TERRA 2, VERSO LA NUOVA DIMORA

Dalla Luna a Marte ai pianeti extrasolari: le agenzie spaziali di tutto il globo studiano come colonizzare la futura "Terra 2". I tempi richiesti sono lunghi, ma già matura una nuova coscienza, quella dell'uomo che si appresta ad abbandonare il proprio nido per trasferirsi nelle profondità del cosmo. Ma le difficoltà non mancano.


di Alfredo Lissoni - Lo spazio è la nostra nuova frontiera. Lo aveva già ribadito il presidente americano Bill Clinton, rilanciando l'avventura su Marte come nuovo "far West". "Andare lassù per fugare i nostri dubbi", titolava su "L'Unità" dell'8 agosto 1996 il dott. Marcello Coradini della Direzione Scientifica dell'ESA. Ed a Marte ha recentemente pensato anche Arthur Clarke, padre del satellite per le telecomunicazioni ed apprezzato autore di fantascienza ("2001 Odissea nello spazio"), che durante una conferenza tenuta il 13 settembre 2003 a Santa Fé, New Mexico, ha ricordato come Marte sia una nostra nuova patria naturale, dicendosi addirittura sicuro che "il pianeta rosso sia infestato dalla vita. Le fotografie scattate dal Mars Orbiter mostrano diverse aree ricche di vegetazione, e non vi è più alcun dubbio di ciò". Di dubbi, in realtà, ve ne sono molti, soprattutto da quando un team di geologi planetari dell'Arizona State University di Tempe ha analizzato le mappature del Thermal Emission Spectrometer (TES) a bordo della sonda Mars Global Surveyor. Gli strumenti non hanno rivelato traccia alcuna dei vasti bacini d'acqua precedentemente ipotizzati (il TES rileva i carbonati associati al passaggio d'acqua in epoche remote, ma sul pianeta rosso, a parte minerali carbonati presenti nella polvere del pianeta in proporzione del 2-5%, non ne sono stati trovati).

Sparita dunque l'acqua che si credeva avesse già anticamente bagnato il pianeta, venute meno anche le enormi montagne che inizialmente si pensava esistessero su Marte, i planetologi si sono trovati dinanzi solo un deserto polveroso. I dati divulgati da Philip Christensen, direttore di ricerca al TES, e da Timothy Glotch e Joshua Bandfield su "Science" del 22 agosto rappresentano una doccia fredda per gli entusiasti del pianeta rosso. Vedremo se tali pessimistiche conclusioni saranno confermate dalle tre sonde dirette su Marte (l'europea Mars Express e le due americane Mars Exploration Rover), tutte equipaggiate per rilevare l'acqua sia in maniera diretta (con il lander Beagle 2 ed i rover Opportunity e Spirit) che indiretta.

Ciò non ha impedito a John Moore, antropologo dell'Università della Florida, di pensare ad una colonia permanente sul pianeta, composta da circa 200 elementi ("il che garantirebbe una sopravvivenza di 2000 anni, selezionando astronauti che non abbiano stretti rapporti di parentela") che, dopo un viaggio ad un terzo della velocità della luce, potrebbero provvedere alla costruzione di "Terra 2". Le stime di Moore sono considerate forse troppo ottimistiche. Il viaggio su Marte, allo stato attuale del nostro progresso tecnologico, è tutt'altro che agevole; richiede minimo 3-4 mesi ed almeno, secondo uno studio dell'ESA, un equipaggio di venti uomini; un numero decisamente troppo elevato, che comporterebbe la costruzione di un'astronave troppo grossa e bisognosa di una quantità eccessiva di carburante, nonché di motori giganteschi in grado di vincere la gravità terrestre. Meglio dunque costruirla nello spazio, in un'orbita bassa, dicono all'ESA.

La colonizzazione, o meglio l'espatrio su Marte, dovrebbe dunque procedere a scaglioni, per gradi, sino a raggiungere il numero di 2000 unità, considerato indispensabile per la corretta distribuzione di tutte le mansioni di bordo di un'astronave, nonché per il raggiungimento dell'autosufficienza della colonia extraterrestre. Sul pianeta rosso dovremmo poi cercare fonti energetiche e creare serre e strutture abitative. I giapponesi stanno lavorando in questa direzione sin dagli anni Ottanta, anzi, già pensano all'utilizzo di robot per abitazioni ed ospedali.
Se Marte poi non dovesse andare bene, niente paura. Nel giugno 1994 esponenti delle agenzie spaziali americana, russa, giapponese ed europea si sono radunati a Beatemberg in Svizzera per pianificare la costruzione di una colonia sulla Luna (ne dava notizia, il 16 luglio, il giornalista Giovanni Caprara nel corso di un intervista a Neil Armstrong, l'astronauta del primo allunaggio che, per inciso, nell'ottobre del 1999 dichiarerà di essere convinto che "pur non essendoci prove, vi sia vita ovunque nel cosmo"). E non è finita qui. Astronomi europei intendono lanciare, agli inizi del 2008, il satellite Eddington nel punto di Lagrange L2, affinché individui nuovi pianeti extrasolari abitabili. Saranno oltre 100.000 le stelle tenute sotto osservazione per tre anni nella costellazione della Lucertola, ove non vi sono stelle brillanti al punto tale da impedire le osservazioni con il telescopio spaziale. Si stima che i possibili candidati a "Terra 2" possano essere almeno 20.000, ma resta il problema, non indifferente, di come raggiungerli. David Southwood, responsabile della ricerca scientifica dell'Ente spaziale europeo, è convinto che fra alcune centinaia di anni le risorse terrestri si esauriranno e che dunque i nostri discendenti dovranno emigrare altrove. Facile a dirsi, difficile a realizzarsi. Per il momento sappiamo solo che potremo vivere nello spazio.


