WFIRST - I soldi per l'astronomia

Capita, di tanto in tanto, di sentire discussioni attorno alla domanda:

"Quanti soldi è etico spendere per la scienza o per la ricerca?"

Da una parte ci sono i sostenitori del fatto che questa spesa sia opportuna se non addirittura essenziale. Dall'altra parte viene invece proposto l'argomento, apparentemente sensato, del:

"Ma quanti bambini si potevano sfamare con gli stessi soldi?"

In questo articolo vorrei presentare la questione da un altro punto di vista, cioè attraverso la storia del progetto Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) della NASA.

 

Un TED Talk sull'argomento

Prima di addentrarci nei dettagli del telescopio spaziale che aspira ad essere il successore, per certi versi, tanto di Hubble quanto del James Webb Space Telescope, vale forse la pena fare una brevissima digressione.

C'è un interessante TED talk riguardo i costi per l'astronomia e le esplorazioni spaziali in generale. Lo si può trovare a questo link.  Emily Calandrelli, l'autrice di questo speech dall'accattivante titolo di "Space Exploration is the Worst",  dimostra in cinque minuti la fondatezza della sua asserzione. E valuta quanti soldi si spendano, nel bilancio americano, per l'esplorazione spaziale. Calandrelli dichiara, fin dal titolo, come questo sia il peggio che possiamo immaginare.

Dopo un momento iniziale in cui la platea è disorientata, c'è un progressivo recupero nel prosieguo della presentazione. Certo: all'inizio la platea è disorientata. Perché è ovvio che è più cool parlare a favore della scienza, piuttosto che contro. Soprattutto in uno dei templi del pensiero laterale, dell'innovazione, dell'Open Mind. Sarebbe più confortevole parlare a favore della scienza persino se, per farlo, si dovesse andare contro i dati e contro ogni principio economico. (Stranamente i principi economici sono quella cosa gretta e meschina, se riferiti alle cose che ci piacciono e in cui non siamo noi a spedere direttamente, mentre sembrano di basilare importanza quando sono riferiti a noi stessi, al nostro budget familiare, alle nostre vacanze estive...)

Nel corso della dissertazione, ci si accorge che il sentimento del pubblico comincia a cambiare. Spuntano i primi sorrisi sornioni. Diventano veri e propri ammiccamenti nelle persone a cui non basta aver capito, ma che vogliono proprio mostrare a tutti il loro:

"Ah, ecco! Ho mangiato la foglia!"

La quota rimanente del pubblico, quella che non ha mai avuto esperienza diretta e pratica dell'ironia, continua fino in fondo a scuotere leggermente la testa. Per lo più pensando:

"Mah, a me l'esplorazione spaziale non sembrava poi così male..."

Ma possiamo immaginare che non fosse fra gli obbiettivi dell'autrice raggiungere questa fetta di audience.

 

Breve storia del Telescopio spaziale WFIRST

Tornando all'argomento principale dell'articolo, ripercorriamo per sommi capi la storia del progetto spaziale.

Nel 2010 la "Decadal Survey for Astronomy and Astrophysics" della NASA attribuisce priorità massima al progetto di un telescopio spaziale con diametro di 1,3m. Costo stimato (nel 2010): 2 miliardi di dollari (un miliardo per sviluppo e realizzazione, l'altro miliardo a coprire i costi di lancio e gestione delle operazioni da Terra). Si ipotizza che possa essere schedulato per il lancio negli anni 20 con l'obbiettivo di studiare l'evoluzione dell'universo, l'energia oscura e gli esopianeti.

Da qui in avanti il progetto subisce la consueta evoluzione dei progetti di esplorazione spaziale. Vale a dire: i costi, presto o tardi, lievitano. Non c'è una incapacità a stimare correttamente le varie componenti progettuali, dietro questi costi in crescita. Ci sono piuttosto i seguenti fattori:

