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L’equipaggio del futuro e qui

by Lettere21

Cloni, automi, macchine autoreplicanti e autocoscienti: sarano loro a viaggiare nello spazio

L’esplorazione dello Spazio lega a sé molte problematiche. Una di queste è la distanza che separa i vari corpi celesti, come i pianeti e le stelle, dalla Terra. Distanze così enormi che per coprirle potrebbero volerci secoli. Quindi, o si ottimizzano i tempi dei viaggi (ma la tecnologia non è ancora così avanzata da poterlo permettere), o si va a intervenire sull’equipaggio, destinato a questi viaggi lunghissimi. Ma in che direzione? Costruire una nave spaziale, portarla a destinazione e iniziare un processo di colonizzazione del lontano pianeta, potrebbe essere un progetto che per compiersi ha bisogno di diverse generazioni di uomini. Ma che genere di equipaggio potrebbe sostenere un viaggio simile? Ecco allora che si inizia a pensare agli equipaggi multigenerazionali, all’ibernazione umana, ai cloni, a robot autoreplicanti. Ma le cose come stanno veramente? Quali passi avanti ha fatto la ricerca?

EQUIPAGGI MULTIGENERAZIONALI

Immaginiamo di dover raggiungere un pianeta, considerato abitabile, a cento anni luce di distanza da noi. Con una nave ad antimateria, ad esempio, potremmo impiegare duecento anni per arrivarci. Se una generazione corrisponde a circa vent’anni, nella navicella ne nasceranno dieci di generazioni umane. In un viaggio così lungo va monitorato tutto. La popolazione dovrà mantenersi stabile, senza andare incontro al rischio di estinzione. Di conseguenza, vanno monitorati anche il cibo disponibile e le riserve. Tutto dovrà essere riciclato. Bisognerà anche far fronte al problema della noia. La simulazione computerizzata di realtà virtuali potrebbe essere un rimedio, ma la comunità dovrà vivere in un habitat confortevole, essendo l’unico che mai conoscerà. A bordo ci dovrà essere qualcuno che prenda decisioni, assegni degli incarichi e supervisioni l’intera attività della nave, ma tutti dovranno poter essere sostituiti nel caso si verificasse qualche inconveniente per non lasciare ruoli scoperti. Tutto ciò dovrà essere trasmesso alla generazione successiva e poi a quella che verrà dopo. E se un giorno una generazione non volesse più portare avanti la missione? O se qualcuno prendesse il potere e mettesse in pericolo la missione? Un rischio, senza dubbio, reale.

SONNO CRIOGENICO

In molti film di fantascienza e Passengers (2016) ne è un esempio, viene affrontato il tema del “sonno criogenico”. Nella pellicola, un gruppo di terrestri, per diversi motivi, decide di abbandonare la Terra e trasferirsi su un nuovo pianeta. Li attende un viaggio lunghissimo, di 120 anni. L’equipaggio ibernato dovrà essere risvegliato solo quando sarà prossimo all’arrivo. L’astronave è completamente automatizzata. Ma qualcosa va storto e una parte di esso viene “risvegliata” in anticipo di 90 anni. Ma sarebbe possibile nella realtà? In natura, durante l’inverno, alcune specie animali ricorrono a questo stratagemma, noto come letargo. Abbassano la temperatura corporea e rallentano le funzioni vitali, per poi risvegliarsi in primavera e riprendere normalmente la vita come se nulla fosse successo. Grazie alla presenza del glucosio, il punto di congelamento del sangue si abbassa, rimanendo liquido e garantendo il mantenimento delle funzioni corporee di base. Altrimenti, con l’abbassamento della temperatura, nel sangue si verrebbero a formare cristalli di ghiaccio che espandendosi, fuori e dentro le cellule, provocherebbero la rottura delle membrane.

Nel corpo umano, però, una concentrazione troppo alta di glucosio risulterebbe tossica per l’organismo. Quindi si è cercato di aggirare il problema usando una combinazione di sostanze chimiche, con lo scopo di abbassare il punto di congelamento, al fine di evitare il formarsi di tali cristalli. Si chiama processo di vitrificazione. Purtroppo finora non ha prodotto i resultati sperati, perché spesso le sostanze chimiche usate si sono rivelate velenose e mortali. A oggi, nessuna persona è stata ibernata e “risvegliata” con successo, pertanto la tecnica dell’animazione sospesa è ancora lontana dall’essere usata in modo sicuro. Ma, si sa, la scienza progredisce a grandi passi e in un futuro non troppo lontano le questioni tecniche, ora di ostacolo, magari saranno brillantemente superate. Diciamo che, virtualmente, almeno per l’immediato presente, il sonno criogenico potrebbe essere il modo ideale per affrontare viaggi interstellari. Gli scienziati confidano di renderlo possibile quanto prima.

Supponiamo però che l’equipaggio ibernato si trovi in una situazione di emergenza, come fronteggiare l’impatto con un asteroide (avviene nel film Passengers), dovendo ricorrere a riparazioni urgenti. Potrebbe essere necessario l’intervento esperto di un umano, qualora l’intervento di un eventuale robot non fosse sufficiente. Sarebbe necessaria, insomma, una piccola comunità di ingegneri esperti, in grado di essere risvegliata al momento del bisogno. Per poi ibernarla di nuovo?

