Potremo mai raggiungere un pianeta extrasolare?

La risposta, purtroppo, almeno secondo le nostre conoscenze della fisica, è: no, almeno non nel modo in cui siamo abituati a pensare l'esplorazione spaziale umana (ad esempio le missioni lunari o i soggiorni sulla ISS).

Il pianeta extrasolare a noi più vicino dista circa 10 anni luce, quasi 100 mila miliardi di chilometri. Questo significa che impiegheremmo un decennio per raggiungerlo alla velocità della luce. Il problema è che nessun oggetto materiale può avere tanta fretta, così almeno ha deciso l'Universo quando si è dato le proprie regole: è la stessa fisica a dirci che nessun oggetto dotato di massa può raggiungere la velocità della luce ma solo avvicinarcisi. Come se non bastasse, la nostra tecnologia ci mette un bel carico perché attualmente siamo ben lontani dal raggiungere i limiti imposti dalla fisica.

Le astronavi attualmente più veloci viaggiano a circa 70.000 km/h, circa 20 km/s, contro i 300.000 km/s della luce: un bel divario!

Se inviassimo una sonda verso il pianeta extrasolare più vicino, impiegherebbe qualcosa come 200.000 anni per raggiungerlo, dieci volte più della storia dell’intera civiltà umana! Non possiamo quindi pensare di mandare una sonda automatica per esplorare da vicino un pianeta extrasolare, almeno non con questa tecnologia. Il problema è: esisterà una tecnologia rivoluzionaria in grado di farci attraversale le distanze tra le stelle, almeno con missioni robotiche e in poco tempo? Al momento non lo sappiamo ancora, ma la strada, se mai ci fosse, sarebbe molto lunga. 

Probabilmente il nostro destino, almeno per i prossimi secoli, sarà quello di ammirare da lontano, ma sempre con maggior dettaglio, questi intriganti corpi celesti. I telescopi di prossima generazione saranno in grado finalmente di riprendere la loro debolissima luce, milioni di volte meno intensa di quella delle stelle attorno alle quali orbitano. Strumenti sempre di maggiore precisione e sensibilità consentiranno di scoprire in modo chiaro tutta quell’invisibile flotta di pianeti terrestri, ancora per gran parte ignota. 

Una volta individuati i candidati ideali per ospitare forme di vita, sarà possibile dirigere verso di loro le potenti antenne del SETI, che si occupa di rilevare trasmissioni radio di origine extraterrestre, per confermare o meno l’esistenza di altre civiltà avanzate nell’Universo. Ma a un certo punto dovremo fermarci. Probabilmente l’Universo è troppo vasto per poterlo esplorare direttamente; le leggi fisiche attualmente conosciute sembrano evidenziare questa sensazione. E forse non è neanche un male, perché conosco almeno una civiltà che se avesse la possibilità di avvicinare un altro pianeta abitabile, e ricco di risorse come la Terra, non ci penserebbe due volte a colonizzarlo e sterminarne gli abitanti. È successo ogni volta che l’uomo europeo “avanzato” ha scoperto nuovi mondi: l’America, l’Africa, l’Oceania. E di certo, se ne avrà la possibilità, lo farà ancora, ma questa volta su scala cosmica.

La sonde Voyager e Pioneer in viaggio verso le stelle

Nella prima metà degli anni 70 l'agenzia spaziale americana (NASA) lanciò nello spazio 4 sonde automatiche per l'esplorazione dei pianeti esterni: Giove, Saturno, Urano e Nettuno.
La prima a partire fu la Pioneer 10 il 2 Marzo 1972, seguita da Pioneer 11 il 6 Aprile 1973.
Dopo qualche anno toccò alle sonde Voyager 1 e Voyager 2, lanciate a distanza di 16 giorni nel Settembre 1977.

Posizione delle 4 sonde destinate allo spazio interstellare

Oltre ad aver raggiunto tutti gli obiettivi programmati, pochi forse sanno che queste quattro sonde sono le uniche dotate di una velocità sufficiente, tra le oltre 200 lanciate nella storia dell'astronautica, per uscire dal Sistema Solare.
Nel vuoto dello spazio non esiste praticamente attrito, così un oggetto mantiene il suo movimento a meno che non è sensibilmente frenato dalla forza di gravità dei corpi maggiori, nel nostro caso il Sole.