  • Tempi lunghi dal concept iniziale al rilascio. E questo, di per sé, richiede continui adattamenti e revisioni progettuali, in funzione di che cosa se ne sa di più, nel corso del tempo, rispetto a quanto "se ne sapeva" all'inizio del progetto. Ogni Project Manager è angosciato dall'idea di trovarsi, al rilascio del progetto con il cliente che possa dire: "Questo è quello che avevo chiesto, non (più) quello che mi serve."
  • Scienza di frontiera. Le realizzazioni tecniche riguardano campi, situazioni, condizioni spesso mai affrontate prima. Con tutto il costo degli sviluppi e dei massicci test che devono scongiurare gli eventuali fallimenti.
  • Assenza di possibili correttivi, una volta che il lancio sarà stato effettuato. Componenti anche banali devono essere testate in tutte le condizioni per verificare la loro tenuta e la loro eventuale usura dato che anche il più minuscolo pezzo non potrà più essere sostituito, una volta che la sonda sia stata lanciata.

Ma, oltre a queste condizioni, a WFIRST si è presentata davanti una possibilità imprevista, che ha imposto, di punto in bianco, una rivisitazione del progetto.

 

Il National Reconnaissance Office

Ma voi ce l'avete mai avuto, da bambini, un amico ricco? Uno che aveva giocattoli che voi nemmeno osavate sognare? E magari doppi, o tripli; e li lasciava a prendere polvere su uno scaffale, senza degnarli di uno sguardo? O che vi permetteva appena di toccarli, solo dopo che avevate superato qualche prova di fedeltà o di dedizione?

Ecco, WFIRST scoprì di avere un amico ricco. E questo amico era l'NRO, National Reconnaissance Office, cioè un'agenzia nazionale statunitense, al pari di CIA, NSA, eccetera, dedicata all'Intelligence. In particolare: l'NRO è l'agenzia che si occupa dei satelliti spia. Nel 2012 l'NRO, trovandosi nella disponibilità di un telescopio di diametro doppio rispetto a quello progettato per il WFIRST, lo offrì alla NASA per il suo progetto scientifico.

Certo ci fu subito chi mise in guardia la NASA rispetto ai rischi che già avevano messo a repentaglio il successo della missione Hubble. Dato che la lente di WFIRST era stata inizialmente concepita per essere orientata verso la Terra e non verso lo spazio, la sua curvatura era conseguentemente stata concepita per una messa a fuoco a decine di chilometri di distanza, verso la superficie del pianeta e le sue aree strategiche, e non all'infinito. Di fatto, se già fu possibile correggere il problema di Hubble con un intervento degli astronauti, tutta l'esperienza accumulata da allora ad oggi dovrebbe mettere al riparo da questo tipo di fallimenti.

Per cui la NASA accettò volentieri la lente: WFIRST veniva così ad avere la stessa capacità di risoluzione di Hubble, ma un campo visivo 100 volte maggiore!

Il progetto ricevette un'accelerazione e un ampliamento incredibili. Diciamo pure che alla NASA si fecero anche prendere la mano. Nel mese di Ottobre 2017 un team indipendente rese noti i risultati della sua indagine: la previsione di spesa si aggirava ormai fra i 3.6 e i 4.2 miliardi di dollari. Il Governo Americano chiese quindi alla NASA di rivedere in parte il progetto per ridurre il costo al di sotto dei 3.2 miliardi di dollari.

Vennero quindi limitate, annullate o riclassificate determinate caratteristiche. Ad esempio il coronografo venne definito "Technological demonstration" e quindi l'investimento passò dal dover produrre risultati ad ampio raggio al dover dimostrare una fattibilità in attesa che future missioni potessero sfruttarla appieno.

Allo stesso modo la predisposizione per un volo in formazione con un altre sonde future, per ampliare le capacità di risoluzione, venne rimossa dai requisiti della missione.

 

I conti in tasca

Facendo ora i conti in tasca, per un attimo, ai contribuenti americani, non posso fare a meno di riformulare meglio la domanda iniziale. Chi ha mai posto il problema dell'eticità della spesa all'esercito statunitense? La spesa del Governo Statunitense per gli armamenti è poco meno di 600 miliardi di dollari all'anno. Io non entro nel merito di quanto questa spesa sia opportuna. Ma trovo che "trovarsi nella disponibilità" di un telescopio miliardario e non saper più cosa farsene, questo dovrebbe essere un elemento da tenere nella dovuta considerazione ogni volta che qualcuno considererà eccessivi i soldi spesi per la scienza.