Avremo mai navi spaziali parcheggiate nei nostri garage?

Ci sono molte cose sulla nave di Han, e altre navi che si vedono in Star Wars, che sono estremamente attraenti. Per esempio, il caccia X-Wing di Luke è abbastanza piccolo da poter essere immaginato in un garage, ma apparentemente ha abbastanza carburante e rifornimenti (come l’ossigeno) a bordo per percorrere distanze di molti anni luce. Tutte le navi sembrano averlo:

  1. Motori incredibilmente potenti ed efficienti che utilizzano quantità di carburante molto piccole
  2. Sistemi a gravità artificiale estremamente efficaci
  3. Sistemi di smorzamento inerziale altrettanto efficaci, che consentono alla nave di passare da zero a milioni di miglia all’ora in pochi secondi senza schiacciare la nave in una frittella
  4. La capacità di viaggiare più veloce della velocità della luce .

Nessuno ha la minima idea di come realizzare i punti da 2 a 4 di questa lista oggi, quindi ignoriamoli e concentriamoci solo sui motori. Avrete mai un veicolo delle dimensioni di un’auto che può volare sulla luna?

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I razzi Saturn V che hanno inviato gli astronauti americani sulla Luna vi mostrano lo stato della tecnologia oggi. Il Saturno V è un razzo chimico. Era alto 363 piedi (110 metri) e pesava 3.000 tonnellate (2.727.000 kg). Non è una cosa che starebbe bene nel vostro garage! Inoltre sarebbe difficile per la persona media permetterselo. O per fare il pieno — Ha trasportato oltre 5 milioni di libbre (2.272.000 kg) di carburante!

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Per poter volare sulla luna dal vostro garage, una cosa di cui avete bisogno è il carburante con una densità di energia molto più elevata. Per esempio, How Nuclear Radiation Works discute il fatto che una libbra di uranio altamente arricchito ha abbastanza energia in esso per eguagliare circa 1.000.000 di galloni (4M litri o giù di lì) di benzina. In altre parole, circa tutta l’energia immagazzinata in un razzo Saturno V potrebbe entrare in una libbra o due (un chilogrammo) di uranio arricchito (supponendo che si abbia un modo efficiente per estrarre l’energia in modo controllato). Altri modi per creare energia in modo efficiente includono la fusione nucleare e l’annientamento della materia-antimateria.

Il problema dei motori a razzo oggi, tuttavia, è che sono per necessità motori a reazione . L’unico modo che conosciamo attualmente per spingere una navicella spaziale attraverso lo spazio è quello di gettare qualcosa fuori dal retro della navicella e sfruttare la reazione uguale e contraria. L’articolo intitolato How Rocket Engines Work entra molto nel dettaglio. Un razzo chimico brucia il carburante per accelerarlo, e poi getta il peso del carburante fuori dal retro del razzo ad una velocità di forse 6.000 MPH (10.000 KPH). La navicella spaziale beneficia quindi della reazione uguale e contraria e si muove in avanti.

A causa di questa dipendenza dai motori a reazione, dovete trasportare qualcosa di più di una semplice “energia” nella vostra astronave. Bisogna anche portare qualcosa da buttare fuori dalla propria astronave per poter andare avanti. Questa massa potrebbe essere sotto forma di solido, liquido o di gas. I motori a ioni, per esempio, ionizzano qualcosa come lo xeno e accelerano gli atomi ionizzati in un campo elettrico. Gli atomi si muovono molto più velocemente quando escono dal retro di un motore a ioni, così si ottiene un maggior movimento in avanti per ogni atomo lanciato. Ma bisogna comunque lanciare molti atomi per andare ovunque. Lanciando gli atomi a velocità che si avvicinano a una frazione ragionevole della velocità della luce, si ottiene il massimo movimento per atomo. Tuttavia, dovete ancora trasportare abbastanza massa per portare la nave a velocità elevate e poi fermarvi di nuovo una volta arrivati sulla luna. Usando la tecnologia di oggi, questa è un sacco di massa.

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Da questa discussione si può vedere che la vostra astronave personale ha bisogno di un sistema di produzione di energia molto esotico (usando la fissione nucleare, la fusione nucleare o l’antimateria), e dovete trasportare la massa che sarà gettata fuori dall’astronave per creare il movimento. Questa massa sarà significativa utilizzando le tecnologie attuali. Un ultimo problema riguarda la produzione di calore. La fissione nucleare e la fusione nucleare generano molto calore, che dovrete scaricare da qualche parte. Scaricare calore nello spazio è difficile perché il vuoto dello spazio ne fa il più grande thermos del mondo. Le dimensioni dei radiatori termici impediranno alla vostra astronave personale di installarsi nel garage.

Quindi non ha un bell’aspetto in questo momento. A meno che qualcuno non inventi qualcosa come una macchina antigravità a buon mercato o un modo per deformare lo spazio-tempo, non voleremo sulla luna con le nostre auto in un futuro prossimo…

Ecco alcuni link interessanti:

  • LA NASA: Gli scienziati esaminano l’uso dell’antimateria e della fusione
  • Propulsione nucleare termica
  • Viaggio nello spazio
  • Lancio & Sistemi di propulsione
  • Nozioni di base sulla fusione nucleare

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