Ho avuto l’opportunità di parlare con Pete Worden, il direttore delle Breakthrough Initiatives, che mirano a sfruttare la tecnologia all’avanguardia per consentire il viaggio interstellare di sonde automatizzate, il progetto Starshot.
Pete Worden, il capo dell’iniziativa Breakthrough Starshot, è sempre stato affascinato dall’idea del viaggio interstellare. Crede che ora sia il momento giusto per tentare di trasformare questo concetto di fantascienza in realtà. L’iniziativa ha identificato le vele solari a propulsione laser come il metodo più promettente per inviare sonde ai sistemi stellari vicini entro questo secolo.
Breakthrough Starshot ha valutato la fattibilità della missione affrontando sfide importanti come la costruzione di laser ad alta potenza e convenienti, lo sviluppo di vele solari leggere e durevoli e la possibilità di comunicare dai sistemi stellari vicini alla Terra. Sebbene ci sia ancora del lavoro da fare, Pete e il suo team credono che questi problemi siano risolvibili.
Pete sottolinea l’importanza di costruire prototipi e incorporare nuovi sviluppi, piuttosto che affidarsi esclusivamente al tradizionale quadro del livello di prontezza tecnologica. Crede anche nel potere della filantropia privata di assumersi grandi rischi per risultati potenzialmente rivoluzionari, cosa che i governi spesso non sono disposti a fare.
Le Breakthrough Initiatives mirano a ispirare le persone in tutto il mondo dimostrando la possibilità di un futuro illimitato ed espandendo la civiltà umana verso le stelle. Pete sostiene che l’esplorazione spaziale e la scienza possono fornire le chiavi per risolvere i problemi principali sulla Terra e che perseguire queste aspirazioni non dovrebbe essere visto come qualcosa di mutuamente esclusivo rispetto all’affrontare le preoccupazioni immediate.
Pete sottolinea il valore delle partnership pubblico-private nel far progredire l’esplorazione spaziale, con filantropi privati che si assumono i rischi iniziali e governi che forniscono supporto per strutture su larga scala. Sottolinea anche l’importanza di coinvolgere il pubblico attraverso progetti di scienza partecipativa e opportunità educative legate alle Breakthrough Initiatives.
Per quanto riguarda la ricerca di intelligenza extraterrestre (SETI), Pete rileva gli sforzi in corso per utilizzare l’IA nell’analisi dei dati e il potenziale per scoprire civiltà veramente aliene. Sebbene sia cauto nell’inviare attivamente messaggi nell’universo, crede che la ricerca scientifica di vita aliena sia un’impresa degna di nota.
Trascrizione modificata
David: Pete Worden, grazie mille per essere qui con me oggi. Tu sei a capo dell’iniziativa Breakthrough Starshot, che è il nostro primo serio tentativo per una missione interstellare. Perché hai deciso che, per quanto folle possa ancora sembrare, questo fosse il momento giusto per tentare di trasformare la fantascienza in realtà?
Pete: Ho sempre avuto un forte interesse ad andare verso le stelle, fin da quando ero un bambino negli anni ’50. I primi libri che mia madre mi diede riguardavano le meraviglie delle stelle e le meraviglie dei pianeti. Pensavo che le stelle fossero molto più interessanti. Le chiesi, credo all’età di sei anni, cosa fanno le persone che studiano le stelle? Disse che si chiamano astronomi. Così ero piuttosto insistente sul fatto che volevo essere un astronomo. Certo, ero un adolescente durante il programma Apollo e sentivo che era solo questione di tempo prima che sviluppassimo tecnologie che ci avrebbero permesso almeno di inviare sonde e forse anche, alla fine, di inviare persone a distanze interstellari. Quando lavoravo con la NASA, continuavo a promuovere varie idee interstellari. Come astronomo, uno dei miei maggiori interessi sono le stelle vicine, in particolare se possiamo trovarvi pianeti. Quindi è stata un’opportunità naturale quando il fondatore dell’iniziativa, Yuri Milner, mi disse che era molto interessato a capire come avremmo potuto inviare sonde alle stelle più vicine in questo secolo. Ho colto al volo l’opportunità.