SERRE COSMICHE

Già nel 1997 sono stati condotti, ad opera di astronauti americani, sulla Mir (ove era ospite uno statunitense) e sullo Shuttle, esperimenti di coltivazione di ortaggi mediante luce sintetica. Le rape coltivate sullo Shuttle, ad esempio, hanno avuto lo stesso tempo di fioritura, di 45 giorni, che normalmente impiegano sulla Terra. E da molti anni i franco-americani studiano l'ECLAS (Ecosystème Clos Artificiel Simplifié), per creare una catena completa di alimentazione in un ecosistema artificiale, tenendo conto dei rifiuti e del riciclo dell'aria, nonché della produzione di biomassa. Secondo lo studio Delphi in Germania, la possibilità di produrre proteine dall'anidride carbonica e dall'ammoniaca, come pure carboidrati con fotosintesi artificiale è data al 97% per il 2009-2010. Sulla Mir, nel febbraio del 1999 ed in occasione del suo tredicesimo anno, si era lavorato per far nascere delle quaglie giapponesi. Un precedente esperimento, tentato due anni prima, era fallito perché i pulcini non erano stati in grado di alimentarsi a gravità zero, ed erano quindi morti di fame. Scopo dell'esperimento, in vista di un'eventuale spedizione umana su Marte, era valutare la convenienza del produrre cibo durante i lunghi viaggi interplanetari grazie agli uccelli, che forniscono sia carne che concime per le coltivazioni di verdure.

Già negli anni '80 la NASA ha iniziato a programmare, presso il Centro Ames, esperimenti da effettuarsi sulla stazione internazionale ISS, nell'ambito dello Space Station Biological Research Project; l'idea di base era creare una varietà di habitat, nei quali sperimentare con roditori, piante, insetti, organismi acquatici, culture di cellule e di membrane interne di uova di non-mammiferi. "Nella crescita e nello sviluppo di piante nello spazio", sostiene il prof. Dino Dini dell'Università di Pisa, "oltre ai cicli delle radici e dei germogli è sensibile alla gravità un certo numero di cellule emergenti alle estremità superiori. Poiché queste cellule in crescita all'estremità si presentano all'osservazione in vivo, possono essere studiati in dettaglio il moto e la sedimentazione del loro crescere. Può essere seguita con semplici microscopi la manipolazione sperimentale durante la centrifugazione, innesto e drogaggio, trattamento con pinze ottiche, e presenza di microgravità. Gli studi sull'accrescimento delle cellule d'estremità delle piante, necessarie per l'alimentazione a bordo dei veicoli spaziali, hanno permesso di formulare modelli che spiegano il muoversi ed il ruotare direzionalmente per gravità durante la crescita".

MALATTIE SPAZIALI

Se l'alimentazione degli astronauti rappresenta un problema minore (la Mir era rifornita da uno shuttle ogni due mesi, con un carico di frutta e verdura fresca, libri e giornali; impossibile pensarlo però per stazioni più distanti), non va invece sottovalutato lo stress psicologico dovuto alla prigionia forzata in un ambiente chiuso (l'esperimento condotto in Biosphera 2 fu sintomatico). William Speed Weed ipotizza, sulla rivista "Discover", l'uso di medici e psicologi "computerizzati", a bordo dell'astronave. L'intelligenza artificiale dovrebbe supportare, partendo da una posizione di forza, di autorevolezza (che difficilmente riconosceremo ad un software) gli astronauti in crisi depressiva. Sarà sufficiente? Ne dubitiamo. Valerij Poliakov, il cosmonauta russo recordman della permanenza nello spazio (14 mesi sulla Mir), ha lamentato forti mal di testa dovuti all'adattamento corporeo all'assenza di gravità, ma anche la frustrazione del "vedersi sfilare sotto gli occhi le guerre ed i disastri provocati dall'uomo", che osservava grazie alla tv. E c'era poi la nostalgia per quelle operazioni banali sulla Terra, come il prendere una doccia, ma impossibili nello spazio, dove l'acqua non "cade", ove ci si muove con due ciabatte inchiavardate al suolo e ove non esistono asciugamani ma aspiratori di acqua residua. Ed ove è persino impossibile utilizzare a lungo un capo di abbigliamento che ci sta a cuore, in quanto ogni abito, soprattutto se intimo, è "usa e getta".

