Allo stato attuale della scienza, solo un equipaggio che avrà figli durante il volo spaziale per diverse centinaia di anni ha la possibilità di raggiungere la propria destinazione.
Nel 1995, gli astrofisici Michel Mayor e Didier Quelozm scoprirono il primo esopianeta, 51 Pegasi b (51 Pegasi b), in orbita attorno a una stella diversa dal nostro Sole. Questa scoperta del mondo alieno ha segnato l'inizio della ricerca di mondi abitabili.
23 anni dopo, il numero di esopianeti esistenti è di oltre 3.700. La probabilità di trovare un mondo come il nostro si avvicina.
Nomina di Proxima b
La recente scoperta di Proxima Centauri b, l'esopianeta più vicino a noi in orbita attorno alla stella più vicina al nostro Sole, offre agli abitanti del pianeta Terra un'altra interessante opportunità.
È altamente probabile che questo corpo celeste abbia una superficie rocciosa e una massa vicina alla massa del nostro pianeta ed è di grande interesse, poiché la sua temperatura di equilibrio suggerisce che l'acqua sulla sua superficie possa essere in forma liquida.
Situato a 40.000 miliardi di chilometri dalla Terra, Proxima b è una destinazione ideale. Teoricamente è possibile un breve viaggio interstellare con obiettivo di ricognizione e possibilità di colonizzazione: potremmo così sistemare le persone su un altro pianeta.
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Ma anche se il razzo potesse raggiungere una velocità pari all'uno percento della velocità della luce, che è molto più veloce di quella di un moderno veicolo spaziale con equipaggio, il volo verso Proxima b durerebbe oltre 423 anni.
Navi autonome giganti
Con questi dati iniziali, una vita umana non è sufficiente per raggiungere un esopianeta. I ricercatori devono trovare una soluzione per l'equipaggio in modo che possano sopravvivere per centinaia di anni nello spazio profondo.
Puoi, ad esempio, congelare i corpi. Nonostante i progressi in quest'area, le tecnologie criogeniche non hanno ancora raggiunto il livello desiderato: quando le cellule vengono congelate, si formano cristalli di ghiaccio sulle loro pareti (vetrificazione), che porteranno alla distruzione del corpo dopo il riscaldamento.
Ibernazione? Tutte le opzioni per svegliarsi dal sonno, in cui le funzioni fisiologiche dei membri dell'equipaggio vengono rallentate prima che la nave arrivi a destinazione, devono ancora essere esplorate.
Un'altra ipotesi è una maternità ospedaliera volante, in cui embrioni umani, sotto la supervisione di robot, si sviluppano tranquillamente fino a giungere a destinazione. Il problema principale è la mancanza di genitori umani per crescere i figli. Inoltre, non è mai esistita una popolazione nata completamente in vitro: e in queste condizioni potrebbe non essere desiderabile per la missione affidarsi a questo metodo.
L'opzione migliore potrebbe essere quella di utilizzare gigantesche navi autonome che viaggeranno nello spazio mentre le loro popolazioni sono attive. Le persone vivranno e moriranno a bordo fino a quando non raggiungeranno la loro destinazione.
Diversi concetti di progettazione per tali navi sono stati presentati in Islands in the Sky: Daring Ideas for Colonizing Space nel 1996, ma i loro calcoli matematici e statistici non si adattano più alla nostra tecnologia attuale.
Equipaggio da 150 a 44.000 persone
L'antropologo americano John Moore è stato il primo a utilizzare lo strumento etnografico Ethnopop per quantificare il numero minimo di persone per un volo multigenerazionale.
Ethnopop simula le situazioni coniugali e demografiche dei piccoli coloni e utilizza moduli esterni per creare epidemie e disastri episodici. Ma questi moduli non sono mai stati applicati nel contesto del volo spaziale, poiché questo programma è stato sviluppato per calcolare e analizzare le migrazioni storiche dei primi gruppi di persone.
Considerando che nei viaggi spaziali i processi di immigrazione ed emigrazione sono impossibili, Moore ha concluso che per una missione di 200 anni, l'equipaggio iniziale dovrebbe includere tra 150 e 180 persone.