Dopo aver terminato le rispettive missioni l'elevata velocità ha assicurato che niente e nessuno avrebbe potuto frenare a sufficienza queste quattro piccole astronavi, tanto che nel corso degli anni hanno continuato la loro corsa indisturbata verso i confini del sistema solare.

La grande affidabilità dei sistemi di bordo ed un'alimentazione basata su generatori nucleari, hanno garantito una vita operativa ben oltre le più rosee aspettative.
La sonda Pioneer 10, ad esempio, ha trasmesso dati fino al 2003.
Destino ancora migliore per quanto riguarda le due Voyager. A distanza di quasi 35 anni dalla loro partenza, sono ancora attive e trasmettono a Terra preziose informazioni sulle remote zone di spazio che stanno esplorando.
Come ho detto in un precedente post, gli ultimi comandi impartiti dai tecnici della NASA hanno garantito un'autonomia fino a circa il 2025.

Voyager 1 è la sonda attualmente più lontana ed il manufatto umano con la maggiore velocità di sempre: circa 17,5 chilometri al secondo rispetto al Sole (61000 km/h).
Nel corso del suo viaggio di oltre 35 anni si trova attualmente a 120 unità astronomiche dal Sole, quasi 18 miliardi di chilometri , ben oltre l'orbita dell'ultimo pianeta Nettuno (4,5 miliardi di chilometri).
Insieme alla gemella Voyager 2, rimasta leggermente indietro perché ha una velocità inferiore, stanno completando con successo la missione denominata Voyager Interstellar Mission, volta ad individuare e studiare i confini del sistema solare e l'inizio dello spazio interstallare.

Il sistema solare è infatti avvolto in una specie di bolla protettiva prodotta dal vento solare della nostra Stella.
La sua azione ci protegge dalle insidie e dai pericoli del mezzo interstellare, costituito da gas, polveri, particelle cariche e in generale raggi cosmici che permeano lo spazio tra le stelle della Via Lattea.
Proprio a ridosso della distanza alla quale si trovano le sonde Voyager, si dovrebbe trovare il confine in cui il vento solare viene sopraffatto dal mezzo interstellare, detto eliopausa, e la porta d'ingresso per lo spazio aperto.
Le Voyager dovrebbero attraversare queste invisibili ma importanti colonne d'ercole presumibilmente nel 2014 ed inviare a Terra dati importantissimi ed unici delle proprietà di queste lontane (per i nostri standard) regioni celesti .

L'ingresso nel grande oceano dello spazio interstellare segnerà l'inizio ufficiale dell'esplorazione umana oltre il sistema solare, un traguardo importantissimo dal punto di vista emotivo e storico.
Continuando il parallelo con le colonne d'ercole, possiamo considerarci come i primi esploratori che hanno avuto i mezzi ed il coraggio di avventutarsi in luoghi mai visitati. Di fronte a noi c'è l'oceano aperto e probabilmente per molto tempo non noteremo sostanziali cambiamenti, ma il muro è stato abbattuto segnando un nuovo importante passo verso il progresso tecnologico e la nostra evoluzione.

Se le comunicazioni con le Voyager si interromperanno nel 2025 e le trasmissioni con le Pioneer sono già interrotte da alcuni anni, la loro corsa nello spazio continuerà indisturbata. Le quattro sonde sono destinate a viaggiare sempre più lontano per milioni di anni (o forse miliardi) fino a quando non incontreranno qualche ostacolo che possa fermarle.

Nonostante una velocità per noi elevatissima, Voyager 1 percorrerà il suo primo anno luce tra circa 17700 anni. Un anno luce è per noi una distanza veramente grande, pari a circa 9500 miliardi di chilometri, ma nello spazio è ben poca cosa. Per avere un termine di paragone, la stella a noi più vicina dista 4,3 anni luce.
Secondo la nostra concezione temporale questo intervallo di tempo è immenso, maggiore addirittura dell'intrera storia delle civiltà umane, ma per la Terra e l'Universo è poco più di un battito di ciglia.
Il nostro pianeta esiste da 4,6 miliardi di anni. La vita da almeno due miliardi e mezzo di anni, alcune specie viventi, come i rettili e gli anfibi, popolano il pianeta da centinaia di milioni di anni. La stessa storia dell'uomo risale a circa 2 milioni di anni fa.