Forse nello spazio si troveranno meglio esseri umani che nasceranno sulle colonie orbitanti; non si renderanno conto dei limiti oggettivi imposti dalla permanenza nello spazio e si atterranno ad una vita più clausurale. Ma i problemi non saranno comunque pochi. A parte il senso di disorientamento, gli astronauti vanno incontro alla riduzione della massa muscolare, per inutilizzo, e alla degradazione delle ossa, che invecchiano più in fretta e si assottigliano per la pressione ridotta, diventando più fragili. Frances Ashcroft, nel libro "Oltre ogni limite", spiega che "soli dieci mesi di microgravità portano ad una riduzione ossea paragonabile a quella che sulla Terra si verifica tra i 30 ed i 75 anni". Dati presentati in occasione dell'edizione 2002 del Success Student Contest organizzato dall'ESA parlano di una riduzione del tessuto osseo al ritmo del 2-4% al mese (per questo motivo sulla ISS verranno a breve condotti esperimenti sulla biologia degli osteoblasti nello spazio). La forza di gravità incide in vario modo: la sua assenza può modificare la struttura fisica dell'uomo; gli astronauti che passano lunghi periodi a bordo delle navi spaziali subiscono allungamenti della colonna vertebrale fino a 7-8 centimetri (non a caso gli astronauti vengono scelti di bassa statura).

E non è finita. C'è poi il problema di testare il limite di resistenza dell'organismo umano nello spazio (Charles Conrad, il terzo uomo che camminò sulla Luna, durante la missione Skylab del 1973 stabilì il record personale di permanenza nello spazio con 1179 ore e 38 minuti; morì nel luglio del 1999 per un incidente in moto). Per quanto riguarda gli esseri umani, i test condotti a bordo dello Spacelab, in occasione della missione D2, ci hanno permesso di stabilire che il nostro sistema respiratorio è particolarmente sensibile all'influenza della gravità, così come, in assenza di essa, il corpo umano è sottoposto a marcati cambiamenti dei fluidi, con una combinazione di ridistribuzione verso la testa o la parte anteriore del corpo e perdita generale di fluido. Circa i malanni spaziali, il "male da moto", un malessere caratterizzato da nausea, disagio allo stomaco e vomito, emicrania, sonnolenza e apatia, essudazione fredda è ora curabile con somministrazioni di Cortisol, il più importante ormone adrenale nel Vasoactive Intestinal Peptibe. L'esperimento T2, eseguito durante la missione Euromir '95, ebbe lo scopo di testare metodi innovativi per la visualizzazione della contaminazione da microbi, utilizzando una tecnica di prelievo di campioni grazie a filtri di membrane alla nitrocellulosa (in seguito si appurò che sulla Mir proliferavano batteri e, si disse, addirittura funghi).

LA CINA È VICINA

Ma non tutti gli scienziati sono così pessimisti. Il 15 ottobre la Cina ha lanciato la sua quinta sonda, la Shenzhou 5 ( = Veicolo divino), posta in orbita da un razzo Chang Zheng ( = Lunga marcia) dal Centro Spaziale di Jiuquan, ai margini del deserto del Gobi. La novità è che la sonda ha equipaggio a bordo, Yang Liwei, un astronauta le cui generalità sono state tenute celate sino all'ultimo (ed i filmati trasmessi in differita in caso di fallimento); la sonda ha compiuto 14 orbite attorno alla Terra in 22 ore, prima dell'atterraggio in Mongolia. Non è un mistero che la Cina, che dispone di tecnologie non indifferenti, intenda competere con le agenzie spaziali europee ed americane, arrivando a contornare le gesta dei futuri yuhangyuan, i "navigatori dello spazio", di mistica maoista (quando Shenzhou 1 entrò in orbita, trasmise dallo spazio l'inno patriottico "L'Oriente è rosso"). La ricerca spaziale cinese, pur se costosissima e politicizzata, avrà notevoli ricadute economiche sul mercato (sia asiatico che mondiale) e piazzerà il Paese, a livello internazionale, tra le superpotenze tecnologiche e commerciali. A detta degli organi di Partito, nelle intenzioni del Governo vi è la formazione di un ponte di aggancio fra una sonda ed un veicolo spaziale lasciato da una precedente missione; la messa in orbita di un laboratorio ove astronauti lavoreranno per periodi limitati di tempo; infine, la messa in orbita di una stazione spaziale degna di competere con la ISS o la Mir. "Stanno discutendo se inviare un uomo su Marte o se costruire una base sulla Luna. Al momento, il limite che si pongono è il cielo", ha spiegato alla Reuters un diplomatico occidentale, dopo il successo della missione (vista con molto sospetto dall'America, che già teme che la Cina possa minacciare lo Scudo Spaziale statunitense; "la conquista dello spazio non può non avere un impatto politico", ha commentato un anonimo funzionario dell'amministrazione Bush).

La Cina è comunque solo una delle tante nazioni dichiaratesi interessate ad un programma spaziale; oltre allo Stato di Israele, che però prevede solo la messa in orbita di satelliti militari, e all'India, il cui primo ministro Atal Bihari Vajpayee sogna uno sbarco sulla Luna, anche partners "minori" come Nigeria, Ucraina e Sudamerica intendono investire nella "Nuova Frontiera". Staremo a vedere.