David: Le sfide che Breakthrough Starshot deve risolvere sono ancora numerose: nella propulsione, nell’ingegneria della sonda e in molte altre. Come valuti i progressi fatti su ciascuna? E come organizzi la collaborazione necessaria tra così tante discipline diverse per garantire che si raggiungano progressi concreti?
Pete: Stiamo completando la nostra prima fase, che è stata una valutazione fondamentale della fattibilità della missione. La primissima fase è stata capire quale metodo usare. Francamente, l’unico che sembrava promettente in questo secolo erano le vele solari a propulsione laser. Si accelererebbe un piccolissimo veicolo spaziale attaccato a una vela solare con un laser molto potente al 20% della velocità della luce.
Quando abbiamo iniziato questo programma, abbiamo individuato circa 25 sfide importanti – ciò che il nostro sponsor chiamava “ostacoli insormontabili”. La maggior parte di essi sembrava essere alla fine risolvibile, ma ce n’erano tre o quattro principali da cui dipendeva l’intera fattibilità. Il primo era: si può costruire un laser da 100 gigawatt di potenza o più per una quantità di denaro ragionevole? Inizialmente, questa era probabilmente la sfida più seria. Se si guardasse a quanto costa costruire laser oggi, quel motore fotonico laser, che fornisce la potenza propulsiva, costerebbe centinaia di miliardi di dollari. È improbabile che qualcuno spenda così tanti soldi per sonde interstellari.
Quindi gran parte della nostra ricerca si è concentrata sulle tendenze nella tecnologia laser. Ci sono due cose che abbiamo esaminato. Una era la tecnologia laser a fibra, che sembra stia avanzando. Tra una o due decadi, pensiamo di poter costruire laser a fibra per 10-20 centesimi di dollaro per watt. È ancora un sistema piuttosto costoso. Ma ci sono nuove tecnologie laser fotoniche che sono fondamentalmente dispositivi laser a stato solido, più simili a chip elettronici che a laser classici. Questi sembrano progredire piuttosto bene, e pensiamo di poter ridurre il costo a meno di un centesimo di dollaro per watt. Quindi quello sembra molto promettente. Chiaramente c’è ancora molto lavoro per convalidarlo, ma quella era la prima sfida.
La seconda sfida era la vela solare stessa. Possiamo costruire una vela solare in grado di sopportare così tanta potenza? Abbiamo finito per esaminare molti materiali diversi. Questo è stato guidato dal Professor Harry Atwater al Caltech. Ha ideato un materiale, nitruro di silicio credo, che ha le caratteristiche necessarie. Ha anche proposto che, invece di attaccare un chip, che è il componente elettronico del satellite, si distribuiscano effettivamente le funzioni sulla vela stessa. Pubblicherà presto una serie piuttosto interessante di articoli che parleranno di come possiamo costruire una vela solare che sia in realtà anche un veicolo spaziale. Questo ha un potenziale rivoluzionario non solo per eventuali missioni interstellari, ma per missioni nel sistema solare esterno, perché sono molto economiche e possono essere spostate abbastanza rapidamente. La tecnologia è probabilmente a un decennio di distanza da dove possiamo iniziare a fare ricerche interessanti.
Il terzo sforzo, e questo è probabilmente quello che ho sempre pensato fosse il più impegnativo, è: possiamo comunicare dai sistemi stellari vicini, in particolare Alpha Centauri? È una grande sfida. Ma ci sono due aspetti. Uno è avere un laser di comunicazione effettivamente integrato nella vela solare. Dopo che il sistema sorvolerà un pianeta bersaglio nel sistema di Alpha Centauri, la vela solare si girerebbe, si bloccherebbe sulla posizione in cui la Terra si troverà tra quattro anni e mezzo e inizierebbe a trasmettere il segnale con laser di bordo molto piccoli.
