Quanto costerebbe costruire l’Enterprise

Si accettano scommesse sugli zeri

Ciò che conta non è come appaiono adesso, ma come apparivano agli altri all’epoca in cui dominavano. […] Esiste solo un’astronave precedente [all’Enterprise originale], ovvero il disco volante di Ultimatum alla Terra. Quindi, quello che conta è: come appariva [l’Enterprise] all’epoca in cui uscì (1966) rispetto a tutto ciò che era stato immaginato prima? E se si considera questo aspetto, si tratta della macchina più sorprendente che sia mai apparsa sullo schermo.
— Neil deGrasse Tyson, Comic-Con (16 luglio 2012)

L’Enterprise è stata la prima astronave cinematograficamente rappresentata a non essere concepita come mezzo per spostarsi da un luogo all’altro; [era] solo destinata all’esplorazione. È stata rivoluzionaria rispetto a ciò che pensavamo potesse e dovesse rappresentare lo spazio.
— Neil deGrasse Tyson, National Geographic (27 novembre 2015)

L’Enterprise

I film di fantascienza come Star Trek hanno spesso dato vita a progetti fantastici e sorprendenti. Svincolati dalla realtà e dalla fisica di base, i progettisti e gli artisti creativi hanno potuto aggirare il problema dell’effettiva costruzione e concentrarsi invece sull’immaginazione e sulla fantasia. Non c’è da stupirsi che le opere iconiche della fantascienza siano così radicate nella nostra memoria collettiva.

E così è stato anche per le astronavi. Il web è pieno di suggerimenti sulle dieci migliori astronavi di tutti i tempi: il TARDIS di Doctor Who, la USS Cygnus del film Disney del 1979 The Black Hole – Il buco nero, il tradizionale Thunderbird 2 di Gerry Anderson, l’incrociatore Vorlon di Babylon 5, il Millennium Falcon e i Caccia TIE di Star Wars, il cubo Borg e appunto l’astronave Enterprise di Star Trek.

La silhouette della famosa astronave della Federazione è cambiata poco rispetto a La Serie Classica. L’astronave comprende una sezione a disco e due gondole collegate al corpo principale in un design che si distingue da quasi tutti gli altri progetti di fantascienza contemporanei. Il progettista di Star Trek, Matt Jefferies, respinse l’idea di un propulsore, voluta da Gene Roddenberry, e si dedicò al concetto di disco volante, ma con un tocco di novità. Tutte le astronavi future mantennero lo stesso design con piccoli aggiustamenti: un modello più appiattito per l’Enterprise-D, un muso appuntito per la Voyager e così via. Superando la prova del tempo e della durata, l’Enterprise è davvero iconica.

Iniziamo a costruire

Le materie prime dell’Enterprise

Quindi, costruiamo un’Enterprise. O almeno, un’astronave quanto più avvicinabile dalla scienza e dall’ingegneria odierna. La nostra nave potrà anche non avere la tecnologia sbalorditiva dei motori a curvatura e dei teletrasporti, dei motori a impulso e degli scudi deflettori, ma faremo del nostro meglio. Per non turbare i puristi, non costruiremo un’Enterprise specifica, ma una generica. Puntiamo a un’Enterprise lunga quasi un chilometro, alta circa 160 metri e con una sezione a disco di circa 320 metri di diametro. Queste astronavi sono dei bestioni.

Con una struttura di queste dimensioni, già solo lo scafo costerà un bel po’ di soldi; come faremo a stimare il prezzo delle materie prime? Probabilmente l’astronave attualmente più simile all’Enterprise non naviga nello spazio, ma sui mari. Dopotutto, come abbiamo appreso in precedenza in questo libro, il motivo per cui le chiamiamo astronavi risale ai primi giorni di navigazione in mare aperto, quando Keplero, ispirato dal telescopio, dichiarò che in un futuro lontano ci sarebbero stati esploratori che avrebbero cercato nuovi mondi nello spazio, proprio come i marinai medievali avevano scoperto nuovi mondi sulla Terra.