A suo avviso, l'equipaggio dovrebbe essere composto da giovani e produrre prole il più tardi possibile per ritardare il più a lungo possibile la comparsa della prima generazione. Queste condizioni aiuteranno ad evitare la sovrappopolazione e un'alta percentuale di consanguineità.
Calcoli più recenti dell'antropologo Cameron Smith prevedono un aumento delle dimensioni dell'equipaggio. Secondo lui, l'equipaggio iniziale dovrebbe essere compreso tra 14.000 e 44.000 persone. Questa è la cifra ottimale per garantire una sana trasmissione del patrimonio genetico umano.
Secondo la sua ricerca, l'equipaggio di 150 sarà sempre sull'orlo dell'estinzione in caso di grave disastro. Smith consiglia di avere a bordo più campioni genetici iniziali e questo richiede un equipaggio numeroso.
Questo significativo aumento del numero di persone a bordo è dovuto alle ipotesi di base dello scienziato, che ha calcolato il numero di coloni in arrivo a destinazione utilizzando un semplice approccio statistico.
Sembra che ci siano difficoltà nello stimare il numero ottimale di personale di partenza, e questo senza tener conto degli effetti psicologici che possono avere un impatto sull'equipaggio quando si separa per sempre dalla Terra.
Progetto Patrimonio
Per questo nel 2017 ho creato Heritage Project, un nuovo strumento di modellazione statistica come Monte Carlo. Il progetto coinvolge il fisico Camille Beluffi, l'astrofisico Rhys Taylor e l'ingegnere di ricerca e sviluppo Loïc Grau per fornire simulazioni realistiche della futura esplorazione spaziale.
Il nostro progetto è multidisciplinare: vi prendono parte fisici, astronomi, antropologi, ingegneri aeronautici, sociologi e medici.
Legacy è il primo programma interamente dedicato al calcolo dell'evoluzione probabilistica dell'equipaggio a bordo di un mezzo interstellare. Deve, tra le altre cose, determinare se un gruppo di persone di queste dimensioni può supportare più generazioni senza alcuna fornitura artificiale di materiale genetico aggiuntivo.
È già diventato chiaro che la determinazione del numero minimo di membri dell'equipaggio è un passo importante nella preparazione di qualsiasi missione che preveda la partecipazione di più generazioni, coinvolgerà non solo le risorse e il budget necessari per tale impresa, ma avrà anche conseguenze sociologiche, etiche, sociali e politiche. Tutti questi elementi sono necessari per studiare la creazione di una colonia autosufficiente in modo che gli esseri umani possano stabilirsi su altri pianeti.
I primi risultati della nostra collaborazione sono stati pubblicati sul Journal of the British Interplanetary Society e un altro articolo sulla stampa regolare. Una presentazione pubblica della nostra ricerca si è svolta a Strasburgo nell'ambito del Transmission Symposium, durante il quale abbiamo dimostrato che i dati sull'equipaggio forniti da Moore e Smith non sono utilizzabili su viaggi molto lunghi.
Ora si tratta di definire i principi e le regole di vita necessarie per l'equipaggio con il minor numero possibile di persone per garantire la fattibilità della missione ed essere resiliente di fronte a disastri e malattie gravi.
Al momento è in fase di sviluppo un programma in grado di prevedere i bisogni nutrizionali dell'equipaggio e determinare lo spazio necessario per l'agricoltura spaziale all'interno della nave stessa. Al momento, le serre idroponiche sono la soluzione migliore. I nostri calcoli stabiliranno presto i requisiti minimi di dimensione della nave.
I primi lavori di approfondimento sull'esplorazione spaziale stanno appena cominciando ad apparire. L'argomento è ancora vasto e molti fattori umani, spaziali, culturali, psicologici e sociali devono essere incorporati in un programma per computer. Il lavoro scrupoloso è essenziale se vogliamo che le persone siano in grado di raggiungere nuovi mondi.
Frédéric Marin
