Konstantin Ciolkovskij: alle origini del pensiero spaziale moderno

«La Terra è la culla dell’umanità, ma non si può vivere per sempre in una culla.» 

In questa affermazione, divenuta nel tempo la più celebre attribuita a Konstantin Ėduardovič Ciolkovskij, è racchiusa l’essenza del suo pensiero: il volo spaziale non come sogno o simbolica conquista, ma necessità evolutiva, passo successivo di una specie chiamata a superare i propri confini planetari. Scienziato, visionario e autore di opere che anticipano la fantascienza scientifica, Ciolkovskij (o spesso chiamato Tsiolkowsky nei testi anglosassoni) fu tra i primi a immaginare il futuro dell’umanità come un destino cosmico.

Figura tra le più singolari e profonde della storia del pensiero scientifico moderno, universalmente riconosciuto come uno dei padri dell’astronautica, fu al tempo stesso filosofo, visionario e autore di opere che oggi definiremmo di Fantascienza tecnologica (o Hard Science Fiction [1]). In un’epoca in cui il volo aereo era ancora agli inizi e lo spazio appariva come un’astrazione irraggiungibile, lo scienziato russo ne aveva già delineato i fondamenti teorici, le implicazioni biologiche e le conseguenze evolutive per l’umanità.

Ciolkovskij nacque nel 1857 in una famiglia modesta dell’Impero russo. Durante l’infanzia contrasse la scarlattina, che gli causò una sordità quasi totale, segnando profondamente la sua vita. L’isolamento forzato e le difficoltà di comunicazione lo allontanarono dai percorsi scolastici tradizionali, spingendolo verso una formazione completamente autodidatta.

Negli anni giovanili trascorse lunghi periodi a Mosca, dedicandosi allo studio solitario nelle biblioteche pubbliche. Qui entrò in contatto con la matematica avanzata, la fisica, la chimica e la filosofia, sviluppando una visione del mondo fortemente razionalista. Fu in questo periodo che si avvicinò, anche se indirettamente, al pensiero di Nikolaj Fëdorov, figura centrale del cosmismo russo, la cui influenza si rifletterà in tutta la sua opera e su cui torneremo.

Tornato in provincia, Ciolkovskij si stabilì a Kaluga, dove lavorò per decenni come insegnante di matematica. Lontano dai centri accademici e spesso ignorato dall’establishment scientifico, condusse una vita semplice e appartata, dedicando ogni momento libero alla ricerca teorica. Solo negli ultimi anni della sua vita l’importanza dei suoi studi cominciò ad essere riconosciuta.

Dall’aria allo spazio: gli studi scientifici 

Le sue prime ricerche si concentrarono sul volo atmosferico. Negli anni Ottanta e Novanta dell’Ottocento si occupò di aerostatica, progettando dirigibili rigidi (ossia aventi una struttura metallica come i tedeschi Zeppelin venuti qualche anno dopo) e pubblicando nel 1885 Teoria e sperimentazione relative a un aerostato, avente una forma allungata in direzione orizzontale (Titolo originale: Teorija i opyt aerostata,imejuščego v gorizontal’nom napravlenii udlinennuju formu). Parallelamente si occupò di aerodinamica affrontando il problema delle forze esercitate dai fluidi su superfici in movimento nel saggio La pressione di un fluido su una superficie che si muove di moto uniforme in esso ( Tit. orig: Davlenie židkosti na dvižuščujušja v nej poverchnost 1891). La rivista Scienza e vita nel 1894 ospiterà il suo saggio L'aeroplano, ossia una macchina volante simile agli uccelli (Tit. orig.:Aeroplan, ili pticepodobnaja letatel’naja mašina) che immaginava un velivolo più pesante dell’aria dotato di fusoliera, ali portanti, carrello d’atterraggio, e sistemi di controllo, anticipando soluzioni che diventeranno realtà solo anni dopo. A Kaluga costruì anche una galleria del vento artigianale, utilizzata per verificare sperimentalmente le sue ipotesi teoriche.

