Il Progetto Icarius è un ambizioso studio che prevede di lanciare un veicolo spaziale senza equipaggio verso una destinazione interstellare. Avviato dalla Tau Zero Foundation e dalla British Interplanetary Society, è gestito dalla Icarius Interstellar Inc., un'organizzazione not-profit di scienziati dedicata al volo spaziale interstellare che sta lavorando per sviluppare un veicolo spaziale che può viaggiare fino ad una stella vicina.
Ian Crawford, relatore in Scienze Planetarie e Astrobiologia alla Birkbeck College, University of London e alla Lead Designer per gli obiettivi scientifici del modulo Icarius, discute degli esperimenti scientifici che potrebbero essere effettuati durante un viaggio interstellare e di alcune delle priorità quando Icarius arriverebbe nel sistema stellare di destinazione.
Lo studio per Icarius ha il compito di progettare un veicolo interstellare capace di fare in situ investigazioni scientifiche.
Ci possono essere pochi dubbi sul fatto che la ricerca scientifica in particolare nel campo dell'astronomia, della scienza planetaria e dell'astrobiologia, saranno i principali beneficiari del volo interstellare del progetto Icarius.
Nella sua lunga storia, l'astronomia ha fatto passi da gigante attraverso lo studio della luce che ci giunge dal cosmo, ma c'è un limite alla quantità di informazioni che possono essere spremute dall'analisi della luce stellare e di altre radiazioni cosmiche.
Gli obiettivi scientifici di Icarius possono essere suddivisi nelle seguenti categorie:
1) Ricerca scientifica sul lungo percorso durante la fase di crociera tra le stelle;
2) Studi astrofisici della stella stessa, o delle stelle, multiplo.
3) Studi di scienza planetaria di pianeti nel sistema di destinazione, incluse le lune, gli asteroidi e le comete di interesse;
4) Studi strobiologici di qualsiasi pianeta abitabile o lune che si trovano nel sistema planetario di destinazione.
Alcune misurazioni chiave che potrebbero essere fatte sono la densità gassosa, la composizione, lo stato di ionizzazione, la densità delle polveri e la loro composizione, il campo di radiazione interstellare e l'intensità del campo magnetico, tutti in funzione della distanza tra il sole e il sistema stellare di destinazione.
Determinare alcune di queste proprietà del mezzo interstellare locale sarà importante anche per la pianificazione a lungo termine di missioni interstellari successive per quantificare il rischio di impatto posto dai grani di polvere interstellare.
Oltre agli studi del mezzo interstellare condotto su tutto il percorso, ci sono altre misurazioni astronomiche e fisiche che potrebbero far uso del veicolo Icaris come piattaforma di osservazione durante la fase di crociera.
Questi includono l'utilizzo della linea di base a lungo aperta tra Icarius e il Sistema Solare per estendere la distanza su scala trigonometrica degli oggetti extragalattici, le prove circa le teorie di gravità (incluso l'eventuale individuazione di onde gravitazionali) e forse la ricerca di evidenze di materia oscura tra le stelle.
Nonostante l'interesse scientifico di queste osservazioni, però, le indagini scientifiche condotte lungo il percorso sono una priorità relativamente bassa quando si tratta di scelta di destinazione. Questo non perché le indagini sono scientificamente poco importanti, ma perché possono essere in gran parte condotte indipendentemente dalla stella di destinazione.
E' vero che in alcune direzioni del mezzo interstellare locale sono di maggiore interesse rispetto ad altri, ma questo è improbabile che sia mezzo scientifico per un veicolo così complesso e costoso per una nave stellare come Icarus.
Gli studi astrofisici della stella bersaglio avranno una priorità più alta. Anche se tutti i potenziali obiettivi di Icarus saranno stelle vicine (probabilmente meno di 15 anni luce), essi fornirebbero molte informazioni astronomiche sul Sistema Solare e studi dettagliati circa il vento stellare e la fotosfera, le proprietà magnetiche e stellari, e ci sarebbero indubbi vantaggi dalle possibilità di osservazioni in situ.
Da questa prospettiva, una più elevata priorità potrebbe essere data a stelle rare o insolite. Esempi possono includere una stella di tipo I e/o una nana bianca, entrambi i quali potrebbero essere realizzati selezionando Sirio (8,6 anni luce di distanza) o Procione (11,4 anni luce di distanza) come bersagli, in quanto entrambi hanno una nana bianca come compagna.
