5) UN BIGLIETTO PER LA STAZIONE ORBITALE DELTA3, GRAZIE!
Come arriveranno in orbita i passeggeri e le merci del 25° secolo? La soluzione più efficiente e meno fantascientifica che si può adottare è rappresentata dalla levitazione magnetica. Ora, più o meno tutti voi sapete di che si tratta; in caso contrario fatemelo sapere. Se qualcuno avesse dei dubbi, aggiungo soltanto che la levitazione magnetica non ha una direzione preferenziale determinata dalla gravità, cioè si possono benissimo spingere delle navette in salita o addirittura in verticale. E' chiaro che il consumo di energia, in proporzione, sarà molto più elevato. Tutto qui. Il vantaggio della levitazione magnetica è l'assenza totale di SPRECHI energetici se si usano materiali superconduttori, e per l'AO sarà appunto così. Per quanto riguarda il consumo globale, certo molto elevato, la natura ci offre una soluzione elegante. Avrete forse sentito parlare dei satelliti "al guinzaglio" (o "tethered" in inglese). L'esperimento italiano (purtroppo interrotto più volte) ha dimostrato che un cavo teso attraverso la ionosfera viene attraversato da grosse correnti (decine di ampere) grazie alla differenza di potenziale tra le 2 estremità. In pratica si presta alla produzione di energia elettrica. Tale energia viene ottenuta a spese dell'enorme energia cinetica del sistema pianeta+cavo. Nel nostro caso il cavo pesa centinaia di migliaia di tonnellate, mentre le NS usano pochissima energia rispetto a quella effettivamente disponibile. Quindi il rallentamento sarà infinitesimale (ma i cavi devono essere superconduttori, affinchè la corrente non venga dissipata).
In alternativa, una soluzione semplice ma meno elegante è quella di produrre l'energia elettrica in una normale centrale a fusione a terra o in orbita, e poi distribuirla alle NS come una banalissima ferrovia. Ok, probabilmente alla fine prevarrà questa soluzione, a meno che la tecnologia tethered non venga ulteriormente migliorata.
Risolto il problema propulsivo, la mia idea è quella di suddividere il cavo orbitale in 6 trefoli più sottili, disposti come i vertici di un esagono (circa). Tre di essi fungono da cavi portanti veri e propri, mentre gli altri 3 sono i "binari" delle navette. Ogni trefolo corre parallelo agli altri a pochi metri di distanza (5, 10 metri al massimo), e l'intero gruppetto è tenuto assimeme da elementi trasversali. Le NS praticamente corrono dentro a una galleria, ma senza toccare i cavi stessi grazie alla levitazione magnetica, e soprattutto senza portarsi dietro propulsori o serbatoi (salvo quelli di emergenza, se vogliamo). Risparmio notevolissimo, dicevamo. Si potrà addirittura contenere il costo del trasporto di 1 kg di carico utile sotto i 3$. Dipende da quanto verrà usato l'AO. Questo calcolo non è mio ma di un tecnico della Nasa, quindi sarei propenso a prenderlo per buono. Dunque, io peso 60kg+un po' di bagaglio.....250 € di biglietto sola andata? Non male direi!
Le NS saranno lunghe una ventina di metri, ma se ne potranno agganciare insieme alcune per formare piccoli convogli (qui il limite è dato dallo spazio disponibile nella SO). Saranno inoltre dotate di freni d'emergenza, come le cabine degli ascensori.
Una caratteristica arbitraria dell'AO è la seguente: il senso unico in salita per le NS. Perchè? Per il semplice motivo che le navette si muoveranno a velocità elevate lungo il cavo, e un incidente va escluso a priori. Il rischio di uno scontro ad alcuni km/s diventa letale. Inoltre il vero problema è la salita, non la discesa; quest'ultima può benissimo essere effettuata planando sul pianeta con shuttle avanzati ma convenzionali, praticamente a costo zero.
Un'altra buona proprietà dell'AO è la seguente: la prima metà del percorso (fino a 36000km) è in salita, ma la seconda metà, a tutti gli effetti, è in "discesa", poichè ivi la forza centrifuga prevale su quella gravitazionale. Quindi si può risparmiare altra energia, lasciando correre le NS e frenandole in prossimità della SO. Oppure, per accorciare i tempi del viaggio, l'opzione migliore è quella di accelerare per metà percorso e frenare per la seconda metà. In ogni caso non mi preoccuperei troppo, se l'energia da fusione nucleare sarà abbondante ed economica come spero.