La vera sfida è quando si torna sulla Terra, come lo riceviamo? In pratica devi avere un ricevitore di mezzo chilometro di dimensione se il trasmettitore è di diversi chilometri. E quello è un telescopio ottico. Certo, se si costruisse qualcosa di così grande con la tecnologia dei telescopi odierna, costerebbe anche centinaia di miliardi di dollari. Ma c’è una nuova tecnologia in fase di sviluppo. Abbiamo esaminato due luoghi: uno all’Università dell’Arizona sotto il Professor Roger Angel, un approccio molto intelligente, e anche il Professor Jeff Kuhn all’Università delle Hawaii aveva un buon approccio. Pensiamo che questo renda possibile costruire un ricevitore ottico di mezzo chilometro quadrato per qualcosa come qualche miliardo di dollari. Anche quello ha molte capacità rivoluzionarie.
Quindi direi che pensiamo che questi problemi siano tutti risolvibili. Dobbiamo vedere dove il nostro sponsor vuole andare da qui. Siamo proprio in quel processo di revisione ora. Ci aspettiamo che più avanti quest’anno avremo una serie importante di articoli che descriveranno questo. Speriamo che il nostro sponsor accetti di iniziare la seconda fase.
David: Esiste un quadro consolidato per valutare lo sviluppo di certi approcci, ed è l’analisi dei livelli di prontezza tecnologica. È questo approccio appropriato per raggiungere grandi scoperte come richiede questa missione, o è potenzialmente troppo conservatore? Devi pensare in modo diverso su come distinguere tra un’idea che sembra solo folle ma che in realtà diventerà realtà?
Pete: Il livello di prontezza tecnologica (TRL) è un costrutto utile per considerare a che punto sei con una particolare tecnologia. Ma non sono sicuro che per qualcosa di così radicalmente diverso, sia l’approccio giusto da adottare. Possiamo certamente caratterizzare le tecnologie di cui ho appena parlato e altre in termini di TRL. Ma a mio avviso, è più importante pensare se si può costruire un modello in scala ridotta o un prototipo e costruirlo effettivamente in modo da poter iniziare a incorporare nuovi sviluppi man mano che si presentano. Quindi credo che la risposta sia sì a entrambe le cose: il TRL è utile, ma non direi che ne siamo dipendenti.
David: In termini di nuove idee, le persone in qualsiasi specialità tendono a comunicare agli esterni che hanno un’intuizione sul loro campo. Tuttavia, questo nasconde come l’esperienza permetta loro di valutare le cose e non è utile per coloro che vorrebbero essere in grado di emulare il successo di coloro che sono stati bravi in questo. Come caratterizzeresti il tuo modo di guardare alle nuove idee e di vedere se sono promettenti o semplicemente folli?
Pete: Sono domande interessanti. Il modo classico in cui giudichiamo qualsiasi nuovo concetto è che lo pubblichi e viene sottoposto a revisione paritaria. Il problema che ho con la revisione paritaria è che se stai facendo cambiamenti rivoluzionari, di solito le revisioni paritarie non sono molto positive. Ne abbiamo visto un po’ quando andiamo a parlare con gli esperti. Quando lo guardano per la prima volta, possono passare qualche decina di minuti e dire che è tutto ridicolo. E questo si basa sulla loro esperienza.
Quindi penso che ci sia un approccio un po’ diverso in cui inizi a dire: guarda, siamo convinti che questo sia fattibile. Abbiamo chiesto a persone che rispettiamo, ma questo non significa necessariamente che andiamo dai maggiori critici e pubblichiamo i nostri risultati per convincerli. C’è anche l’idea che dovresti ideare qualcosa e costruirlo. Un buon esempio di come questo viene fatto è il nuovo approccio di Elon Musk ai razzi. Quando disse per la prima volta che poteva costruire razzi un ordine di grandezza più economici, tutti risero e dissero che era ridicolo. Ma ora ha dimostrato di poterlo fare. Forse non è così economico come aveva inizialmente previsto, ma se ha detto che sarebbe stato 10 volte più economico, è probabilmente sette o otto volte più economico.
Quindi penso che tu abbia bisogno di qualcuno che sia autorizzato, o dalle proprie risorse o da qualcun altro, a ignorare le critiche standard e andare avanti. Questo non significa che se stai violando le leggi della fisica tu debba semplicemente andare avanti a prescindere. Ma significa che l’approccio classico di aspettare che tutti gli altri siano d’accordo che si possa fare non ti porta a capacità rivoluzionarie. Ti porta a capacità evolutive.
