Quanto lontano dalla Terra gli esseri umani possono viaggiare nello spazio?

Ad oggi, gli americani James Lovell, Fred Haise, John Swigert sono le tre persone che hanno viaggiato più lontano dalla Terra, durante la missione Apollo 13. Quando volarono dietro la Luna, si trovavano a 400.171 chilometri dalla superficie della Terra. La luce impiega 1,335 secondi per coprire quella distanza

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Ad oggi, gli americani James Lovell, Fred Haise, John Swigert sono le tre persone che hanno viaggiato più lontano dalla Terra, durante la missione Apollo 13. Quando volarono dietro la Luna, si trovavano a 400.171 chilometri dalla superficie della Terra. La luce impiega 1,335 secondi per coprire quella distanza.

Molti di noi hanno sicuramente fantasticato di viaggiare tra le stelle, o almeno di esplorare il sistema solare. La fattibilità di farlo in sicurezza è ancora leggermente fuori portata, ma ci stiamo sicuramente muovendo verso incursioni sempre più lontane dal comfort e dalla sicurezza del nostro pianeta.

Potremmo raggiungere altri pianeti? Molto probabilmente. E le altre stelle? Forse, un giorno. E alla fine dell’universo? In realtà c’è un modo che non richiede alcuna soluzione fantascientifica (o almeno niente al di là della fisica che conosciamo).

Diamo un’occhiata alle tecnologie di cui abbiamo bisogno per andare più in profondità nello spazio.

LA LUNA, MARTE E OLTRE

Se il nostro obiettivo è esplorare il sistema solare, abbiamo già molta della tecnologia. Ci sono potenti razzi già in uso e sono stati progettati veicoli con equipaggio per riportare gli umani sulla Luna e oltre, ma ci sono molte preoccupazioni.



Più siamo lontani dalla Terra, maggiore è la dose di radiazioni cosmiche che riceviamo. Il forte campo magnetico del nostro pianeta ci protegge dalle radiazioni. Cosa ci protegge nello spazio profondo? I ricercatori hanno effettivamente testato una soluzione. I funghi scoperti a Chernobyl sopravvivono alle radiazioni e, un giorno, potrebbero essere utilizzati come sistema di schermatura vivente su veicoli spaziali e habitat umani.

Viaggiare nello spazio oltre la nostra Luna richiede molti mesi, se non anni, e si parla molto di viaggi di sola andata. In generale, un po’ ovunque nel sistema solare troveremo solo ambienti estremamente pericolosi che possono facilmente ucciderci, e, anche se potessimo raggiungerli, non è detto che noi vi si possa sopravvivere a lungo termine. Inoltre, la maggior parte degli interventi medici nello spazio potrebbe essere estremamente difficile da eseguire, una semplice appendicite potrebbe ucciderci.

C’è anche la possibilità che la vita aliena esista da qualche parte nelle vicinanze, quindi dobbiamo discutere di come la nostra presenza lì potrebbe mettere in pericolo i potenziali organismi che vivono oltre la Terra.

AD ASTRA – TO THE STARS

Se pensi che tutte le sfide dei viaggi spaziali “locali” possano essere risolte (crediamo di sì per ora), forse vuoi rivolgere la tua attenzione alle stelle. L’umanità potrebbe viaggiare verso un altro sistema stellare?

L’umanità, forse. Un solo essere umano, non proprio. Prendiamo Proxima Centauri, la stella più vicina al Sole. Alla velocità della luce, ci vogliono poco più di quattro anni per arrivarci. Se dovessimo raggiungere la velocità del veicolo spaziale più veloce di sempre (la sonda solare Parker della NASA nel suo approccio più vicino al Sole) ci vorrebbero quasi 8.400 anni per arrivarci. E questo senza rallentare per fermarlo.

Ci sono proposte per inviare esplorazioni robotiche su Proxima. delle minisonde potrebbero arrivarci in pochi decenni e quelle più grandi a propulsione nucleare potrebbero fare il viaggio in poche centinaia di anni. Si tratta di idee eccitanti, ma non adatte agli esseri umani. E anche se lo fossero, è ancora oltre la durata della vita umana.