Sotto questo punto di vista possiamo riconsiderare il nostro giudizio sul tempo impiegato dalla Voyager 1 a percorrere le distanze interstellari.
In 17 milioni di anni di viaggio, ad esempio, il tempo necessario per la nascita di un sistema planetario, Voyager 1 avrà percorso nello spazio ben 1000 anni luce, che diventeranno 100000, pari al diametro della nostra Galassia, in 1,7 miliardi di anni, l'intervallo di tempo richiesto alla Terra per ospitare le prime forme di vita stabile dopo la sua formazione.
Destino simile per le altre 3 sonde, con dati che non differiscono poi molto da questi approssimati che vi ho mostrato.

Le illustrazioni portate in viaggio dalle sonde Pioneer

Con questo nuovo approccio è affascinante notare come queste quattro sonde sono destinate a diventare le prime esploratrici della storia umana dello spazio profondo, le prime a visitare altre stelle e forse a viaggiare lungo tutta la Galassia.

Nessuno sa quali stelle e pianeti avvicineranno le Voyager e le Pioneer nel viaggio attraverso l'infinito dello spazio; e chissà se qualche civiltà extraterrestre (se ne esistono e se sono evolute) potrà mai intercettare questi manufatti e scoprire i messaggi lasciati al loro interno che raccontano l'origine e le caratteristiche dei loro creatori umani.

Le due sonde Pioneer costodiscono al loro interno una placca di alluminio con incise le sembianze umane, il nostro posto nel sistema solare e nella Galassia attraverso l'identificazione di 14 pulsar, ed un'importante proprietà della Natura a testimonianza del nostro livello tecnologico, detta transizione iperfine dell'atomo di idrogeno.
Le sonde Voyager contengono invece un disco dorato con incisi immagini, suoni, musica e alcune conoscenze fisiche e matematiche. Nell'alloggiamento trova posto anche la punta in grado di leggerlo e sul contenitore sono stampate le istruzioni per decodificare i messaggi, come ad esempio il numero di giri al minuto che deve compiere il disco.

Le istruzioni per leggere il disco delel Voyager

Questo particolare comando è veramente interessante: come spieghereste ad una specie aliena che il vostro disco deve fare un giro ogni 3,6 secondi per poter decodificare le immagini contenute ed ascoltare correttamente i brani musicali? Non possiamo utilizzare i secondi, definizione tipicamente terrestre, ma un'unità di tempo uguale a tutto l'Universo e associata a qualche proprietà fisica importante.
Gli scienziati, sui suggerimenti del grande astrofisico Carl Sagan hanno utilizzato come unità di misura l'intervallo di tempo associato alla transizione iperfina dell'atomo di idrogeno. Non è interessante capire di cosa si tratta, piuttosto comprendere che questa è una proprietà uguale a tutti gli atomi di idrogeno dell'Universo e che l'intervallo di tempo richiesto è misurabile e sempre lo stesso.
In questo modo anche le eventuali civiltà avanzate che dovessero trovare questa vera e propria capsula del tempo sapranno interpretare correttamente le istruzioni per leggere le informazioni.
Questa è anche una bella prova del fatto che le leggi fisiche sono l'unico linguaggio universale, perché stabilito dall'Universo stesso.

Qualunque sarà la sorte riservata a queste quattro sonde, saranno per milioni di anni ambasciatrici silenziose di un popolo ormai lontanissimo nel tempo e nello spazio, che in un punto azzurro spertudo in questo immenso Universo riuscì a dare via ai propri sogni raggiungendo le stelle, ed affidare a loro il ricordo eterno della sua breve esistenza.

Se volete sapere in tempo reale la posizione di queste quattro sonde, guardate qui.