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Tra l’altro, a proposito di grandi navi, le prime navi veramente mastodontiche furono quelle associate a Zheng He, un marinaio cinese, esploratore, ammiraglio della flotta ed eunuco di corte durante la prima dinastia Ming in Cina. Dal 1405 al 1433, Zheng He, il Kirk del Quindicesimo secolo, condusse le spedizioni del tesoro in Asia occidentale e nel sud-est asiatico, nel subcontinente indiano e in Africa orientale. Secondo la leggenda, le cosiddette navi dei tesori più grandi, utilizzate dal comandante della flotta e dai suoi vice, contavano nove alberi, erano lunghe 137 metri e larghe 55 metri, disponevano di quattro ponti capaci di ospitare centinaia di marinai ed erano lunghe quasi il doppio rispetto a qualsiasi nave in legno mai documentata. Confrontiamo la sua flotta con quella di Colombo: quella di Zheng contava 28.000 marinai distribuiti su 300 navi; Colombo, nel 1492, aveva 90 marinai distribuiti su tre navi, la più grande delle quali era lunga appena 25 metri. L’armata di Zheng comprendeva anche le cosiddette navi equidi, destinate a ospitare i cavalli, e una ventina di navi cisterna per il trasporto di acqua dolce.

Consideriamo ora le portaerei a propulsione nucleare intitolate al comandante statunitense della Seconda guerra mondiale nel Pacifico, l’ammiraglio di flotta Chester W. Nimitz: con una lunghezza complessiva di 333 metri e un dislocamento a pieno carico di oltre centomila tonnellate, per costruire la nostra Enterprise occorrerebbe un quantitativo di materiale pari a circa due portaerei, quindi il costo stimato delle nostre materie prime è di appena 13.750.000.000 dollari.

Costruire l’Enterprise

E per quanto riguarda i costi di costruzione? In questo caso potremmo prendere spunto dal modo in cui viene assemblata la Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Una volta completata, la ISS copre un’area grande quanto un campo da calcio e pesa 455 tonnellate. Dal momento che non esisteva un razzo abbastanza grande e potente da consentirne la costruzione a terra e il lancio nello spazio in un’unica soluzione, la ISS fu gradualmente assemblata pezzo per pezzo nello spazio, a circa 400 chilometri dalla superficie terrestre.

Supponiamo che anche la nostra Enterprise venga costruita sulla Terra, in una serie di piccoli moduli integrati che verranno poi assemblati in orbita. È a questo punto che i costi possono diventare piuttosto cosmici. Utilizzando i dati pubblicati da SpaceX relativi al Falcon Heavy, il suo lanciatore super-pesante parzialmente riutilizzabile, i nostri moduli potrebbero essere trasportati nello spazio al costo competitivo di poco più di 1.000 dollari al chilo. Il carico di una coppia di portaerei pesa circa 228.000 tonnellate quindi, a 1.000 dollari al chilo, il costo per portare in orbita la nostra stazione spaziale a forma di Enterprise sarebbe di circa 520,4 miliardi di dollari. E non abbiamo ancora incluso la manodopera.

Pimp My Ride, Muta-materia

A questo punto, la nostra Enterprise si trova nello spazio ed è pronta per essere dotata di alloggi per l’equipaggio, sistemi di supporto vitale, reti informatiche, generatori di energia e persino opzioni di lusso a cinque stelle, come il Bar di Prora. Per dotare la nostra astronave di tutti i comfort utilizzeremo una serie di muta-materia. Ma cosa sono i muta-materia?

Ebbene, nel marzo del 2018, una startup composta da ex alunni del MIT e di Yale hanno fatto un passo avanti in tal senso: sono riusciti a creare un materiale di nuova generazione che potrebbe permettere di stampare in 3D letteralmente qualsiasi cosa dal nulla. La MatterShift, con sede a New York, è riuscita a realizzare delle membrane di nanotubi di carbonio (CNT) su larga scala, capaci di combinare e separare singole molecole. L’azienda ha dichiarato che la sua tecnologia offre un livello di controllo sul mondo materiale mai visto prima. Per esempio, la rimozione della CO² dall’aria e la sua trasformazione in carburante. Utilizzando questa tecnologia, potrebbe essere possibile produrre benzina, diesel e carburanti per aerei a zero emissioni di carbonio, più economici rispetto ai carburanti fossili.

È qui che il muta-materia risulta essenziale per la costruzione della nostra Enterprise. Queste macchine in futuro saranno in grado di combinare diversi tipi di membrane CNT, per esempio, in macchine capaci di produrre qualsiasi cosa a partire da blocchi molecolari di base. E poiché stiamo parlando di stampare materia quasi dal nulla, possiamo costruire la nostra Enterprise nello spazio, stampando tutto ciò che ci serve da materiale asteroidale trasportato nell’orbita terrestre.