Una soluzione a questo potrebbe essere una nave generazionale. La prima generazione lascerebbe il nostro pianeta e sarebbero i discendenti a raggiungere la stella. Ovviamente, dovremmo chiederci perché qualcuno dovrebbe iniziare questo viaggio. Ma è altrettanto importante discutere lo stato etico e psicologico in cui potrebbero trovarsi le generazioni intermedie, questi figli nati su un’astronave obbligati ad un viaggio che non hanno scelto di compiere. Sarebbero interessati a continuare un viaggio verso qualcosa che non vedrebbero mai?

AVVICINARSI ALLA VELOCITÀ DELLA LUCE

Possiamo rendere il viaggio più veloce? E potremmo raggiungere le galassie vicine e anche oltre? Ebbene, almeno in linea di principio sì. Quello di cui avresti bisogno è un razzo relativistico. Ciò consentirebbe agli esseri umani di viaggiare per distanze incredibili e non richiede nulla al di là della nostra attuale comprensione della fisica.

Hai bisogno di un razzo che acceleri a circa 9,81 metri al secondo quadrato. Questa è l’attrazione media normale della Terra, quindi le persone nella navicella si sentirebbero come se fossero semplicemente sulla superficie del nostro pianeta. Una tale accelerazione porterebbe rapidamente la navicella a velocità relativistiche e lì si verifica un fenomeno molto utile: la dilatazione del tempo.

Avvicinandosi alla velocità della luce, il passare del tempo sulla navicella rallenterà. Questa stranezza della fisica è stata resa popolare dal paradosso dei gemelli, e in questo razzo relativistico, tu sei il gemello che vola via e non invecchia.

L’orologio fuori ticchetta ancora. Quindi, potresti raggiungere Proxima Centauri in 4,3 anni, ma a bordo sembrerebbero 3,6 anni. Se invece volessi raggiungere Vega (a 27 anni luce di distanza), a bordo, sembrerebbero 6.6. Più vai avanti, più ti avvicinerai alla velocità della luce e più il tempo passerà più lentamente.

VIAGGIO AI CONFINI DELL’UNIVERSO

Quindi potresti arrivare al centro della Via Lattea in 20 anni o alla Galassia di Andromeda – situata a più di due milioni di anni luce di distanza – in appena 28. Ovviamente, sulla Terra sarebbero passati due milioni di anni.

Ma c’è un limite a quanto lontano potremmo andare? Sì. L’universo si sta espandendo e questa espansione è accelerata. Lo spazio tra le galassie (a meno che non siano molto vicine) diventa sempre più ampio con ogni secondo che passa. E più due cose si trovano nell’universo, più velocemente sembrano retrocedere l’una dall’altra.

Ci sono galassie che vediamo nel cielo che non possiamo più raggiungere perché l’unico modo per farlo sarebbe muoversi più rapidi della velocità della luce per compensare l’espansione accelerata dell’universo. Questo confine è chiamato orizzonte cosmologico e la sua dimensione esatta dipende dalla formula cosmologica corretta per descrivere l’universo … che è attualmente un work in progress.

Tuttavia, potrebbe essere possibile raggiungere questo confine in pochi decenni. Un confine vuoto, freddo e senza segni nell’universo. 

Allora perché non abbiamo un simile razzo? Ebbene, la ragione è il carburante. 

Per sostenere un’accelerazione così costante è necessaria un’enorme quantità di carburante. Anche immaginando una reazione estremamente efficiente (che non abbiamo), dovresti portare con te molto carburante. Tipo, un valore di carburante delle dimensioni di un pianeta.

La morale della storia è che il viaggio nello spazio per quanto ne sappiamo al momento è complicato. Abbiamo molte sfide da affrontare, siano esse tecniche, fisiche, fisiologiche, psicologiche ed etiche. Il modo in cui le affronteremo farà la differenza.

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