In quegli anni il suo interesse si spostò progressivamente verso il volo nello spazio extraatmosferico. In L’esplorazione dello spazio cosmico mediante dispositivi a reazione ( Tit. orig.: Issledovanie mirovych prostranstv reaktivnymi priborami 1903), dimostrò che solo un veicolo a reazione può muoversi nel vuoto. In quest’operà formula l’equazione che porta il suo nome alla base dell’astronautica moderna e con cui tutti quelli che hanno svolto studi in quest’ambito (come chi vi sta scrivendo) si sono poi confrontati. Tale relazione lega la velocità di un razzo alla velocità dei gas espulsi e al rapporto tra la massa iniziale e finale. In lavori successivi sviluppò il concetto di razzo a più stadi, la permanenza in orbita e l’idea di stazioni spaziali abitate.

Accanto agli aspetti ingegneristici, lo scienziato dedicò grande attenzione alla fisiologia umana studiando gli effetti dell’accelerazione, del volo prolungato e della mancanza di peso sull’organismo, anticipando problemi che sarebbero emersi solo con i primi voli spaziali, decenni dopo.

Riteneva che l’essere umano fosse in grado di adattarsi gradualmente a condizioni radicalmente nuove, purché sostenuto da ambienti artificiali adeguati: cabine pressurizzate, sistemi di riciclo dell’aria, coltivazioni nello spazio e, in prospettiva, stazioni orbitanti in grado di generare una forma di gravità artificiale. I viaggi nello spazio diventavano così una sfida non solo tecnologica, ma biologica ed evolutiva, richiedendo una trasformazione profonda delle condizioni di vita umane.

Cosmismo, autogenerazione e intelligenze extraterrestri

Fino agli ultimi decenni dello scorso secolo, soprattutto in occidente, lo scienziato russo era noto unicamente per i suoi risultati scientifici, trascurando di fatto una parte fondamentale della sua opera e del suo pensiero.

La riflessione scientifica di Konstantin Ciolkovskij è inseparabile da una visione filosofica più ampia riconducibile al cosmismo russo, un filone di pensiero sviluppatosi tra la fine dell’Ottocento e i primi decenni del Novecento, nel quale scienza, filosofia e destino dell’umanità vengono concepiti come parti di un unico processo cosmico. Per i cosmisti, l’universo non è un insieme casuale di eventi, ma un sistema razionale e dinamico, attraversato da una legge evolutiva che conduce la materia verso forme sempre più complesse di vita, coscienza e intelligenza.

In questo contesto si colloca l’incontro, decisivo sul piano intellettuale, tra Ciolkovskij e il pensiero di Nikolaj Fëdorov, il bibliotecario filosofo anche definito il Socrate Moscovita, considerato il fondatore del cosmismo. Pur non essendone stato allievo diretto, Ciolkovskij entrò in contatto con le sue idee negli anni a Mosca, facendo di questo incontro uno dei pilastri della propria visione del mondo: l’umanità ha una responsabilità attiva nei confronti del cosmo e il progresso scientifico deve essere orientato all’evoluzione della specie.

Tale visione, come mostrato da Silvano Tagliagambe in Dal caos al cosmo. Introduzione al cosmismo russo, ad oggi uno degli ultimi studi in lingua italiana dedicato al movimento russo e uno dei riferimenti fondamentali per la stesura di questo articolo, si fonda sul concetto di samozaroždenie, ossia autogenerazione. La materia, governata da leggi razionali, tende spontaneamente a organizzarsi in forme sempre più complesse, fino a generare la vita e l’intelligenza.

In questa prospettiva, la Terra rappresenta solo una tappa intermedia. L’universo, vastissimo e antico, avrebbe prodotto altrove forme di intelligenza molto più evolute dell’uomo. Inoltre, come evidenziato dallo studio pubblicato nel 1995 sul Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, Ciolkovskij affrontò nei primi anni del novecento una domanda che diventerà celebre solo nel dopoguerra: se esistono civiltà extraterrestri, perché non ne osserviamo tracce?

La sua risposta, sorprendentemente moderna, anticipa nella sostanza di decenni sia il Paradosso di Fermi sia una delle sue soluzioni proposte più note ossia l’Ipotesi dello Zoo [1] (nonché la prima direttiva di Star Trek [3]): le intelligenze superiori, per ragioni etiche ed evolutive, volutamente sceglierebbero di non interferire con civiltà ancora immature come la nostra.

