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La conquista dello spazio passa da Internet

Internet e l’esplorazione spaziale: due storie che corrono su binari paralleli. Scopriamole insieme, dalle origini alle future prospettive.

Da un lato la più grande e interconnessa rete di comunicazione mai esistita, dall’altra un progetto che non smette di rappresentare un importantissimo motore di propulsione per la ricerca scientifica e tecnologica, oltre ad alimentare una vasta produzione letteraria e multimediale. Se non è un mistero che le loro origini siano strettamente collegate, forse non è altrettanto noto quanto lo siano anche i loro futuri sviluppi. Scopriamolo insieme.

Alla nascita del web

La corsa allo spazio viene tradizionalmente fatta iniziare nel 1957, quando l’Unione Sovietica mise in orbita lo Sputnik 1, il primo satellite a orbitare attorno alla Terra. Fu un colpo durissimo per gli Stati Uniti, che risposero fondando due centri di ricerca destinati a fare la storia: ARPA (Advanced Research Projects Agency), a capo dei progetti nel settore delle telecomunicazioni, e NASA (National Aeronautics and Space Administration), a capo della ricerca aeronautica e aerospaziale.

Il ruolo dell’ARPA era frutto di una scelta molto oculata, dal momento che fino ad allora quasi tutti gli enti di ricerca potevano contare su calcolatori relativamente potenti, ma totalmente isolati tra loro. Trasferire i dati da una macchina all’altra richiedeva un lungo lavoro, spesso manuale, in quanto i formati dei dati e dei programmi erano diversi per ogni elaboratore, comportando un enorme dispendio di tempo e di sforzi.

Il 1969 fu un anno determinante. Tutti associamo questa data alla missione Apollo 11 che portò Armstrong, Aldrin e Collins sulla Luna, ma allo stesso tempo l’umanità stava compiendo «un grande balzo» anche sotto un altro aspetto. Il 1969 fu infatti l’anno in cui vide la luce ARPANet, la prima rete di comunicazione tra i computer delle università di Stanford e Los Angeles. Ben presto a questa rete si aggiunsero l’Università di Santa Barbara, l’Università dello Utah e la BBN (Bolt, Bernek and Newman), una società di ingegneria acustica americana. Era nato il primo nucleo di Internet.

Dagli anni ’70 a oggi

ARPANet iniziò a diffondersi a macchia d’olio negli ambienti accademici e ben presto nacque l’esigenza di definire protocolli condivisi per la trasmissione dei dati. A questo provvidero Bob Kahn (BBN) e Vinton Cerf (Stanford) che misero a punto i protocolli TCP/IP, utilizzati ancora oggi.

L’adozione di protocolli condivisi spianò la strada per una diffusione mondiale di ARPANet, ormai divenuta Internet. Nel 1984 i protocolli TCP/IP furono adottati anche in Europa, allargando la rete a un nuovo continente e dando inizio a una collaborazione estremamente proficua. Fu infatti l’inglese Tim Berners-Lee (CERN) che nel 1990 inventò il World Wide Web, o, in altre parole, Internet così come lo conosciamo oggi (il primo sito mai messo online è ancora visitabile qui).

Gli anni ’90 segnarono anche l’ingresso di Internet nella vita di tutti i giorni. Con l’avvento del Web e dei personal computer, Internet smise di essere uno strumento accademico utilizzato solo da pochi esperti ed entrò negli uffici e nelle case, cambiando drasticamente le abitudini dei loro abitanti e provocando gli sconvolgimenti, positivi e negativi, che tutti conosciamo.

Esattamente come Internet assunse una dimensione globale, con la fine della Guerra Fredda anche la corsa allo spazio smise di essere una prerogativa delle due superpotenze assunse le sembianze di uno sforzo collettivo. Nel 1975 nacque l’ESA (European Space Agency), che segnò l’ingresso dell’Europa nelle collaborazioni internazionali, presto seguita dalle potenze orientali — Cina, Giappone e India.