Ci sarà anche un grande interesse astrofisico a rendere in primo piano le osservazioni delle nane brune (il più vicino noto dei quali sono nel sistema Epsilon Indi ad una distanza di 11,8 anni luce), o una nana rossa vicina (che, pur non essendo rare rappresentano la classe meno compresa della di sequenza principale di stelle a causa della loro intrinseca debolezza).
In ultimo, ma non meno importante, non dobbiamo sottovalutare l'importanza scientifica di fare osservazioni di un'altra stella della sequenza principale di tipo G, come Alpha Centauri A (4,4 anni luce di distanza) o Tau Ceti (11,9 anni luce di distanza) per consentire confronti diretti con il Sole.
Pertanto, dal punto di vista astrofisico, c'è sicuramente molta ricerca che potrebbe essere approfondita con la missione Icarus.
Tuttavia, interessanti e importanti considerazioni astrofisiche come queste è improbabile di per sé che possano essere i principali fattori scientifici per una missione nello spazio interstellare. In parte questo è dovuto ai prevedibili progressi nelle tecniche astronomiche che ci permetteranno di continuare ad affinare la nostra comprensione delle proprietà astrofisiche delle stelle vicine, senza dover lasciare fisicamente il Sistema Solare.
Non c'è dubbio che la presenza di un sistema planetario aumenterà notevolmente la priorità scientifica di una stella come potenziale bersaglio.
Questo perché ci sono molti aspetti della scienza planetaria, che potranno essere affrontati solo con l'esecuzione di misurazioni in prossimità, tra cui lo sbarco di strumenti scientifici sulle superfici planetarie. Possiamo essere sicuri di questo perché, in più di mezzo secolo, le osservazioni spaziali in situ hanno completamente rivoluzionato lo studio dei pianeti e delle lune del Sistema Solare, fornendo informazioni che non sarebbero state possibile ottenere telescopicamente dalla superficie della Terra o nelle sue immediate vicinanze.
Se questo è vero per i corpi celesti nel nostro Sistema Solare è ovvio che sarà vero anche altri sistemi planetari.
Prima che siamo pronti a costruire un tipo di astronave Icarus, le osservazioni astronomiche saranno in grado di stabilire una gerarchia di priorità tra uno qualsiasi pianeti che possono essere rilevati intorno alle stelle più vicine: (i) pianeti dove sono evidenziate tracce biologiche nell'atmosfera e (ii) i pianeti che appaiono abitabili (ad esempio sui quali dove vi è l'evidenza spettrale dell'acqua e dell'anidride carbonica), ma per i quali non vi è alcuna prova esplicita di vita, e per i (iii) i pianeti che appaiono avere superfici inabitabili (sia a causa della composizione atmosferica ritenuta non favorevole alla vita o perché non hanno un ambiente rilevabile), ma che potrebbero tuttavia sostenere una biosfera sotto la superficie.
Così, quando si pianificherà un viaggio interstellare per fini astrobiologici saranno chiare le priorità dei sistemi di destinazione con largo anticipo.
La più alta priorità di tutti sarebbe andare sui pianeti extrasolari per i quali viene rilevata la prova spettrale di una biosfera indigena da osservazioni astronomiche. In tal caso, la prova definitiva dell'esistenza di vita indigena e in seguito gli studi di biochimica di base, la struttura cellulare, diversità ecologica e la storia evolutiva, necessiteranno assolutamente di misure sul posto.
Ciò richiederà il trasporto di strumenti scientifici dedicati, attraverso lo spazio interstellare, e sarebbe la più forte possibile giustificazione scientifica per la costruzione di un Icarus in stile astronave, con una architettura che permetterà la decelerazione del veicolo sul sistema di destinazione.
Conclusione
Un veicolo spaziale interstellare, come Icarius produrrà notevoli benefici scientifici. Questi includono studi del mezzo interstellare condotto lungo il percorso, e le osservazioni astrofisiche della stella bersaglio (s).
Tuttavia, sembra chiaro che quando si tratta di scegliere una stella obiettivo finale la presenza di un sistema planetario, e soprattutto la presenza di pianeti abitabili o abitati, sarà vincente tutte le altre motivazioni scientifiche. Anche se, come descritto nel mio precedente articolo, la nostra conoscenza dei sistemi planetari, entro 15 anni luce del sole è ancora frammentaria, nel corso dei prossimi decenni i progressi nelle tecniche astronomiche possono darci un inventario molto più completo di pianeti vicini.