Non includeremo alcun costo di trasporto aggiuntivo per il materiale asteroidale. Già nel 2013, gli scienziati avevano identificato una classe di asteroidi denominati oggetti facilmente reperibili (ERO), quindi possiamo ipotizzare che l’asteroid mining [l’estrazione di materiali e minerali dagli asteroidi] possa già essersi convertita da nuova frontiera spaziale a fatto ordinario, data la possibilità di estrarre gli asteroidi utilizzando la scienza missilistica esistente e a costi relativamente bassi.

Non possiamo certo equipaggiare la nostra enorme astronave con un solo muta-materia, quindi calcoliamo il costo dell’invio in orbita di una suite di cento esemplari. Utilizzando una stima di 5.000 dollari per muta-materia (per un totale di 500.000 dollari) e aggiungendo un costo di lancio di 250.000 dollari, avremo un costo totale di pimpaggio per l’Enterprise di 750.000 dollari.

Questo sì che è intrattenimento!

Tutti amiamo il ponte ologrammi. Un’astronave senza di esso non sarebbe completa, quindi quanto costerebbe costruirne uno? Certo, sappiamo che il ponte ologrammi è un dispositivo immaginario. È una praticità tecnica che permette ai personaggi di una trama di confrontarsi con diversi scenari di realtà virtuale. Inoltre, dal punto di vista narrativo, consente agli scrittori di includere un’enorme varietà di altri personaggi e luoghi, come persone ed eventi della storia umana o luoghi ed entità aliene, cosa che altrimenti richiederebbe complesse trame di viaggi nel tempo o paesaggi onirici.

Ciononostante, il ruolo degli scenari di realtà virtuale è diventato una caratteristica principale della nostra vita moderna. La prima apparizione di un ponte ologrammi risale all’episodio Il computer si diverte di Star Trek: La Serie Animata , in cui però viene chiamata sala ricreazione. Ma è solo nell’episodio del 1988 Il grande addio di Star Trek: The Next Generation, che il ponte ologrammi assume un ruolo centrale nella trama.

Magari non saremo ancora in grado di costruire un ponte ologrammi, ma sicuramente potremmo realizzare un sistema a metà tra una sala ricreativa e un ponte ologrammi, dove i membri dell’equipaggio possano collegarsi alla matrice. Alla fine del 2018, l’azienda di display olografici Light Field Lab di San Jose e l’azienda di grafica OTOY di Los Angeles, che si occupano di grafica high-end basata su cloud, hanno annunciato ufficialmente una partnership il cui scopo è quello di rendere il ponte ologrammi di Star Trek una realtà.

È un’approvazione più che sufficiente per la nostra costruzione dell’Enterprise, quindi prendiamo il Light Field Lab e la tecnologia OTOY come ponte ologrammi di riferimento. Con una stima più azzardata di quanto vorremmo, stimiamo che il costo del nostro sistema in orbita e funzionante sia di ben 10.000.000 di dollari.

War! What is it good for?

Dato che chi non è capace di uccidere sarà sempre soggetto a chi invece lo è, e che la Galassia è grande e grossa, sarà meglio armarci. Dato che i siluri fotonici e i phaser sembrano essere pressoché la norma, puntiamo a qualcosa del genere. Il costo per portare nello spazio una trentina di Trident II (la USS Voyager era una nave scientifica e anche quella aveva trentotto siluri fotonici), e fingere che siano altrettanto validi quanto i siluri fotonici è, approssimativamente 6.750.000.000 dollari, a cui si aggiungono altri 250.000.000 dollari per il sistema d’arma laser AN/SEQ-3 (la nostra stima approssimativa per un sistema di phaser per l’Enterprise), per un totale di 7.000.000.000 dollari.

Ehi voi! Cielo! Toglietevi il cappello! Sto arrivando!

