Esplorazione spaziale, è roba per esseri umani o è meglio mandare robot?

(Immagine, credit NASA)

NEWS SPAZIO :- Un tema che ricorre periodicamente specialmente in discussioni oltreoceano ruota intorno alla domanda se sia meglio affidare l'esplorazione spaziale, anche di mondi oltre il sistema solare interno, agli uomini oppure alle macchine.

Per esempio, una missione di esplorazione sulla luna di Giove Europa è meglio che sia svolta da un equipaggio umano oppure è preferibile un robot, una sonda automatizzata?

Il dibattito certamente estendibile anche ad altre aree di indagine assume per l'astronautica un significato molto particolare. In questo post vi lancio alcuni spunti di riflessione. Sono sicuro che ne nascerà una bella discussione.

Innanzi tutto inquadriamo un po' la cosa. E' fondamentale partire dal livello di tecnologia che abbiamo raggiunto fino ad oggi. Sappiamo tutti quanto siano costose le missioni spaziali e quanti e quali siano gli sforzi per renderle più economicamente accessibili. In questo blog ne diamo testimonianza quotidianamente.

Prendiamo ad esempio gli sforzi di progettazione e realizzazione dei nuovi veicoli spaziali Americani che porteranno esseri umani in orbita Terrestre partire dai prossimi anni.

In questo senso l'azienda SpaceX sta compiendo un meraviglioso e fondamentale lavoro sulla strada della riusabilità per contenere i costi.

Nessuno di noi ha un "Millennium Falcon" per scorrazzare liberamente nella Galassia. Distinguiamo quindi tra fantasia e realtà e concentriamoci su cosa questa umanità è in grado di fare oggi con ciò che ha a disposizione.

Naturalmente portare un essere umano nello spazio è più costoso rispetto al mettere in orbita una sonda robotica. E questo è certo, lo sappiamo bene. Una missione umana deve avere molte caratteristiche che semplicemente non hanno senso per un veicolo automatico.

Ecco quindi che per mantenere in buona salute un essere umano nello spazio, occorre portare in orbita insieme a lui anche tutta una serie di strumenti, sistemi e dispositivi che realizzano come minimo ciò che si intende con il termine 'sistema di supporto vitale'. E le nostre necessità sono parecchie, sia come mammiferi che come esseri umani. Aria da respirare, controllo della temperatura, pressione, cibo, bisogni "fisiologici", e non solo.

Viene da pensare alla Stazione Spaziale Internazionale, abitata ininterrottamente dall'anno 2000. E' il laboratorio perfetto per testare le nuove tecnologie spaziali per permettere all'uomo di esplorare il cosmo.

Una missione dello Space Shuttle costava circa 600 milioni di dollari USA e raggiungeva solamente l'orbita Terrestre per al più un paio di settimane.

Vista così, una missione composta solamente da un robot è molto più semplice nelle sue componenti. Non vi è alcun bisogno di portare cibo, né di avere servizi igienici a bordo e nemmeno aria da respirare. Pensate a Mangalyaan, la prima missione Indiana attualmente in viaggio per Marte. E' costata "appena" 65 milioni di dollari.

Però attenzione. Se a Curiosity improvvisamente si bloccasse una ruota, la sua missione ne risulterebbe fortemente compromessa. Se si bloccassero i motori del suo unico braccio meccanico, addio al trapano per estrarre materiale dal sottosuolo di Marte. E se scivolasse in un burrone?

Lasciamo perdere il fatto che MSL abbia già centrato in pieno gli obiettivi di missione. Per quello stesso livello di tecnologia spaziale che abbiamo raggiunto noi oggi, anche una missione automatica deve fare i conti con il budget.

Per allungargli la vita e prevedere un certo numero di possibili incidenti, una missione automatica viene normalmente progettata con alcune ridondanze. L'opzione più utilizzata è quella di raddoppiare i componenti che fanno parte di una sonda, se non tutti almeno quelli più delicati ed importanti.

Lo abbiamo visto spesso, il sistema A ed il sistema B. Quando A smette di funzionare ecco che entra in funzione B.