Lungo l'AO possono viaggiare più navette contemporaneamente, proprio come lungo una ferrovia. Il loro peso sarà comunque trascurabile rispetto a quello dell'intero cavo orbitale. Unica precauzione sarà quella di distanziarle un poco, per evitare tamponamenti in caso di guasti. Pensavo inoltre ad AO internazionali dedicati, per ogni pianeta, al traffico merci oppure ai passeggeri. Ed eventualmente qualche AO di uso nazionale, sia militare che civile, per le Nazioni più ricche.
Ho fatto i calcoli relativi ad AO merci e passeggeri per la Terra e per Marte, come esempio. Le specifiche sono differenti poichè i passeggeri sopportano accelerazioni e frenate inferiori.
- AO merci terrestre: 1 navetta ogni 3 minuti, 2 ore e mezza di viaggio, velocità massima contenuta;
- AO passeggeri terrestre: 1 navetta ogni 8 minuti, 2 ore di viaggio, accelerazione più bassa ma lunga;
- AO merci marziano: 1 navetta ogni 9 minuti, 1 ora e mezza di viaggio;
- AO passeggeri marziano: 1 navetta ogni 18 minuti, 1 ora e mezza di viaggio (sono solo più distanziate);
6) UNA CITTA' IN ORBITA
Come per le NS, un discorso a parte va fatto per la Stazione Orbitale.
Per cominciare, penso che debba avere una struttura compatta, per esempio cilindrica, per agganciarsi meglio al cavo.
Ma vediamo i suoi elementi fondamentali, le strutture che non potranno mancare a bordo:
- magazzini per le merci in transito, o alberghi per i passeggeri in attesa d'imbarco (chissà che vista splendida da lassù);
- ponti d'imbarco per merci e passeggeri;
- un buon sistema di attracco per le astronavi, niente a che vedere con fragili corridoi pressurizzati fluttuanti!
- sistemi di rifornimento per le astronavi suddette;
- propulsori potenti, per garantire la necessaria stabilità alla Stazione Orbitale e per smorzare pericolose oscillazioni o tensioni occasionali del cavo (per esempio, la Luna potrebbe dare sgradevoli effetti di marea o risonanza);
- una centrale a fusione nucleare, per fornire l'energia necessaria;
- un deposito per le navette vuote in attesa di tornare sul pianeta;
- una zona abitativa per l'equipaggio della Stazione, con relative strutture di supporto: qualche negozio, un piccolo ospedale, e simili;
- una dogana, a seconda dei casi, come negli aereoporti internazionali (e magari qualche negozio duty-free);
- un impianto di riciclaggio, per ovvie ragioni;
- un gruppo di sorveglianti e poliziotti, per evitare casini, come negli aereoporti;
- un grosso centro di controllo per tutto quanto, non necessariamente centralizzato; ce ne sarà uno gemello a terra, comunque;
- delle capsule di emergenza, stile scialuppe di salvataggio, per tutto il personale e per i passeggeri; del resto, un incidente può sempre capitare; le capsule saranno in dotazione a tutte le future stazioni o navi spaziali, direi!
- un sistema di manutenzione per cavo e stazione; quello del cavo sarà simile ai lavavetri automatici dei grattacieli, cioè piccole navette ausiliari, possibilmente robotizzate;
- una piccola gravità "artificiale"(dovuta alla forza centrifuga netta), circa 1/25 di quella normale, ma diretta verso lo spazio. In pratica, i soffitti della stazione "guarderanno" il pianeta, mentre i pavimenti saranno verso lo spazio; un effetto curioso, non trovate?
Complessivamente, ogni SO sarà una piccola città in orbita, un posto MOLTO interessante!
Ah, dimenticavo: lungo il cavo saranno predisposte delle "piazzole" d'emergenza, almeno per gli AO passeggeri.
(Inoltre sarebbe meglio ancorare il cavo in zone desertiche, perchè le perturbazioni atmosferiche danno sempre qualche problema)