David: Sono contento che tu abbia menzionato le capacità di SpaceX, perché quello che stiamo vedendo quasi quotidianamente in questi giorni, questi razzi che atterrano, mi fanno venire le lacrime agli occhi solo a vederli. Sono stati fantascienza fino a ieri. E sono davvero ispiranti. Quindi è vero che uno dei maggiori benefici di un progetto come Breakthrough Starshot potrebbe essere anche l’ispirazione che fornisce a migliaia o milioni di persone, perché non miliardi, che potrebbe rappresentare una nuova era di esplorazione e capacità umane?
Pete: L’idea di andare verso le stelle ha ispirato un bambino negli anni ’50, e penso che ci siano centinaia di milioni di bambini e bambine, e forse anche adulti, in tutto il mondo che sono molto ispirati dall’idea che ci sia un futuro illimitato. Se leggi qualsiasi giornale, è pieno di guerre e crisi ambientali e disuguaglianze e così via. Per me, una delle cose più importanti dell’andare verso le stelle è che fornisce una possibilità positiva che abbiamo un futuro illimitato.
In un certo senso, l’ispirazione dice: ok, potremmo non arrivarci nella nostra vita o nemmeno nella vita dei nostri figli o nipoti, ma ci arriveremo. È una direzione da cui, tra le altre cose, impareremo cose incredibili. Probabilmente inizieremo a rispondere alla domanda se c’è vita nell’universo, che è ciò che fanno il resto delle Breakthrough Initiatives. Ma forse più importante, è l’idea che ci sia un futuro positivo. Questo era il punto chiave di Stephen Hawking in alcuni dei suoi ultimi scritti, le brevi risposte alle grandi domande. Ha parlato di come, a meno che l’umanità non scopra alla fine come espandere la nostra civiltà verso le stelle, probabilmente falliremo e faremo la fine dei dinosauri. Quindi questa è un’ispirazione positiva. Lo è stato per me. E ogni volta che parlo con persone in tutto il mondo, non importa dove si trovino, questo è un punto molto importante che motiva giovani, anziani, te e me.
David: C’è chi dice che finché non risolveremo tutti i problemi sulla Terra – fame, povertà – non dovremmo puntare alle stelle. Mentre siamo entrambi dalla parte di coloro che non credono che sia così, come possiamo dire loro che non è una questione di fare solo una cosa alla volta, che abbiamo l’opportunità e il dovere di tentare di realizzare le aspirazioni di ciascuno di noi in modo complementare, che questa non è una situazione aut-aut?
Pete: Questa domanda viene fuori continuamente, e la mia prima emozione è arrabbiarmi. Ma penso che ci sia una preoccupazione legittima. Il primo punto è che ci sono molte cose che ci rendono umani che non risolvono problemi. Letteratura, arte, persino la scienza stessa – la ricerca della conoscenza – queste non hanno benefici immediati in termini di risoluzione dei grandi problemi. D’altra parte, sono ciò che ci rende umani e ci ispira. Quindi penso che sia un po’ arrogante per qualcuno dire: abbiamo questo problema che penso sia importante, e se non vuoi lavorarci, ti costringeremo a farlo. Penso che sia l’approccio sbagliato. Abbiamo bisogno di avere una civiltà ampia che si espanda.
Secondo, e questo potrebbe essere altrettanto importante, l’esplorazione spaziale e la scienza spaziale potrebbero effettivamente fornirci le chiavi per risolvere alcuni di questi grandi problemi. Ci sono una serie di aree in cui sono interessato io e altri sono interessati, dove forse possiamo persino risolvere il cambiamento climatico e altre cose dallo spazio. Infatti, le nostre attuali capacità spaziali sono ciò che ci permette di capire e gestire alcune cose. A lungo termine, potrebbero esserci mezzi per noi per invertire effettivamente il cambiamento climatico dallo spazio.
Quindi penso che ci sia sia una risposta filosofica che una pratica. Quando parli con qualcuno, dovresti dire: guarda, non costringere le persone ad abbandonare il loro sogno per qualsiasi sia il problema immediato oggi. E d’altra parte, lasciamo che esplorino cose che non conosciamo, perché potrebbero trovare la risposta a grandi problemi a cui non abbiamo mai pensato.
