La vela a laser: il futuro dei viaggi interstellari si avvicina

In pochi sanno che la luce esercita anche una pressione, seppur minima. Questa pressione, sebbene 10mila volte inferiore a quella di un grammo di olio solare, è stata oggetto di studio per oltre un secolo, con l'obiettivo di sfruttarla per i viaggi spaziali. Il sogno di viaggiare tra le stelle, un tempo relegato alla fantascienza, potrebbe ora avvicinarsi alla realtà grazie a un innovativo esperimento condotto al Caltech.

Già all'inizio del '900, Konstantin Tsiolkovsky, considerato il padre dell'astronautica, immaginava l'uso della pressione della luce per la propulsione spaziale. Tuttavia, fu solo nel 1958 che l'Ibm pubblicò il primo articolo scientifico sull'argomento, esplorando le potenzialità di questa tecnologia. Oggi, la propulsione spaziale si basa principalmente su razzi chimici ed elettrici, che però presentano limiti significativi. I razzi chimici offrono spinte potenti ma brevi, mentre quelli elettrici, pur garantendo un'accelerazione costante, non sono sufficienti per sfuggire all'attrazione terrestre.

Nel 2019, la Planetary Society ha dimostrato la fattibilità della navigazione spaziale con una vela solare di 32 metri quadri, che ha orbitato attorno alla Terra utilizzando la luce solare come carburante. Tuttavia, la radiazione solare diminuisce rapidamente con la distanza, rendendola inefficace per viaggi interstellari. Qui entra in gioco l'innovazione del Caltech: sostituire la luce solare con un laser di potenza. L'esperimento, pubblicato su "Nature Photonics" il 30 gennaio scorso, ha visto una micro-vela di soli 40 micrometri di lato e 50 nanometri di spessore vibrare sotto la spinta di un laser, dimostrando la fattibilità di questa tecnologia.

Questo esperimento apre la strada a sonde spaziali di massa ridottissima, capaci di raggiungere velocità straordinarie grazie a fasci laser. Uno dei progetti più ambiziosi è l'iniziativa Breakthrough, lanciata nel 2016 da Stephen Hawking e Yuri Milner. L'obiettivo è inviare una vela spaziale di 5 metri con una telecamera verso Alpha Centauri, a 4,37 anni luce di distanza, per scattare una foto del sistema planetario e rimandarla sulla Terra. Con le tecnologie attuali, un viaggio del genere richiederebbe migliaia di anni, ma un laser di 100 gigawatt potrebbe spingere una vela fino al 20% della velocità della luce, riducendo il tempo di viaggio a soli 20 anni.