Viaggio interstellare non possibile nei prossimi due secoli

Quando avremo la tecnologia necessaria per allontanarci dal nostro sistema solare e raggiungere le stelle? E' la domanda che si è posto Marc Millis, ex dirigente del Breakthrough Propulsion Physics Project della NASA, e fondatore della Tau Zero Foundation, una fondazione volta a promuovere la ricerca di tecnologie per il viaggio interstellare.
Il problema del viaggio interstellare non è soltanto un'idea che mai si realizzerà. La velocità con cui scopriamo nuovi pianeti è impressionante, ed è solo una questione di "quando" (e non di "se") scopriremo un pianeta simile al nostro, adatto ad ospitare la vita come noi la conosciamo.
Una volta scoperto un pianeta che presenti queste caratteristiche, non ci si potrà limitare a studiarlo da lontano. Per quanto la nostra tecnologia di osservazione si stia evolvendo velocemente, nulla potrà mai sostituire l'apporto che una presenza fisica su un pianeta simile al nostro può dare.
Ovviamente ci sono problemi di grande entità da risolvere, prima di poter raggiungere un pianeta extrasolare. C'è il problema della velocità, che limita pesantemente la possibilità di raggiungere stelle lontane, e che rende anche un granello di sabbia un proiettile letale. C'è poi il problema dell'energia: quanta energia è necessaria per poter effettuare un viaggio interstellare?
Millis ha affrontato il problema del viaggio interstellare dal punto di vista energetico: comprendendo il ritmo a cui l'umanità produce energia, e proiettandolo in un futuro più o meno prossimo, Millis è riuscito a calcolare quando avremo energia sufficiente per viaggiare tra le stelle.
Per eseguire questi calcoli, Millis ha preso come unità di misura l'energia utilizzata negli ultimi 30 anni per lanciare lo Space Shuttle in rapporto all'energia prodotta dagli Stati Uniti, considerando che questa percentuale sarà la stessa frazione di energia disponibile in futuro per i viaggi interstellari.
Millis ha poi ipotizzato due tipi di missione: una colonia umana di 500 persone in un viaggio di sola andata nello spazio, e una sonda priva di equipaggio umano lanciata verso Alpha Centauri in un viaggio della durata di 75 anni.

Per la prima missione, ha immaginato un consumo di energia di circa 1000W a persona, e una massa totale della nave-colonia di 10^7 kg. Da questo, ha concluso che l'ipotetica astronave avrà bisogno di 10^18 Joules di energia per la propulsione, decisamente molta di più di quanta ne sia necessaria oggi per lanciare lo shuttle (10^13).
Riguardo alla seconda missione, il discorso è differente. L'assenza di equipaggio umano riduce drasticamente il fabbisogno di energia, di circa tre ordini di grandezza. Ma il fatto che la sonda debba accelerare verso il suo obiettivo, per poi decelerare una volta raggiunta la destinazione della missione, fa aumentare l'energia necessaria a 10^19 Joules.
Non è ben chiaro perchè la missione della colonia umana non abbia bisogno di decelerazione. Credo che sia dovuto al fatto che Millis non ha pensato a nessuna destinazione per la prima missione, immaginando soltanto una colonia lanciata verso il nulla. L'utilità di una missione senza obiettivi mi sfugge, ma tralasciamo la questione.
A questo punto, è stato necessario calcolare quando l'umanità avrà a disposizione ordini di grandezza tali da consentire una o l'altra missione, ovviamente basandosi sulla frazione di energia disponibile sul totale di quella prodotta. Secondo Millis, queste quantità di energia non saranno disponibili almeno fino all'anno 2196.
Va fatto notare che l'ipotesi di Millis si basa su una progressione lineare della produzione energetica, che negli ultimi decenni è stata tutt'altro che lineare.
Immaginate una persona del 1880 che effettua una stima di quante automobili saranno in circolazione nell'anno 2000 sulla base dei dati disponibili sulla produzione di petrolio e di automobili del tempo. I numeri risultanti dalla sua analisi saranno certamente errati, poco importa se per eccesso o per difetto.
Lo stesso discorso si potrebbe fare per l'analisi di Millis: l'avanzamento delle tecnologie dei materiali, dell'energia, e anche la stessa ricerca di base nel campo della fisica e della chimica potrebbero spostare questo limite verso date più vicine a noi, senza la necessità di dover aspettare 200 anni prima di veder concretizzato il sogno di poter viaggiare tra le stelle.
We Won't Have Enough Power For Interstellar Travel Until At Least 2211, According to New Calculations
Interstellar Travel Not Possible Before 2200AD, Suggests Study