David: Nel nuovo libro di Ashlee Vance, dove sei anche menzionato, il percorso degli imprenditori nel settore privato è raccontato splendidamente. Ciò contrasta in qualche modo con l’assunto originale che lo spazio sarebbe stato un regno dove solo i governi avrebbero potuto realizzare qualcosa. La NASA è stata piuttosto esplicita nel concentrarsi sulle missioni interplanetarie e nell’esternalizzare le missioni in orbita terrestre bassa e persino quelle lunari, tramite le ultime gare d’appalto, al settore privato. Ma il tuo progetto sta andando ancora oltre. Come pensi alla collaborazione e anche alla competizione tra il settore privato e il settore pubblico, specialmente alle frontiere della scienza e dell’ingegneria?
Pete: Credo che la risposta qui sia davvero una partnership – una partnership pubblico-privato. Permettimi di usare Starshot come esempio. Nei prossimi cinque o dieci anni, credo che gran parte del lavoro, ma non tutto, sarà probabilmente svolto da filantropi privati. Alla fine, alcune di queste tecnologie avranno dei veri e propri ritorni, quindi credo che gli imprenditori prenderanno il sopravvento. Ma in definitiva, questo richiederà un insieme di strutture molto costose, in particolare il motore fotonico e il ricevitore. Si tratta di molti miliardi di dollari, probabilmente al di là delle possibilità di qualsiasi singolo filantropo.
Quindi, una delle cose di cui abbiamo parlato sempre più spesso con le agenzie spaziali e le organizzazioni di ricerca sono gli sforzi pubblici che stanno iniziando a essere investiti in esse. Vorrei menzionare che c’è del lavoro in corso in luoghi come l’Australia sulle vele solari. Ci sono ricerche che la NASA e la National Science Foundation stanno portando avanti negli Stati Uniti su queste capacità. Quindi direi che non è un aut aut – è una partnership pubblico-privato.
Potrei aggiungere che una delle parti davvero interessanti di questo è che i filantropi privati possono assumersi grandi rischi e sono propensi a farlo per grandi ritorni, cosa che i governi non fanno. Uno degli altri programmi che le nostre iniziative hanno è la ricerca di intelligenza extraterrestre. Questo è iniziato nel 2015 ed è stato annunciato alla Royal Society il 20 luglio 2015. C’erano il Professor Hawking, Frank Drake, una sorta di ideatore dell’intero sforzo SETI, il Professor Martin Rees, capo della Royal Society e Astronomo Reale, e altri.
Il nostro sponsor, Yuri Milner, ci ha chiesto quale fosse, secondo noi, la probabilità di trovare un segnale intelligente nel prossimo decennio. Ha fatto il giro della stanza e la gente ha detto forse dallo 0,5% al 2%, con una media di circa l’1%. Alla fine di questo, ho chiesto al signor Milner quale fosse la sua opinione sulla possibilità. E lui ha detto, 10 alla meno 5 (0,00001%). Ho pensato, questo è davvero sorprendente. Se fossi andato al governo degli Stati Uniti e avessi detto che volevo 100 milioni di dollari per un progetto che gli esperti entusiasti ritenevano avesse l’1% di probabilità di successo, mi avrebbero cacciato. Ma ecco un individuo privato che dice, a suo parere, che la possibilità era ancora più piccola di quanto dicessero gli esperti, ma è disposto a farlo perché il significato di un risultato positivo sarebbe così sconvolgente per la nostra comprensione dell’universo in cui viviamo che ne vale la pena.
Quindi penso che sia qui che il settore privato può assumersi questi grandi rischi iniziali, di cui la gente potrebbe effettivamente ridere, ma alla fine, a volte hanno successo. Quindi è davvero una partnership pubblico-privato.
David: Le opportunità per le Breakthrough Initiatives di coinvolgere il pubblico in generale vengono sfruttate in vari modi. Starshot è una delle cose che le Breakthrough Initiatives stanno effettivamente promuovendo. Se alcune di quelle persone brillanti ed entusiaste, giovani o anziane, stanno seguendo questo, cosa possono fare? Come possono trasformare il loro entusiasmo in qualcosa che le Breakthrough Initiatives stanno supportando, direttamente o indirettamente?
