicella per diversi minuti, il tempo necessario per far accelerare la navicella a 60.000 chilometri al secondo.

 

I laser di oggi riescono ad ottenere una potenza di un milione di volte inferiore ai 100 gigawatt previsti dal progetto, quindi si spera anche su l’innovazione del settore laser.

SONDA SPAZIALE

Starshot sarà una sonda spaziale che non potrà essere comparata con nessun’altra sonda o navicella che si sia mai affacciata nella storia dei viaggi spaziali.

rototipo dello StarChip

Peserà all’incirca 1gr è sarà costituita da un multi-chip di un centimetro che porterà su di esso sensori, propulsori, sensori ottici e una batteria, sarà posizionato al centro di una vela di 4m di larghezza.

PROBLEMI

La vela dovrà resistere :

• alla potenza dei laser e riflettere quasi tutta la luce in entrata, i materiali adatti allo scopo esistono già e sono strati sottili di isolatori elettrici che possono riflettere fino a 99,999% di luce in entrata;
• resistere all’accelerazione generata, che risulterà decine di migliaia di volte l’accelerazione che un oggetto sente sulla Terra grazie alla forza di gravità;
• resistere alle eventuali collisioni con granelli di polvere, atomi di idrogeno e altre particelle nel mezzo interstellare. Si pensa ad un rivestimento di pochi millimetri di spessore di un materiale come il rame berillio;
• La sonda dovrà correggere automaticamente la rotta ad ogni eventuale collisione che la cambi, quindi dovrà avere dei propri sistemi di navigazione e di sterzo, alimentati da un generatore leggero che utilizzerà un isotopo radioattivo come il plutonio-238-,di fatto una batteria nucleare.

Quando Starshot arriverà a Proxima Centauri, non ci sarà alcun modo per rallentarlo, creando sfide per il design dei suoi strumenti di misura, come la creazione di un inseguitore astrale per il sensore ottico, che terrà sempre puntato l’obiettivo su Proxima B, tutto questo dovrà svolgersi sempre ad una velocità pari ad un quinto della velocità della luce, fattore che sicuramente porterà inevitabili distorsioni alla foto, causate dagli effetti della relatività e dal continuo cambio d’angolo e distanza dal pianeta.

Il problema più grande che si trasforma nella sfida più difficile del progetto e che non è stato ancora risolto è, come trasmettere i dati da Alpha Centauri a noi.

Lo Starshot utilizzando la sua batteria nucleare e la vela come antenna, dovrà generare un fascio luminoso che invierà il segnale verso la terra, e per la ricezione si prevede la costruzione di una serie, lunga chilometri, di rilevatori sulla Terra, per catturare la debolissima trasmissione.

IL VIAGGIO

Il viaggio durerà 20anni, e di fatto solo i primi minuti decideranno le sorti del viaggio, tra il lancio delle sonde dalla terra alla spinta attraverso i laser, il tutto si svolgerà in pochi minuti il tempo di far arrivare la sonda ad un paio di milioni di chilometri circa dalla Terra(cinque volte la distanza dalla Terra alla Luna ) e ad una velocità di un quinto della velocità della luce, e poi i laser si spegneranno e la sonda comincerà il suo viaggio solitario che durerà 20 anni.

IL FLY-BY

Nel 2060 se tutto è andato bene lo Starshot si preparerà a effettuare il suo fly-by
La priorità più alta, gli esperti concordano, sarà quella di scattare una foto, lo Starshot si stima che dovrebbe essere in grado di ottenere entro una distanza astronomica paragonabile alla distanza dalla Terra al Sole, una foto di Proxima b, che anche da quella distanza, potrebbe rivelare se il pianeta è acquoso e verde come la nostra Terra, o sterile come Marte e nel migliore dei casi si potrebbe anche catturare le caratteristiche topografiche di grandi dimensioni come montagne e crateri.

Gli strumenti a bordo poi dovrebbero dare informazioni sull’eventuale atmosfera del pianeta, presenza di ossigeno, metano e idrocarburi e misurare il campo magnetico oltre ad altre variabili che potrebbero rivelare se Proxima B ha un ambiente favorevole alla vita.

Tirando le somme si tratta di una grandissima sfida tecnologica piena di insidie in ogni parte del progetto, di certo con lo sguardo verso il 2060 sembra fantascienza, ma il progetto Starshot procederà per gradi, il primo dei quali è quello di costruire un sistema prototipo che accelererebbe a forse 1.000 chilometri al secondo, meno del 2% della velocità prevista per Starshot, per un costo totale tra 500 milioni $ e 1 miliardo $.

VIAGGI SPAZIALI

E’ dalla corsa allo spazio degli anni 60 con l’espluà dell’allunaggio del 20 luglio 1969, che non si ha più un attenzione mondiale all’esplorazione spaziale, fortunatamente in questi anni agenzie spaziali private stanno rimettendo in auge i viaggi spaziali, dal tentare di portare l’uomo su Marte da parte dell’agenzia Space X, al progetto Breakthrough Starshot che vuole arrivare al Piccolo Punto Rosso (Pale Red Dot), soprannome dato a Proxima B con chiaro riferimento a Carl Segan che aveva definito la Terra come un puntino azzuro (Pale Blue Dot).

Hawking: “Cosa rende unici gli esseri umani?, penso che sia il fatto che possiamo trascendere i nostri limiti. Oggi ci stiamo impegnando a compiere il prossimo grande salto nel cosmo, perché siamo esseri umani e la nostra natura è quella di volare”.

Fonte: breakthroughinitiatives

2 Commenti

  1. Davvero molto interessante. Quello che mi chiedo però è… visto che si parla di circa 40 anni di viaggio… non è che basterebbe aspettare 10 anni il progredire della tecnologia e magari si riesce a mandare via qualcosa che viaggi molto più velocemente? Basta vedere l’evoluzione che la tecnologia ha fatto negli ultimi 10 anni per avere un conforto…

    • Ciao Danilo, 40 anni sono gli anni complessivi previsti tra progetto e viaggio, che di per se dovrebbe durare 20 anni, quindi essi ritengono proprio di riuscire a sviluppare nei prossimi 20 anni tutte le tecnologie per poter affrontare questo viaggio in soli 20 anni.

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