I CLONI

Per colonizzare un nuovo pianeta si potrebbe ricorrere a un’altra tecnica: l’invio di embrioni contenenti il nostro DNA. Una volta giunti a destinazione, potrebbero essere fatti evolvere. Un’alternativa è quella di inviare il codice genetico stesso al fine di essere utilizzato per creare nuovi esseri umani. La clonazione sarebbe una buona alternativa. Non sarebbe necessario impiegare grandi navi e ricreare ambienti artificiali che allietino la vita a bordo.

Ma a che punto è la clonazione umana? Secondo gli scienziati, tutto sarebbe pronto, se non fosse per una questione etica. Potrebbero essere progettati dei robot con lo specifico compito di far sviluppare cloni. Gli esseri creati sarebbero geneticamente uguali a noi; non avrebbero però i nostri ricordi e la nostra esperienza, ma solo il nostro identico aspetto. Al momento, infatti, non sembra possibile trasferire nei nostri (eventuali) cloni anche la nostra personalità e memoria.

L’IMMORTALITÀ

Un altro metodo, per non ricorrere al processo di ibernazione e di clonazione, potrebbe riguardare la ricerca dell’immortalità dell’uomo. Tema caro alla letteratura umana e a molte pellicole cinematografice. L’aspettativa di vita è andata via via aumentando, e arrivati a questo punto è possibile che la scienza sia prossima a scoprire il segreto del processo d’invecchiamento. Oggi la ricerca dell’immortalità è diventata un business, che ha attirato le persone più ricche del pianeta. Un valido supporto potrebbe arrivare dalla genetica, ossia dalla manipolazione dei geni. Chissà che anche l’immortalità non dia il suo prezioso contributo per affrontare i lunghissimi viaggi nello spazio…

EQUIPAGGIO DI AUTOMI

Il prossimo passo della robotica, dopo le macchine controllate a distanza, sarà quello di progettare robot in grado di prendere autonomamente decisioni, riducendo o eliminando l’intervento umano. Automi in grado di viaggiare a lungo ed esplorare da soli pianeti lontani (anche perché ci vorrebbero ore per dare istruzioni via radio). Nella colonizzazione di un nuovo mondo, sarebbero loro a svolgere i lavori più pericolosi, una volta raggiunta la destinazione. Non avrebbero problemi in ambienti a bassa gravità a trasportare carichi pesanti e tutto il necessario per la realizzazione di una base in cui stabilirsi. Non avrebbero bisogno delle ingombranti tute per fronteggiare i brillamenti solari e i raggi cosmici. Nel caso si rompesse qualche parte meccanica, si potrebbe tranquillamente sostituire. Potrebbero bonificare ambienti pericolosi per l’uomo e non avrebbero bisogno di ossigeno. Oltre che nel viaggio, gli automi giocherebbero un ruolo essenziale nella fase di colonizzazione di un nuovo mondo. Ma quanto siamo ancora lontani da questa realtà?

Di sicuro le macchine in grado di apprendere saranno la chiave di svolta per l’esplorazione dello spazio. Robot dotati di reti neurali potranno apprendere la gestione di situazioni improvvise, come nel caso di una pioggia di meteoriti sul pianeta in cui si trovano. Le reti neurali in un robot portano al cosiddetto «apprendimento profondo». Si tratta di una tecnologia avanzatissima in grado di rivoluzionare molti campi. L’esplorazione spaziale richiede robot in grado di apprendere dal confronto con l’ambiente, anche se questo potrebbe non bastare, se volessimo automi in grado di tirar su, da soli, intere città. Il passo successivo rapresenta la sfida piu estrema per la robotica: creare macchine che abbiano un’autocoscienza e siano autoreplicanti.

MACCHINE AUTOREPLICANTI E AUTOCOSCIENTI

L’autoreplicazione per gli esseri viventi sta alla base della vita stessa, e avviene grazie alle informazioni contenute nel DNA, una particolare molecola in grado, come è noto, di riprodursi. E se anche le macchine fossero capaci di simulare tale replicazione?

Nel 1980, la Nasa guidò un progettostudio, Advanced Automation for Space Missions (Automazione avanzata per le missioni spaziali), che riguardava l’importanza dei robot autoreplicanti ai fini della costruzione di insediamenti lunari. Robot per l’estrazione mineraria, per le costruzioni e per le riparazioni, per la manutenzione. Questo progetto fu lanciato in concomitanza con i quintali di rocce lunari che gli astronauti riportarono sulla Terra. Tutto il progetto è stato rivalutato recentemente grazie al ritrovato interesse per la Luna e per Marte. La tecnologia disponibile oggi è molto piu avanzata, la robotica si affida alle stampanti 3D che sono talmente avanzate da essere in grado di creare tessuti umani, facendo uscire una cellula dopo l’altra da un beccuccio microscopico. In futuro, le stampanti 3D potrebbero ricreare i tessuti degli organi degli esseri viventi, o le parti di macchine necessarie per produrre un robot autoreplicante.