Pete: Permettimi di menzionarne un paio. Ho menzionato il programma di Ricerca di Intelligenza Extraterrestre. Quel programma è attualmente gestito presso l’Università della California a Berkeley, e stiamo aprendo un nuovo centro di gestione principale presso l’Università di Oxford. Ci sono molte opportunità per farsi coinvolgere in questo. Una delle cose che il programma SETI fa è SETI@Home, che va avanti da un decennio. C’è molta opportunità di andare sul sito web, si chiama Breakthrough Listen, e farsi coinvolgere.
Per Starshot, speriamo di avere un centro di eccellenza, probabilmente al Caltech, se iniziamo. Probabilmente istituiremo sforzi simili di scienza dei cittadini su questo. Quindi resterei sintonizzato per quello.
Il terzo programma che abbiamo si chiama Breakthrough Watch. È dove stiamo cercando esopianeti potenzialmente abitabili attorno a stelle vicine. Per quel programma, stiamo iniziando a considerare telescopi costruiti da studenti e piccoli telescopi che possono effettivamente contribuire alla scienza.
Quindi esorterei le persone a consultare i siti web delle Breakthrough Initiatives e anche i siti web dei nostri ricercatori principali. Ad esempio, il lavoro del Professor Atwater al Caltech e di altri. Ci sono molte opportunità per il pubblico di farsi coinvolgere e capire cosa sta succedendo.
David: Breakthrough Message è qualcosa che sarebbe un po’ più controverso, se non sbaglio, perché sappiamo così poco dell’universo che iniziare a “urlare” senza una riflessione più profonda potrebbe essere un po’ problematico. Quindi, per quanto ne so, attualmente non ci sono piani per farlo nell’ambito delle Breakthrough Initiatives. Ma abbiamo già, secondo alcuni, intelligenze aliene che stanno iniziando a vivere tra noi – IA avanzate. Qual è il tuo pensiero attuale sull’opportunità che queste ci offrono per capire come parlare agli alieni, come interagire con loro, come stabilire quadri comuni di coesistenza?
Pete: È un’ottima domanda. Ci sono diversi aspetti da considerare. Innanzitutto, hai menzionato Breakthrough Message. Inizialmente abbiamo pensato di non inviare alcun messaggio, ma di chiedere alle persone di riflettere su quale potesse essere il messaggio. Ma francamente, il Professor Hawking era molto preoccupato che, se ci si pensa, qualcuno potrebbe effettivamente farlo. E ci sono molti esperti preoccupati che attirare l’attenzione su di noi “urlando” nell’universo possa essere pericoloso. Ora, tendo a essere più scettico riguardo a quella preoccupazione, ma penso che sia legittima e che se ne parli.
Secondo, alla tua domanda sulle nuove intelligenze, forse intelligenze aliene, che emergono qui basate sull’IA e altro – tendo a essere un po’ più scettico su quanto siano aliene, ma ciononostante, abbiamo già iniziato a usare l’IA per le nostre ricerche. Esaminiamo il database per vedere se l’IA può trovare qualcosa che un essere umano non riuscirebbe a trovare esaminandolo. Abbiamo iniziato a ottenere risultati molto interessanti. Ora, non abbiamo ancora trovato un segnale reale, ma abbiamo trovato alcune cose che stavamo cercando e che non avremmo trovato in altri modi. Quindi penso che l’IA sia certamente utile per scoprire se siamo soli.
Ora, per quanto riguarda l’eventuale comunicazione con intelligenze aliene, a mio avviso, è importante trovarle prima. Ho anche il presentimento che se troveremo una civiltà aliena, la troveremo veramente aliena. Potrebbe volerci molto tempo per riconoscere che si tratta di una civiltà. E allo stesso modo, potrebbero trovare difficile riconoscere che siamo una civiltà. Quindi per me, è per questo che la scienza è divertente – non sai cosa troverai.
David: Pete, grazie mille per questa conversazione entusiasmante e illuminante. Buona fortuna per le prossime fasi di Breakthrough Starshot e delle Breakthrough Initiatives in generale. E grazie mille per oggi. È stato davvero divertente.
Pete: Grazie, David. È stato un piacere parlare con te.