Tra fantascienza, scienza e tecnologia. I viaggi spaziali

di Piero Giuseppe Goletto

Con il precedente articolo, dedicato al metaverso, abbiamo iniziato una serie nella quale ci poniamo lo scopo di mettere a confronto le idee della fantascienza con quelle scientifiche.

Una delle prime idee, in ordine di tempo, entrate dalla fantascienza nella realtà è quella dei razzi e del viaggio spaziale. La fonte di ispirazione è un romanzo di Jules Verne: Dalla terra alla luna.

Riepiloghiamo la trama: I soci del Gun Club, associazione americana di artiglieri con sede a Baltimora, annunciano di avere inventato un cannone capace di sparare un proiettile in grado di raggiungere la Luna. Il progetto prevede che il proiettile costruito in alluminio venga lanciato da una bocca da fuoco sotterranea alimentata da fulmicotone. Il libro è importante perché è stato scritto nel 1865 (quindi, sostanzialmente, cento anni prima dello sbarco sulla Luna) e riflette le conoscenze del tempo.

A Dalla Terra alla Luna segue Intorno alla luna  nel quale i tre intrepidi viaggiatori sono partiti per il viaggio più importante della storia, la cui destinazione è la luna. Sulla Terra, però, sono tutti in ansia perché qualcosa sembra non essere andato secondo i piani e gli amici rimasti coi piedi ben piantati a terra non possono fare altro che sperare.

Le conoscenze del tempo però non sono sufficienti per andare nello spazio così come immaginato da Verne.

Per mettere in orbita o far arrivare su un altro corpo celeste un satellite, una sonda o un apparato occorre fornirgli un’adeguata spinta. Questa spinta però deve essere controllabile e pertanto indirizzata in modo opportuno. Non si può usare quindi un cannone, occorre che la spinta sia fornita da un altro tipo di motore: il motore a razzo.

Il motore a razzo si basa sul principio di azione e reazione, dove la spinta creata dai motori è in grado di superare il peso del razzo e vincere la forza di gravità. Si usano combustibili liquidi (idrogeno liquido o cherosene speciale RP1) e ossigeno liquido che è necessario perché i motori a razzo attraversano l’atmosfera. Nella fase iniziale di spinta si usano molto razzi a combustibile solido che forniscono un’accensione immediata e una spinta costante.

Un razzo è infatti dotato di diversi stadi. Il primo stadio è quello che fornisce la spinta iniziale ed è pertanto il più potente. La sua spinta continua fino all’esaurimento del carburante, dopodiché lo stadio si separa e torna a terra sfruttando una discesa con paracadute oppure, nel caso dei lanciatori riutilizzabili come Falcon 9, utilizzando i motori come razzi di frenata.

In un primo momento l’ascesa è verticale, successivamente il razzo inclina la traiettoria per posizionarsi e adottare il corretto angolo di attacco per raggi “wungere l’orbita di trasferimento e poi l’orbita definitiva.

I viaggi interplanetari comportano il trasferimento in un’orbita di transito, situata intorno alla Terra, per i controlli successivi al lancio e poi lo spostamento sull’orbita solare (ciò che corrisponde, in pratica, a inseguire il pianeta raggiungendo la sua orbita).

Per questo motivo i viaggi spaziali sono così lunghi e questo argomento è ben descritto fra gli altri nel romanzo e nel film “Sopravvissuto – The Martian”. Anzi, è proprio il fatto che Marte e la Terra si trovino alla minima distanza ogni 6 mesi a innescare la situazione del film, in cui un astronauta rimasto bloccato sul pianeta rosso deve attendere tutto questo tempo adattandosi a sopravvivere in quel mondo ostile prima di poter ritornare sulla Terra grazie a una missione di recupero. Pur con inevitabili semplificazioni, il film risulta  realistico ed estremamente gradevole.

Riguardo ai viaggi verso Marte sono stati pensati numerosi film, tra cui Pianeta rosso di Antony Hoffman con Val Kilmer protagonista assoluto. La storia ipotizza che la Terra sia diventata inospitale e si renda quindi necessario trasferire una colonia sul pianeta rosso.

Per ridurre la durata dei viaggi spaziali sono state ipotizzate varie soluzioni, tanto nella realtà quanto nella narrazione fantascientifica. In merito a quest’ultima particolare rilievo assume la “propulsione a curvatura” di Star Trek (warp drive). Nella narrazione di Star Trek la propulsione a curvatura è l’espediente narrativo che giustifica la possibilità di viaggi interstellari e consente lo stacco tra le varie scene.

Nelle serie di Star Trek viene ipotizzato che il motore a curvatura si basi su una reazione controllata tra materia e antimateria, cosa che è al di là delle possibilità della tecnologia attualmente disponibile. Il reattore viene controllato tramite confinamento magnetico e l’energia prodotta consente di contrarre lo spazio davanti all’astronave. Sono però in corso ricerche scientifiche.

Il motore a curvatura sarebbe infatti in grado di funzionare entro i confini della teoria della relatività generale di Albert Einstein secondo un Hyper-relativistic local-dynamic space, spinto da una espansione locale dello spazio-tempo dietro di essa, e da una contrazione opposta di fronte, in modo che teoricamente una navicella spaziale sarebbe mossa dalle forze generate dalle modifiche apportate allo spazio-tempo e pertanto sfrutterebbe la Relatività di Einstein.

Altre forme di viaggio interstellare sfrutterebbero cunicoli spazio-temporali (è il caso di “Interstellar”, ma il significato di questo film va molto oltre il tema del viaggio in sé) o “Punto di Non Ritorno”, che mostra cosa può succedere quando si attraversa un buco nero.   Viaggi interstellari sono anche ipotizzati in film come “Contact” (che fu scritto dall’astronomo Carl Sagan) e in “Space Battleship Yamato” di Leiji Matsumoto.

I viaggi spaziali sono anche ambientazioni per situazioni psicologiche di non poco conto. In “Solaris” i casi di morti violente impongono un’indagine su un pianeta che ha la forza di materializzare l'inconscio degli umani. “Solaris” infatti riguarda prima di tutto la memoria.