Il silenzio del cosmo non è quindi una negazione, ma un’attesa. L’umanità, segnata da conflitti e violenza, non sarebbe ancora pronta a un contatto diretto. Solo quando il genere umano avrà superato la propria condizione terrestre, diventando una specie interplanetaria capace di adattarsi a nuove condizioni fisiche e ambientali, potrà colmare tale distanza evolutiva.

Fantascienza, immaginario ed eredità culturale

Le idee di Ciolkovskij non rimasero confinate nelle equazioni fisiche, nei trattati teorici di astronautica o nelle disquisizioni filosofiche: egli considerava la narrativa speculativa, quella che avremmo poi conosciuto come fantascienza, un terreno indispensabile per l’elaborazione delle grandi intuizioni scientifiche. Lui stesso scrisse, «all’inizio c’è necessariamente un’idea, una fantasia… e poi vengono i calcoli scientifici» [4] un principio nel quale immaginazione, narrativa e speculazione teorica si alimentano a vicenda .

Fin da giovane iniziò a concepire opere di fantascienza, ispirato anche dai romanzi di Jules Verne e dai fermenti culturali del suo tempo. Tra i suoi romanzi più significativi si collocano Sulla Luna (Na Lune 1893) e Oltre la Terra (Vne Zemli, 1920), opere nelle quali esplora con sorprendente rigore concetti come il viaggio dalla Terra alla Luna, l’effetto della gravità sulle astronavi e la vita oltre l’atmosfera terrestre .

Nel primo, scritto alla fine del XIX secolo, Ciolkovskij narra di un’ipotetica spedizione verso il nostro satellite, ponendo domande che mescolano la tecnica (il calcolo delle traiettorie orbitali, l’uso di motori a reazione, etc) con riflessioni etiche sulla natura dell’esplorazione e sul rapporto dell’uomo con l’ignoto. Questo racconto, benché datato, contiene intuizioni che rispecchiano molti elementi della narrazione scientifica moderna: il ruolo delle leggi fisiche, la complessità della vita in assenza di gravità e l’idea di un’umanità destinata a superare i confini del proprio pianeta .

Nel secondo, pubblicato ormai nella maturità del suo pensiero, Ciolkovskij amplia ulteriormente il campo d’indagine, includendo scenari di vita interplanetaria e ambientazioni che vanno oltre l’orbita terrestre. In queste pagine, la narrazione diventa un laboratorio concettuale in cui problemi reali di ingegneria spaziale, biologia e sociologia vengono risolti o esplorati attraverso personaggi e storie. Queste opere non sono tanto evasioni fantasiose quanto tentativi di pensare la scienza in forma intuitiva, rendendo visibili le conseguenze di leggi e tecnologie che avrebbero impiegato decine di anni per diventare realtà.

Il contributo dello scienziato russo alla cultura del fantastico non si estende solo alla carta ma anche alla celluloide. Poco prima della sua morte, fu chiamato come consulente scientifico per la realizzazione del film sovietico Viaggio cosmico” (Kosmičeskij rejs 1936), considerato, insieme al tedesco Una donna nella luna (Frau im Mond, 1928) dove collaborò il “collega” Herman Oberth [5] uno dei primi film di fantascienza scientifica sul tema della conquista spaziale. Il film, diretto da Vasili Žuravlëv e uscito pochi mesi dopo la morte di Ciolkovskij, mostra con sorprendente accuratezza alcuni aspetti come la possibilità di un viaggio verso la Luna e la simulazione della mancanza di peso, riflettendo l’impegno di Konstantin per una rappresentazione realistica dello spazio .

Nel saggio Sogni sulla terra e sul cielo (Grezy o zemle i nebe, 1895), Ciolkovskij anticipa l’idea dell’ascensore spaziale. Ispirandosi alla Torre Eiffel, immaginò una struttura capace di estendersi dalla superficie terrestre fino all’orbita geostazionaria, consentendo il trasferimento di uomini e materiali nello spazio senza ricorrere alla propulsione a razzo e quindi notevolmente limitando i costi energetici. Ancora oggi tale elevatore non risulta un progetto ingegneristico costruibile; lo studioso Russo era consapevole dei limiti imposti dalla resistenza dei materiali e dalle condizioni fisiche, limitazioni che rendono l’ascensore spaziale ancora oggi irrealizzabile. Questa idea si ritroverà quasi poi nell’immaginario fantascientifico del Novecento, in particolare attraverso opere come Le fontane del Paradiso (1979) di Arthur C. Clarke.