Adattamento e traduzione a cura di Arthur McPaul
Fonte:
http://news.discovery.com/space/project-icarus-science-objectives-biosignatures-111024.html
Ian Crawford, relatore in Scienze Planetarie e Astrobiologia alla Birkbeck College, University of London e alla Lead Designer per gli obiettivi scientifici del modulo Icarius, discute degli esperimenti scientifici che potrebbero essere effettuati durante un viaggio interstellare e di alcune delle priorità quando Icarius arriverebbe nel sistema stellare di destinazione.
Lo studio per Icarius ha il compito di progettare un veicolo interstellare capace di fare in situ investigazioni scientifiche.
Ci possono essere pochi dubbi sul fatto che la ricerca scientifica in particolare nel campo dell'astronomia, della scienza planetaria e dell'astrobiologia, saranno i principali beneficiari del volo interstellare del progetto Icarius.
Nella sua lunga storia, l'astronomia ha fatto passi da gigante attraverso lo studio della luce che ci giunge dal cosmo, ma c'è un limite alla quantità di informazioni che possono essere spremute dall'analisi della luce stellare e di altre radiazioni cosmiche.
Gli obiettivi scientifici di Icarius possono essere suddivisi nelle seguenti categorie:
1) Ricerca scientifica sul lungo percorso durante la fase di crociera tra le stelle;
2) Studi astrofisici della stella stessa, o delle stelle, multiplo.
3) Studi di scienza planetaria di pianeti nel sistema di destinazione, incluse le lune, gli asteroidi e le comete di interesse;
4) Studi strobiologici di qualsiasi pianeta abitabile o lune che si trovano nel sistema planetario di destinazione.
Alcune misurazioni chiave che potrebbero essere fatte sono la densità gassosa, la composizione, lo stato di ionizzazione, la densità delle polveri e la loro composizione, il campo di radiazione interstellare e l'intensità del campo magnetico, tutti in funzione della distanza tra il sole e il sistema stellare di destinazione.
Determinare alcune di queste proprietà del mezzo interstellare locale sarà importante anche per la pianificazione a lungo termine di missioni interstellari successive per quantificare il rischio di impatto posto dai grani di polvere interstellare.
Oltre agli studi del mezzo interstellare condotto su tutto il percorso, ci sono altre misurazioni astronomiche e fisiche che potrebbero far uso del veicolo Icaris come piattaforma di osservazione durante la fase di crociera.
Questi includono l'utilizzo della linea di base a lungo aperta tra Icarius e il Sistema Solare per estendere la distanza su scala trigonometrica degli oggetti extragalattici, le prove circa le teorie di gravità (incluso l'eventuale individuazione di onde gravitazionali) e forse la ricerca di evidenze di materia oscura tra le stelle.
Nonostante l'interesse scientifico di queste osservazioni, però, le indagini scientifiche condotte lungo il percorso sono una priorità relativamente bassa quando si tratta di scelta di destinazione. Questo non perché le indagini sono scientificamente poco importanti, ma perché possono essere in gran parte condotte indipendentemente dalla stella di destinazione.
E' vero che in alcune direzioni del mezzo interstellare locale sono di maggiore interesse rispetto ad altri, ma questo è improbabile che sia mezzo scientifico per un veicolo così complesso e costoso per una nave stellare come Icarus.
Gli studi astrofisici della stella bersaglio avranno una priorità più alta. Anche se tutti i potenziali obiettivi di Icarus saranno stelle vicine (probabilmente meno di 15 anni luce), essi fornirebbero molte informazioni astronomiche sul Sistema Solare e studi dettagliati circa il vento stellare e la fotosfera, le proprietà magnetiche e stellari, e ci sarebbero indubbi vantaggi dalle possibilità di osservazioni in situ.
Da questa prospettiva, una più elevata priorità potrebbe essere data a stelle rare o insolite. Esempi possono includere una stella di tipo I e/o una nana bianca, entrambi i quali potrebbero essere realizzati selezionando Sirio (8,6 anni luce di distanza) o Procione (11,4 anni luce di distanza) come bersagli, in quanto entrambi hanno una nana bianca come compagna.
Ci sarà anche un grande interesse astrofisico a rendere in primo piano le osservazioni delle nane brune (il più vicino noto dei quali sono nel sistema Epsilon Indi ad una distanza di 11,8 anni luce), o una nana rossa vicina (che, pur non essendo rare rappresentano la classe meno compresa della di sequenza principale di stelle a causa della loro intrinseca debolezza).