Il primo robot autoreplicante sul pianeta da colonizzare sarebbe il più complicato da produrre perché comporterebbe l’invio di molte attrezzature industriali. Una volta creato potrebbe generare una copia di sé, autonomamente. E così via. La crescita esponenziale dei robot autoreplicanti creerebbe una comunità abbastanza numerosa da trasformare i desertici paesaggi del pianeta in questione in luoghi abitabili.

Il passo successivo della robotica riguarderà lo sviluppo di robot autocoscienti, ovvero macchine in grado di comprendere chi sono e assumere ruoli dirigenziali, supervisionare altri robot, pianificare, proporre soluzioni di problemi. Interagirebbero con gli uomini in tutto e per tutto. Ovviamente, questo solleverà questioni etiche, creando allarmismo per un possibile loro sopravvento sugli esseri umani.

In vista di una colonizzazione spaziale, noi dipenderemmo pesantemente dai robot. E se poi non avessero più bisogno di noi? E se si impossessassero delle colonie? Il sopravvento delle macchine è una paura antica. Ma secondo alcuni scienziati non è altro che la normale direzione dell’evoluzione.

SE L’EQUIPAGGIO FOSSE UMANO, A QUALI RISCHI ANDREBBE INCONTRO?

Oltre ai costi, e ammesso che si trovi una soluzione per rendere possibile una spedizione umana nello Spazio profondo, ci sarebbero tutti i problemi legati all’incolumità e alla sicurezza dell’equipaggio.

Una volta superata l’atmosfera terrestre e, con essa, la sua protezione, oltre le fasce di Van Allen, il viaggio di circa 58 milioni di chilometri (considerando la distanza minima dalla Terra, per una durata di sei mesi) verso Marte, ad esempio, esporrebbe gli astronauti a una vera e propria pioggia di raggi cosmici (particelle e nuclei atomici di alta energia) e particelle cariche provenienti dagli intensi brillamenti solari. Si tratta di radiazioni ionizzanti, che impattando a velocità consistente con gli atomi, anche del corpo umano, liberano elettroni e con la loro energia causano seri danni all’organismo.

Alla Colorado State University, alcuni fisici-ricercatori hanno assemblato un dispositivo che simula emissioni, irradiando raggi gamma e soprattutto neutroni, che sono una radiazione secondaria, cioè prodotti dalla collisione dei raggi cosmici con le pareti di un veicolo spaziale non schermate adeguatamente.

Secondo gli scienziati, «i neutroni producono radicali liberi, molecole reattive che possono danneggiare le membrane delle cellule, DNA, neuroni dell’ippocampo e della corteccia prefrontale alterando e modificando l’apprendimento e le interazioni sociali». Tale studio che ha simulato le reali condizioni di una esposizione per un tempo continuativo di sei mesi a bassi livelli di raggi cosmici è stato pubblicato su Society Neuroscience. Gli esperimenti sono stati condotti su cavie, nelle quali è stata poi analizzata la risposta neurologica. Ne è emerso che le comunicazioni tra i neuroni erano inefficienti e sono sopraggiunti problemi cognitivi sia nel comportamento che nell’apprendimento e nella memoria. Inoltre, sono stati riscontrati seri ed accentuati livelli di ansia che portava le cavie ad evitare le interazioni sociali. Per un equipaggio andrebbe aggiunto a tutto ciò l’isolamento e la coesistenza forzata in un ambiente ristretto per un lungo periodo, che potrebbe trasformare soggetti psicologicamente sani in persone facilmente irritabili, e non solo.

CONCLUSIONI

Il film Total Recall – Atto di forza, ambientato nel (non lontanissimo) 2084, ci mostra una sorprendente proposta di come potrebbe essere la vita sul Pianeta Rosso: frenetiche e scintillanti metropoli, attività minerarie, reti in grado di rifornire energia e ossigeno ai residenti. Ottimo scenario per il grande schermo, ma utopia per i mezzi e la tecnologia che, a oggi, conosciamo. Inizialmente, ogni singolo oggetto dovrebbe essere spedito dalla Terra, ma la distanza di decine di milioni di chilometri andrebbe via via rallentando di molto le comunicazioni, e i costi manderebbero i Paesi in bancarotta. Una risposta che può tentare di risolvere alcuni problemi va ricercata nelle nuove tecnologie, ovvero nanotecnologie e intelligenza artificiale. I progressi delle nanotecnologie potrebbero portare alla produzione di ingenti quantità di grafene e nanotubi in carbonio, materiali super leggeri che agevoleranno di molto le costruzioni. Il grafene è un ottimo conduttore elettrico; i nanotubi di carbonio sono fogli di grafene arrotolati in tubi con la caratteristica di essere infrangibili e quasi invisibili. I costi per produrli su larga scala sono però ancora molto elevati. Per ora, le metropoli marziane sono realtà affascinanti che possiamo ammirare nei kolossal cinematografici americani ma, si sa, non è la prima volta che il cinema semplicemente anticipa il nostro futuro…

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