In questo periodo le missioni spaziali assunsero connotati diversi, che persistono fino ad oggi. Si predilige sviluppo di velivoli autonomi, in grado di raggiungere distanze enormi da cui è possibile raccogliere e mandare indietro dati preziosi senza mettere a rischio vite umane. La presenza umana viene invece confinata alla «vicina» orbita terrestre, in cui dal 2000 si trova la Stazione Spaziale Internazionale.

Verso il futuro: Internet va nello spazio

In realtà la collaborazione tra Internet e l’esplorazione prosegue ininterrotta, pur assumendo nuove forme e obiettivi. Dal 1998 gli scienziati dell’InterPlanetary Networking Special Interest Group (IPNSIG), un gruppo di ricerca parte dell’Internet Society, studiano come portare Internet anche al di fuori dalla Terra.

Il progetto rientra nell’ottica più ampia di promuovere l’esplorazione spaziale e facilitare una comunicazione efficiente fra Terra e spazio. Infatti, se è vero che da sempre si pone il problema di rimandare sulla Terra i dati raccolti dai velivoli mandati in esplorazione, è anche vero che per lungo tempo ogni missione spaziale ha previsto lo sviluppo di un proprio sistema di trasmissione, generalmente poco efficiente. È stato proprio uno dei padri di Internet, Vinton Cerf, a suggerire di affrontare il problema in maniera organica, stabilendo una rete di comunicazione interplanetaria.

Ma perché non possiamo semplicemente estendere l’Internet terrestre al resto dello spazio? I motivi sono principalmente due. Il primo sono le distanze, che nello spazio diventano significative anche per i segnali che viaggiano alla velocità della luce. Per esempio, la distanza media tra la Terra e Marte, è circa dodici minuti luce e mezzo, un ritardo ingestibile dai protocolli TCP/IP. Il secondo problema sta nel moto dei corpi celesti che possono fisicamente ostacolare la trasmissione dei segnali per ore, giorni, o addirittura mesi.

Per questi motivi è stato necessario ripensare il funzionamento di Internet. Da qui nasce l’approccio «store-and-forward», cioè «memorizza-e-inoltra». L’idea è quella di costruire una rete di trasmettitori che siano non solo in grado di ritrasmettere un pacchetto di dati (come gli attuali router), ma anche di memorizzarlo per archi di tempo più o meno lunghi, in modo da ritrasmetterlo non appena in presenza di condizioni favorevoli. Questa idea ha portato alla creazione di un nuovo tipo di protocolli chiamati DTN (Delay/Disruption Tolerant Network).

Ma come faremo a costruire una rete di questo tipo? L’idea è sfruttare i mezzi che vengono lanciati per le normali missioni, e che poi rimangono nello spazio. Se tutti questi mezzi implementassero i protocolli DTN (o se questi venissero installati una volta completata la missione principale), per ogni missione verrebbe aggiunto un nuovo nodo alla rete di comunicazione interplanetaria. Questo processo di riconversione è già iniziato nel 2004, e continua tutt’oggi.

Oltre ogni confine

Se pensate che già così la ricerca sia in anticipo sui tempi, sappiate che l’IPNSIG sta già pensando al momento in cui saremo in grado di raggiungere la stella più vicina dopo il Sole, Alpha Centauri. In quel caso le distanze saranno ancora più grandi (più di quattro anni luce), e al momento non sappiamo nemmeno come riusciremo a mandare fisicamente un mezzo tanto lontano in tempi ragionevoli, tuttavia si stanno già cercando soluzioni efficienti per comunicare con questi punti reconditi dello spazio.

Ci si potrebbe chiedere che senso abbia dedicarsi a problemi che probabilmente entreranno nella nostra vita solo in un futuro molto lontano. Ma è importante ricordare che nella scienza, come in molti altri settori, spesso ciò che conta non è il risultato, ma il percorso che ci conduce ad esso. Settant’anni fa la corsa allo spazio ci ha regalato Internet, uno degli strumenti più potenti e pervasivi di cui attualmente disponiamo. Non è da escludere che l’Internet Interplanetario possa regalarci altri grandi conquiste scientifiche, ma starà a noi essere all’altezza della sfida.

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