Ma ogni ridondanza in più costa, e poi consuma massa utile e volume utile. Ed anche qui spesso si raggiungono dei compromessi. Curiosity non ha ruote di scorta. Se le avesse dovrebbe avere anche un sistema per sostituirle a quelle danneggiate, altrimenti il solo averle non rappresenterebbe un valore aggiunto. E questo implica maggiore complessità di hardware, di software e dell'intero veicolo spaziale, lanciatore incluso. E quindi un incremento dei costi, che comunque tendenzialmente resterebbero sempre inferiori a quelli di una equivalente missione umana.

Prendiamo come possibile scenario una missione su Marte. Dal punto di vista strettamente economico l'ago della bilancia sembrerebbe quindi pendere a favore di missioni robotizzate, un po' come il rover Curiosity (MSL, Mars Science Laboratory).

Ma la successiva domanda è: quali sono gli obiettivi della missione? Esplorazione, certo, ma cosa vuol dire in concreto? Una missione umana ed una missione robotica sarebbero equivalenti? Interscambiabili?

Se così fosse direi che il problema non si porrebbe, i robot sarebbero da preferire.

Ma la realtà non è questa. Non esiste ancora un robot come C3PO, non nella realtà almeno. I grandi passi in avanti compiuti dal settore dell'Intelligenza Artificiale applicata ai robot evoluti, l'apprendimento automatico, la percezione sensoriale artificiale non sono ancora tali da riprodurre la complessità ed autonomia di un essere umano.

Si potrebbe obiettare che con i costi di una missione umana si potrebbero mandare su Marte svariate missioni automatiche, ciascuna tarata su specifici obiettivi, ciascuna dotata di particolari strumenti. Alla fine di tutto in quale scenario si otterrebbero maggiori risultati?

E' fuori di dubbio che vi siano cose che gli esseri umani riescono a fare meglio delle macchine, così come è vero che ci sono compiti per i quali un dispositivo automatico è migliore, più preciso, più performante e più economico rispetto ad una controparte umana.

Non dimentichiamoci che lo spazio è un ambiente ostile, pericoloso e sopratutto sconosciuto. Non è possibile prevedere quanti e quali inconvenienti saranno in agguato. Inoltre lo spazio è anche lontano, parecchio. Una missione di esplorazione su Europa deve essere il più possibile autosufficiente, non può contare sul supporto del centro missione, non in tempo reale almeno, e certamente non per farsi mandare pezzi di ricambio.

Insomma, io credo che sia assolutamente necessario avere a bordo di una navetta spaziale pronta sulla rampa di lancio il migliore strumento possibile, quello dotato della migliore capacità di adattamento, di inventiva, di elaborazione di nuove strategie in risposta anche ad eventi imprevisti. Sto parlando della plasticità del cervello umano, ad oggi unica in tutto l'universo conosciuto.

Ed è altrettanto importante poter contare sulle macchine più potenti e sofisticate, sui robot più evoluti. Un cervello umano che possa controllare i più potenti strumenti artificiali rappresenta senza dubbio la migliore possibilità di successo.

Lo scenario a mio avviso migliore, il più efficiente, il più promettente è quindi un programma spaziale che preveda di sfruttare entrambe le due possibilità, uomini e robot insieme, traendo il meglio da ciascuna di esse. Una serie di missioni automatiche per preparare meglio una missione "manned", quest'ultima composta appunto da esseri umani e dotata dei migliori dispositivi robotici che siano di aiuto e supporto. I migliori strumenti scientifici, per raccogliere il maggior numero possibile di dati, le migliori attrezzature per fare sempre di più.

Concludo questo breve insieme sparso di spunti di riflessione e lascio il posto ai vostri commenti con un'ultima considerazione. Ricordo cioè che tutto quanto detto finora ricade in un contesto assolutamente tecnologico. Per completare il quadro è necessario aggiungere all'equazione anche la componente politica, che ne costituisce una variabile molto importante.

Accordi internazionali, spinte politiche, strategie nazionali. Teniamo sempre presente che le agenzie spaziali che conosciamo, quelle cioè che possono mettere in piedi un grande programma di esplorazione spaziale, sono istituzioni governative, pubbliche e come tali sottoposte per definizione al ministero/organismo politico competente. Almeno fino ad oggi, almeno fino a quando il nuovo business privato dello spazio non giungerà a maturazione.