Infine, affinché la nostra Enterprise non sia una sorta di Mary Celeste galattica dei giorni nostri, abbiamo bisogno di personale. Ora, è indubbiamente vero che i costi del personale non sono costi di costruzione, in senso stretto, eppure non staremmo facendo un buon progetto se non pensassimo a dotare la nave di un equipaggio, anche se si tratta di un equipaggio di comando limitato. La partenza iniziale dell’Enterprise D dalla base stellare 74 è avvenuta senza equipaggio attivo a bordo, utilizzando procedure completamente automatizzate. Nell’episodio Ricordatemi di Star Trek: The Next Generation, l’Enterprise D viene lasciata con i soli Dr. Beverly Crusher e Picard a bordo. Ma questi esempi sono anomali.

Spendiamo un po’ di denaro per il nostro equipaggio di comando limitato e scegliamo una decina di persone affidabili. Ma a quale prezzo? Secondo un recente accordo tra i russi e la NASA, stando ai prezzi del 2021, il costo per addestrare un cosmonauta a passare dall’orizzonte blu all’orizzonte nero è di circa 80 milioni di dollari a persona. Supponiamo che il nostro equipaggio sia già ben addestrato dalla Flotta Stellare e che necessiti di un addestramento minimo, per cui il costo di trasporto è pari a 960.000.000 dollari.

Cosa possono dirci il capitano Kirk e Spock sugli alieni nella nostra Via Lattea? Come possono aiutarci nella ricerca di altri pianeti abitabili? Quali invenzioni tecnologiche di Star Trek si sono avverate nella realtà?

Senza dubbio potremmo dotare la nostra astronave di bot e droidi, in quanto ciò ridurrebbe certamente le spese di sostentamento. Ma atteniamoci ai parametri umani. Secondo i dati del governo statunitense, tra il 2010 e il 2012, quando gli Stati Uniti contavano più di 100.000 soldati sul territorio afghano, il costo della guerra aveva raggiunto quasi i 100 miliardi di dollari all’anno. Quindi, tenendo conto dell’inflazione e trattandosi del reclutamento di ufficiali diretti verso lo spazio, aggiungiamo un costo di 1,5 milioni di dollari per membro dell’equipaggio. Questo aggiunge altri 18 milioni di dollari al nostro costo di trasporto di 960.000.000 dollari, per un totale di 978.000.000 dollari.

A differenza dei droidi, il nostro equipaggio umano deve essere nutrito e curato. Nella storia recente, la NASA ha assegnato un contratto di circa quattro miliardi di dollari ad appaltatori privati per il trasporto di merci sulla ISS. Utilizziamo questa stima, ottenendo un costo totale del personale di 4.978.000.000 dollari.

A quanto ammonta il danno finale, Capitano?

Diamo un’occhiata ai nostri totali. Il costo stimato delle nostre materie prime è di 13.750.000.000 dollari. Per portare la nostra Enterprise in orbita ci vogliono 520,4 miliardi di dollari; il costo totale di pimpaggio è di 750.000 dollari; 10.000.000 dollari per l’intrattenimento a bordo; un sistema di armi da 7.000.000.000 dollari; e un costo per il personale di 4.978.000.000 dollari.

Tutti questi costi ci portano a un totale di 546.138.750.000 dollari, ovvero, molto approssimativamente, 546 miliardi di dollari. Se sembra un investimento enorme, teniamo presente che Neta Crawford, presidente del dipartimento di scienze politiche dell’Università di Boston, ha stimato che il costo a lungo termine della guerra in Iraq per gli Stati Uniti sia stato di 1,922 trilioni di dollari. Una cifra sufficiente a finanziare circa tre astronavi e mezzo, stando al nostro bilancio concordato. Senza contare i 1.033.000 morti in eccesso stimati a causa della guerra. Forse un paragone migliore potrebbe essere il gigantesco passo per l’umanità del programma Apollo, il cui costo totale è stato di circa 152 miliardi di dollari in dollari odierni. Quindi, la nostra Enterprise costerebbe all’incirca quanto tre programmi Apollo e mezzo.

C’è solo un problema, naturalmente. La nostra Enterprise non si sposterà di un centimetro galattico, figuriamoci di un anno luce. La scienza contemporanea è ancora così lontana dai motori a curvatura che non possiamo nemmeno fare una stima realistica. Il costo sarà probabilmente astronomico. Ciononostante, abbiamo una stazione spaziale armata piuttosto bella, anche se non assomiglia a una Luna…

Questo articolo richiama contenuti da La scienza di Star Trek.

Immagine di apertura originale di Stefan Cosma su Unsplash.