Ascensore spaziale: differenze tra le versioni

Versione delle 11:13, 20 mar 2016

Versione delle 16:44, 1 apr 2016

Riga 9:

Varie, e nessuna finora decisiva, sono altresì le teorie su come dovrebbe essere realizzato il cavo: la scelta del materiale e la tecnologia di produzione dello stesso chiamano in causa calcoli complessi circa la resistenza al carico, quella alla pressione, eventuali modelli che cerchino di prevedere il comportamento del cavo sotto il suo stesso peso; irrisolta è anche la questione su come la cabina (detta ''climber'', "scalatore") dovrebbe essere alimentata, in quanto, essendo improbabile l'utilizzo di un cavo in materiale conduttore di elettricità, essa dovrebbe reperire la fonte di energia necessaria durante il tragitto di ascesa.

Concetto la cui paternità viene ascritta al [[Impero russo|russo]] [[Konstantin Ėduardovič Ciolkovskij|Konstantin Ciolkovskij]]<ref name="Hirschfeld">{{citaCita news|lingua=en|url=http://web.archive.org/web/20050608080057/http://www.g4tv.com/techtvvault/features/35657/Space_Elevator_Gets_Lift.html|titolo=Space Elevator Gets Lift|autore= Bob Hirschfeld |pubblicazione= Tech Live |data=31 gennaio 2002|accesso=6 marzo 2012}}</ref> che, a fine [[XIX secolo]], teorizzò una torre autoportante — da allora chiamata '''Torre di Ciolkovskij''' — che dalla base sulla Terra avesse la sommità al limite dell'orbita geostazionaria, oggi un eventuale ascensore vedrebbe altresì la sua massa maggiore concentrata alla sommità piuttosto che alla base.

[[File:Ascensore Spaziale.png|right|framed|Disegno di un ascensore spaziale per l'orbita geostazionaria.]]

== Cenni storici ==

I prodromi di quello che può essere considerato un ascensore spaziale risalgono al [[1894]]: in tale data, il fisico e scienziato [[impero russo|russo]] [[Konstantin Ėduardovič Ciolkovskij|Konstantin Ciolkovskij]], insegnante a [[San Pietroburgo]], nel suo saggio dal sapore [[fantascienza|fantascientifico]] ''Sogni sulla Terra e sul cielo''<ref name="ruvr">{{citaCita news|url=http://italian.ruvr.ru/2012_02_24/66820780/|titolo=L'ascensore verso il cielo|autore=Svetlana Kalmykova|data=24 febbraio 2012|pubblicazione=la Voce della Russia|accesso=6 marzo 2012}}</ref> si ispirò alla [[Torre Eiffel]] per ipotizzare un'analoga struttura a base molto larga capace di raggiungere il limite dell'orbita geostazionaria;<ref name="ruvr" />; una volta alla sommità della torre, un qualsiasi oggetto in movimento sincrono con essa avrebbe avuto una velocità angolare sufficiente a sfuggire all'attrazione terrestre e a essere lanciato nello spazio.

Lo stesso Ciolkovskij, tuttavia, che aveva calcolato diverse variabili gravitazionali quali il punto di equilibrio tra la forza centrifuga e quella gravitazionale (all'origine del concetto di quota geostazionaria),<ref name="Hirschfeld" />), riconobbe come fisicamente irrealizzabile una torre come quella che aveva teorizzato nella sua opera:<ref name="star-tech">{{citaCita news|lingua=en|titolo=Space Elevators and other Advanced Concepts|autore= Jerome Pearson|url=http://www.star-tech-inc.com/spaceelevator.html|pubblicazione=Star Technology and Research, Inc|accesso=7 marzo 2012}}</ref>: in effetti un qualsiasi manufatto capace di raggiungere l'altezza di circa 36&nbsp;000 [[chilometro|km]] dovrebbe anche prevedere un diametro di base dell'ordine delle decine, se non delle centinaia, di km; anche non volendo prendere in considerazione l'implausibilità e la difficoltà di realizzazione di un'opera di tali dimensioni, è altamente probabile, non esistendo allo stato attuale alcun materiale con una [[Resistenza meccanica|resistenza]] alla compressione atto a sostenere una struttura del genere, che essa collasserebbe sotto il suo stesso peso.

Nel [[1957]] uno scienziato [[URSS|sovietico]], [[Yuri Artsutanov]], concepì un metodo più realistico per costruire una torre spaziale.

Riga 45:

Il più grande impedimento tecnologico al progetto proposto da Edwards è il limite imposto dal materiale di cui sarebbe formato il cavo.

