Viaggi interstellari: Breakthrough Starshot, vele laser per raggiungere Alpha Centauri
Il progetto Breakthrough Starshot , lanciato nel 2016 con il sostegno del fisico Stephen Hawking e del miliardario russo-israeliano Yuri Milner , mira a inviare sonde ultraleggere verso il sistema stellare di Alpha Centauri , distante circa 4,37 anni luce dalla Terra (pari a quasi 41.300 miliardi di chilometri ).
Lo scopo è costruire una flotta di nanosonde da pochi grammi, ciascuna dotata di vele fotoniche , che verrebbero accelerate a velocità prossime al 20% della velocità della luce grazie a laser terrestri ad altissima potenza.
• Nature: Breakthrough Starshot aims for Alpha Centauri
• Breakthrough Initiatives: Starshot official site
Secondo gli scienziati coinvolti nel progetto, tra cui il fisico Avi Loeb dell’ Università di Harvard , se ogni vela — grande quanto un fazzoletto e fatta di materiali ultrasottili come il grafene o il kapton — fosse spinta da un fascio di laser infrarossi da 100 gigawatt , potrebbe raggiungere 60.000 chilometri al secondo . A questa velocità, il viaggio verso Alpha Centauri durerebbe circa 20 anni .
Una volta giunte in prossimità del sistema stellare, le sonde dovrebbero trasmettere immagini e dati scientifici verso la Terra, sfruttando mini-trasmettitori a microonde e ottiche miniaturizzate .
Ogni sonda, chiamata StarChip , sarebbe costituita da un microchip contenente strumenti scientifici, pannelli solari miniaturizzati, sensori, fotocamere e trasmettitori. Il tutto peserebbe meno di un grammo . L’elemento propulsivo principale, però, è la vela fotonica , grande alcuni metri quadrati e dello spessore di pochi micrometri .
La spinta sarebbe fornita da un impianto laser installato sulla superficie terrestre , chiamato “light beamer” , formato da una matrice di laser sincronizzati in grado di concentrare tutta l’energia su un singolo punto. L’intero sistema deve però affrontare enormi problemi di atmosfera , turbolenza ottica , tracciamento e raffreddamento .
Studio tecnico di riferimento:
Tra le difficoltà principali individuate nel progetto ci sono:
• La produzione di laser in grado di emettere 100 GW in modo coerente e controllato . Si tratta di una potenza oltre mille volte superiore a quella prodotta da una centrale nucleare media.
• La miniaturizzazione degli strumenti scientifici per sopravvivere e funzionare nello spazio interstellare , dove la radiazione cosmica e l’impatto con micro-particelle sono un rischio costante.
• La possibilità di ricevere segnali così deboli da distanze immense, superando limiti fisici legati alla diffrazione e alla dispersione nel mezzo interstellare.
Uno degli obiettivi chiave è lo studio di Proxima b , un pianeta potenzialmente abitabile attorno alla stella Proxima Centauri , scoperto nel 2016 . Le nanosonde potrebbero fornire le prime immagini dirette di un pianeta extrasolare e rilevare segnali di atmosfera , acqua , o vita microbica .
Approfondimento scientifico: