Fermi Explorer punta ad Alpha Centauri: una missione interstellare da 15 milioni di dollari

Rappresentazione del veicolo della missione Fermi Explorer nello spazio
Rappresentazione della missione Fermi Explorer, il progetto che punta a lanciare entro il 2029 un veicolo su una traiettoria verso Alpha Centauri con un budget inferiore a 15 milioni di dollari. Credito: Fermi Explorer

Portare l’esplorazione interstellare entro una soglia di costo paragonabile a quella di una piccola missione spaziale è la sfida alla base della missione Fermi Explorer, che punta a lanciare entro la fine del 2029 un veicolo diretto verso Alpha Centauri con un budget complessivo inferiore a 15 milioni di dollari.

L’iniziativa è stata annunciata dai cofondatori di Starcloud e rilanciata il 1° settembre su X da Laurie Scott. Dietro un obiettivo che si misura su una scala temporale di decine di migliaia di anni emerge soprattutto un esperimento di riduzione della complessità: progettare una missione interstellare partendo da un tetto rigido di costi, massa e requisiti operativi.

Secondo gli obiettivi pubblicati da Fermi Explorer, la missione dovrebbe raggiungere almeno il 99% della distanza verso Alpha Centauri entro 80.000 anni, trasportare almeno 1 kg di payload in un volume minimo di 10 × 10 × 10 centimetri, partire entro il 2029 e mantenere sotto i 15 milioni di dollari l’intero costo di progettazione, costruzione, lancio e operazioni. I promotori definiscono questi quattro requisiti una “minimum viable mission” verso un’altra stella.

È proprio questa impostazione, più che la remota destinazione finale, a rendere il progetto rilevante per la Space Economy. Fermi Explorer prova a trasferire all’esplorazione interstellare una logica già diventata centrale in altri segmenti dell’industria spaziale: ridurre dimensioni e complessità del sistema per abbassare la barriera economica di accesso a una missione.

Dodici anni per imboccare la traiettoria interstellare

Il progetto non prevede di raggiungere Alpha Centauri in un arco temporale confrontabile con quello delle attuali missioni scientifiche. La stella si trova a circa 4,4 anni luce dal Sistema Solare e il criterio adottato da Fermi Explorer considera raggiunto l’obiettivo quando il veicolo sarà arrivato ad almeno il 99% della distanza prevista.

La prima fase della missione sarebbe però molto più breve e rappresenterebbe il principale banco di prova tecnologico. Secondo quanto riportato da Payload, dopo la partenza dalla Terra il veicolo dovrebbe impiegare circa 12 anni ad ampliare progressivamente la propria orbita attorno al Sole, effettuando accensioni propulsive durante successivi passaggi ravvicinati. Una manovra finale dovrebbe quindi immetterlo su una traiettoria verso Alpha Centauri a circa 24 km/s.

Per Philip Johnston, presidente e cofondatore di Fermi Explorer oltre che cofondatore di Starcloud, il successo operativo può quindi essere valutato molto prima degli 80.000 anni previsti dal profilo completo: la milestone fondamentale sarebbe lasciare il Sistema Solare sulla traiettoria corretta.

Il punto è importante anche sul piano industriale. Il progetto non cerca di risolvere il problema dell’esplorazione interstellare attraverso un sistema propulsivo capace di comprimere drasticamente i tempi di viaggio. Al contrario, accetta un orizzonte temporale estremamente lungo per ridurre i requisiti tecnologici ed economici della missione.

È una scelta che ribalta, almeno concettualmente, il problema. Non si parte dalla domanda su come raggiungere rapidamente un’altra stella, ma da quali requisiti minimi siano necessari per inviare un oggetto costruito dall’uomo su una traiettoria intenzionalmente diretta verso un altro sistema stellare.

La missione Fermi Explorer e la sfida del budget da 15 milioni

La soglia dei 15 milioni di dollari costituisce il parametro economicamente più significativo dell’iniziativa. Non riguarda soltanto la costruzione del satellite: secondo Fermi Explorer dovrebbe comprendere design, realizzazione, lancio e operazioni. Al momento resta tuttavia un obiettivo di programma e non un costo già dimostrato.

Il team intende aprire la missione alle offerte dei produttori di satelliti e, secondo quanto riferito da Payload, avrebbe già ricevuto da un costruttore di bus una proposta inferiore al tetto previsto. Il fornitore non risulta ancora selezionato.

Contenere il costo a questo livello significa intervenire anche sull’architettura operativa. Fermi Explorer è pensato per funzionare con un elevato grado di autonomia. Il team considera inoltre accettabile perdere le comunicazioni radio dopo il primo anno, limitando così la massa associata alle antenne e affidandosi a retro-riflettori per il tracciamento della posizione. Dopo la fase di circa 12 anni necessaria a raggiungere la traiettoria interstellare, i sistemi verrebbero sostanzialmente spenti e il veicolo proseguirebbe il viaggio.

Queste scelte mostrano il compromesso alla base del progetto. La riduzione del costo non deriva da una singola tecnologia rivoluzionaria, ma dalla compressione dei requisiti: massa contenuta, payload minimo, elevata autonomia, infrastruttura di comunicazione ridotta e assenza della necessità di mantenere per millenni un normale ciclo operativo.

Anche il ritorno scientifico è subordinato a questa impostazione. Fermi Explorer prevede di aprire una selezione per strumenti e altri payload scientifici, ma avverte che, per molti sensori, eventuali dati potrebbero non tornare sulla Terra per circa 80.000 anni.

L’intelligenza artificiale entra nel mission design

Un altro elemento del progetto riguarda l’impiego dell’intelligenza artificiale nella progettazione della traiettoria. Dopo alcuni mesi di lavoro sul bus e sul profilo della missione, il gruppo si è rivolto a Physical Superintelligence (PSI) per sviluppare una soluzione.

Johnston ha dichiarato a Payload che il team aveva lavorato per tre mesi utilizzando circa un miliardo di token, mentre PSI ne avrebbe utilizzati 10 miliardi in una settimana, arrivando alla proposta della manovra di perihelion pumping successivamente sottoposta, secondo lo stesso Johnston, a una validazione con tecnici della NASA.

La dichiarazione va considerata nel suo perimetro: proviene dal promotore della missione e non costituisce, da sola, una validazione indipendente dell’intera architettura. Resta però indicativa di un fenomeno più ampio per il settore spaziale: l’ingresso di strumenti di AI non soltanto nell’analisi dei dati o nelle operazioni satellitari, ma anche nelle fasi di progettazione e ottimizzazione delle missioni.

Nel caso di Fermi Explorer, autonomia e AI assumono inoltre un peso particolare perché il contenimento della massa e delle operazioni da terra è direttamente collegato all’obiettivo economico. La tecnologia digitale diventa quindi parte della strategia di riduzione della complessità del sistema.

Un modello economico fuori dalle logiche tradizionali del venture capital

Una missione il cui obiettivo finale si colloca a 80.000 anni di distanza non può evidentemente essere valutata attraverso i normali parametri di ritorno dell’investimento. Fermi Explorer è per questo strutturata come organizzazione non profit e intende finanziare il programma attraverso donazioni.

Il modello include anche una componente partecipativa. Una parte del payload dovrebbe ospitare contributi dei donatori, elementi scientifici e artistici. Il progetto prevede inoltre una copia del Voyager Golden Record e messaggi fino a 300 caratteri scelti da bambini di ogni Paese o regione coinvolta nell’iniziativa.

La natura non profit distingue il progetto dalle iniziative commerciali della New Space economy, ma non ne elimina l’interesse industriale. La questione centrale è se tecnologie, componenti e servizi oggi disponibili sul mercato possano consentire di realizzare una missione con una traiettoria interstellare entro un ordine di grandezza economico finora associato a programmi decisamente meno ambiziosi.

In questo senso, il vero test di Fermi Explorer arriverà molto prima di Alpha Centauri. Saranno la capacità di rispettare il budget di 15 milioni di dollari, selezionare e integrare un bus compatibile con i requisiti, completare lo sviluppo e raggiungere la rampa entro il 2029 a fornire le prime indicazioni sulla sostenibilità dell’approccio.

Se queste milestone saranno raggiunte, il risultato non renderà improvvisamente rapido il viaggio verso le stelle. Potrebbe però mostrare quanto sia scesa la soglia economica e tecnologica necessaria per tentare una missione interstellare minimale. Ed è su questa verifica, più che sugli 80.000 anni che separano il progetto dal suo obiettivo finale, che si misura oggi la rilevanza di Fermi Explorer per la Space Economy.

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Il team editoriale di Economia dello Spazio Magazine, il magazine di riferimento della Space Economy Made in Italy.