I suoi calcoli richiederebbero una fibra composta da [[nanotubi di carbonio]] legati da una resina epossidica, con un carico di rottura minimo pari a 130 [[Pascal (unità di misura)|GPa]]; comunque, test condotti nel 2000 su nanotubi di carbonio a parete singola (SWCNT) - che dovrebbero essere notevolmente più resistenti della corda legata con la resina epossidica - indicano che la massima resistenza realmente misurata in laboratorio è pari a 63 [[Pascal (unità di misura)|GPa]],<ref>http://bucky-central.mech.nwu.edu/RuoffsPDFs/91.pdf.</ref>, equivalente circa alla trazione di 6300&nbsp;kg (in peso) per millimetro quadrato di sezione.

Riuscire a trasferire la resistenza delle microstrutture di laboratorio a manufatti più grandi, portando le dimensioni della struttura a metri, chilometri o anche migliaia di chilometri, è poi estremamente problematico, anche considerando che la possibilità di disastrosi difetti micro o macro strutturali è molto elevata, perlomeno nella situazione attuale.

Riga 115:

Con ascensori spaziali come questo, i materiali potrebbero essere inviati in orbita ad una frazione del costo attuale.

Il costo per raggiungere l'orbita geostazionaria è tra i 10.000 $/kg e i 40.000$/kg attualmente.<ref name = autogenerato1>[http://www.theculture.org/rich/sharpblue/archives/000066.html Sharp Blue: The economics of interface transportation - Richard Baker<!-- Titolo generato automaticamente -->].</ref>. Questo non permette di ripagare il costo del capitale investito, come la ricerca e lo sviluppo dei sistemi di lancio (costi di utilizzo e di sostituzione dei sistemi riutilizzabili e i costi di costruzione dei sistemi usa e getta). Per un ascensore spaziale, usando la contabilità equivalente, il costo varia a seconda del progetto. Utilizzando le specifiche del progetto elaborate dal Dr. Bradley Edwards, "il primo ascensore spaziale ridurrebbe i costi di lancio immediatamente a 100 $/lb" (220 $/kg).<ref>http://isr.us/SEHome.asp?m=1.</ref>.

I costi di sviluppo potrebbero essere più o meno equivalenti, in dollari attuali, ai costi necessari per sviluppare il sistema Shuttle.

I costi marginali di un viaggio consisterebbero solamente nell'elettricità richiesta per sollevare il carico dell'ascensore, la manutenzione e, in un progetto solo per carichi ascendenti (come quello di Edwards), il costo dell'ascensore.

Riga 121:

In aggiunta, potrebbe essere possibile recuperare una parte del costo dell'energia utilizzando degli ascensori che permettano la discesa dei climbers, che genererebbero energia frenando la discesa (come suggerito in alcune proposte), o usando energia generata dalle masse che frenano mentre viaggiano verso l'esterno dall'orbita geosincrona (un suggerimento di [[Freeman Dyson]] in una comunicazione privata con Russell Johnston negli anni ottanta).

Mentre è difficile definire in modo preciso il limite inferiore dei costi della tecnologia missilistica, poche proposte per abbassare i costi a poche migliaia di dollari per chilogrammo sono state prese seriamente in considerazione e i costi di lancio dei carichi sono rimasti quasi invariati dal 1960.<ref name=autogenerato1 />. Sono state proposte anche altre tecnologie non missilistiche che offrono risultati più incoraggianti per il lancio di carichi a basso costo (vedi [[propulsione spaziale]]), sebbene poche abbiano un costo limite teorico basso quanto quello di un ascensore spaziale.

Per l'ascensore spaziale l'efficienza del trasferimento dell'energia è spesso un fattore limitante. Nella maggior parte dei progetti il concetto di un cavo superconduttore per trasportare l'energia - anche se incredibilmente leggero - aggiunge centinaia di tonnellate di peso al cavo, rompendolo con facilità. Di conseguenza, il trasferimento di energia attraverso irraggiamento è spesso visto come il solo modo efficiente per trasportare l'energia. Il più efficiente trasferimento di energia senza fili al giorno d'oggi è un sistema di trasmissione che utilizza un raggio laser con dei pannelli fotovoltaici ottimizzati per sfruttare la lunghezza d'onda emessa dal laser. Con la migliore (e più costosa) tecnologia attuale, che possa essere utilizzata, tra perdite dovute all'atmosfera, perdite durante la produzione del raggio laser e le perdite dovute all'assorbimento dei pannelli, l'efficienza è all'incirca dello 0,5 %, che produce un costo molto maggiore rispetto a quello base. E se gli arrampicatori non saranno riutilizzabili, i pannelli fotovoltaici più costosi potrebbero non essere utilizzabili.

Riga 186:

== Analogie storiche ==

[[Arthur C. Clarke]] paragonò il progetto di ascensore spaziale allo sforzo di [[Cyrus West Field|Cyrus Field]] di costruire il primo [[cavo telegrafico transatlantico]], "il progetto Apollo della sua era".<ref>[http://www.spaceelevator.com/docs/acclarke.092079.se.2.html The Space Elevator Books | The Space Elevator Reference].</ref>

== Narrativa ==

Riga 214:

== Note ==

<references />

== Bibliografia ==