Molti sono gli omaggi al precursore dell’astronautica: monumenti e luoghi simbolici dell’esplorazione spaziale, dalla statua raffigurante Ciolkovskij a fianco al monumento ai “conquistatori dello spazio” eretto a Mosca nel 1964 al museo dell’astronautica di Kaluga, inaugurato nel 1967, la cui prima pietra fu posta da Jurij Gagarin e che ancora oggi svolge un ruolo attivo nella diffusione del suo pensiero con manifestazioni e seminari. Il suo nome è stato inoltre assegnato a un cratere lunare e, dal 2015, a una città russa nei pressi del cosmodromo di Vostočnyj. Anche il cinema ne ha raccolto l’eredità: il regista Pavel Klušancev dedicò a Ciolkovskij la parte introduttiva del film In viaggio verso le stelle (1957), riconoscendone il ruolo fondamentale nella nascita dell’immaginario spaziale moderno.

A più di un secolo di distanza, il pensiero di Konstantin Ėduardovič Ciolkovskij conserva una sorprendente attualità. Le sue equazioni e le sue visioni non parlano soltanto di razzi e di orbite, ma del destino stesso dell’umanità. La Terra resta il luogo in cui la nostra storia ha avuto inizio, ritornando alla sua frase la nostra culla, ma non può costituirne il limite definitivo. Crescere significa uscire dalla culla: affrontare l’ignoto, adattarsi a nuove condizioni di esistenza e assumersi la responsabilità di una evoluzione che non è soltanto tecnologica, ma anche biologica ed etica. È in questa tensione verso il cosmo che Ciolkovskij continua a interrogarci sul nostro futuro come specie.

Note 

1. Sottogenere della fantascienza caratterizzato da un forte rigore scientifico e tecnico, in cui la narrazione si basa su conoscenze fisiche, astronomiche e ingegneristiche accurate o verosimili.

2. Il paradosso di Fermi è la contraddizione tra l'alta probabilità statistica di esistenza di civiltà extraterrestri intelligenti e la totale assenza di prove o contatti con esse. Formulato dal fisico Enrico Fermi nel 1950, si riassume nella domanda: "Dove sono tutti?", considerando che l'età dell'universo e il numero enorme di stelle dovrebbero aver permesso lo sviluppo di civiltà molto evolute e con cui dovremmo essere entrati in contatto. Nel 1973 il radioastronomo John Allen Ball tentò di dare una soluzione a tale paradosso con una sua ipotesi: le civiltà aliene potrebbero essere consapevoli della nostra esistenza, ma hanno scelto di nascondersi, osservandoci da lontano e lasciandoci liberi di evolverci autonomamente, proprio come facciamo noi con gli animali in uno zoo o in una riserva naturale.

3. La Prima Direttiva (anche nota come Ordine generale 1) è la norma (e imperativo etico) fondamentale della Federazione dei Pianeti Uniti in Star Trek che vieta rigorosamente alla Flotta Stellare di interferire con lo sviluppo naturale, culturale e tecnologico di civiltà aliene, specialmente quelle non ancora in grado di effettuare viaggi interstellari.

4. V. N. Sokol'skij, Konstantin Ėduardovič Ciolkovskij – Kratkaja naučnaja biografija (Breve biografia scientifica), in Ciolkovskij K. Ė. Izbrannye trudy (Opere scelte), Мosca, Accademia delle Scienze dell'URSS, 1962.

5. Hermann Oberth (1894–1989) è stato un fisico e ingegnere tedesco nato in Transilvania, considerato uno dei padri fondatori della missilistica e dell'astronautica moderna. Il suo lavoro teorico, che includeva il concetto di razzi a più stadi, ha posto le basi per l'esplorazione spaziale, influenzando pionieri come Wernher von Braun.

6. Un'orbita geostazionaria (GEO) è un'orbita circolare ed equatoriale situata a circa 35.786 km di quota, in cui i satelliti ruotano attorno alla Terra con la stessa velocità angolare della rotazione terrestre (23 ore, 56 minuti, 4 secondi). A causa di questo sincronismo, il satellite appare fisso su un punto preciso dell'equatore, rendendolo ideale per telecomunicazioni e meteo.