In ultimo, ma non meno importante, non dobbiamo sottovalutare l'importanza scientifica di fare osservazioni di un'altra stella della sequenza principale di tipo G, come Alpha Centauri A (4,4 anni luce di distanza) o Tau Ceti (11,9 anni luce di distanza) per consentire confronti diretti con il Sole.
Pertanto, dal punto di vista astrofisico, c'è sicuramente molta ricerca che potrebbe essere approfondita con la missione Icarus.
Tuttavia, interessanti e importanti considerazioni astrofisiche come queste è improbabile di per sé che possano essere i principali fattori scientifici per una missione nello spazio interstellare. In parte questo è dovuto ai prevedibili progressi nelle tecniche astronomiche che ci permetteranno di continuare ad affinare la nostra comprensione delle proprietà astrofisiche delle stelle vicine, senza dover lasciare fisicamente il Sistema Solare.
Non c'è dubbio che la presenza di un sistema planetario aumenterà notevolmente la priorità scientifica di una stella come potenziale bersaglio.
Questo perché ci sono molti aspetti della scienza planetaria, che potranno essere affrontati solo con l'esecuzione di misurazioni in prossimità, tra cui lo sbarco di strumenti scientifici sulle superfici planetarie. Possiamo essere sicuri di questo perché, in più di mezzo secolo, le osservazioni spaziali in situ hanno completamente rivoluzionato lo studio dei pianeti e delle lune del Sistema Solare, fornendo informazioni che non sarebbero state possibile ottenere telescopicamente dalla superficie della Terra o nelle sue immediate vicinanze.
Se questo è vero per i corpi celesti nel nostro Sistema Solare è ovvio che sarà vero anche altri sistemi planetari.
Prima che siamo pronti a costruire un tipo di astronave Icarus, le osservazioni astronomiche saranno in grado di stabilire una gerarchia di priorità tra uno qualsiasi pianeti che possono essere rilevati intorno alle stelle più vicine: (i) pianeti dove sono evidenziate tracce biologiche nell'atmosfera e (ii) i pianeti che appaiono abitabili (ad esempio sui quali dove vi è l'evidenza spettrale dell'acqua e dell'anidride carbonica), ma per i quali non vi è alcuna prova esplicita di vita, e per i (iii) i pianeti che appaiono avere superfici inabitabili (sia a causa della composizione atmosferica ritenuta non favorevole alla vita o perché non hanno un ambiente rilevabile), ma che potrebbero tuttavia sostenere una biosfera sotto la superficie.
Così, quando si pianificherà un viaggio interstellare per fini astrobiologici saranno chiare le priorità dei sistemi di destinazione con largo anticipo.
La più alta priorità di tutti sarebbe andare sui pianeti extrasolari per i quali viene rilevata la prova spettrale di una biosfera indigena da osservazioni astronomiche. In tal caso, la prova definitiva dell'esistenza di vita indigena e in seguito gli studi di biochimica di base, la struttura cellulare, diversità ecologica e la storia evolutiva, necessiteranno assolutamente di misure sul posto.
Ciò richiederà il trasporto di strumenti scientifici dedicati, attraverso lo spazio interstellare, e sarebbe la più forte possibile giustificazione scientifica per la costruzione di un Icarus in stile astronave, con una architettura che permetterà la decelerazione del veicolo sul sistema di destinazione.
Conclusione
Un veicolo spaziale interstellare, come Icarius produrrà notevoli benefici scientifici. Questi includono studi del mezzo interstellare condotto lungo il percorso, e le osservazioni astrofisiche della stella bersaglio (s).
Tuttavia, sembra chiaro che quando si tratta di scegliere una stella obiettivo finale la presenza di un sistema planetario, e soprattutto la presenza di pianeti abitabili o abitati, sarà vincente tutte le altre motivazioni scientifiche. Anche se, come descritto nel mio precedente articolo, la nostra conoscenza dei sistemi planetari, entro 15 anni luce del sole è ancora frammentaria, nel corso dei prossimi decenni i progressi nelle tecniche astronomiche possono darci un inventario molto più completo di pianeti vicini.
Adattamento e traduzione a cura di Arthur McPaul
Fonte:
http://news.discovery.com/space/project-icarus-science-objectives-biosignatures-111024.html
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