Gli ascensori spaziali sono strutture tecnologiche, ancora oggetto di dibattito, che consentirebbe di trasportare uomini o mezzi dalla superficie di un corpo celeste nello spazio, così da non dover utilizzare la propulsione a razzo ed evitare sostanzialmente le difficoltà del decollo e atterraggio spaziale.
L’idea di un mezzo di questo tipo è già stata esplorata più volte nella letteratura di fantascienza — come nelle opere di Arthur C. Clarke, che nella sua quadrilogia Odissea nello Spazio immagina la presenza di quattro torri di diecimila piani disposte in vari continenti (Africa, Asia, Sud America, Oceania) che fungono da ascensori di questo tipo, collegate tra loro da un grande anello posto sopra l’equatore.
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Al Chaos Communication Congress di Amburgo, tenutosi a fine dicembre e al quale abbiamo partecipato, l’analista dell’Agenzia Spaziale Europea Markus Landgraf ha tenuto un talk sullo stato attuale della fattibilità di una struttura di questo tipo.
L’intervento di Markus è partito da un’introduzione sui concetti generali di ascensore spaziale per poi focalizzarsi sul caso specifico Terra-Luna e sulla realizzazione di un ascensore lunare, finalizzato a facilitare il trasporto di materiale tra il nostro pianeta e il suo satellite.
L’idea di un ascensore spaziale, per quanto futuristica, è anche vecchia: già nel 1895 lo scienziato russo Konstantin Tsiolkovsky ideò il primo modello ed essenzialmente le basi concettuali del progetto non sono cambiate di molto.
Il suo funzionamento si basa sulla presenza di un grosso contrappeso in orbita geostazionaria attorno il pianeta, che come un satellite si mantiene a distanza fissa dalla superficie terrestre. Al contrappeso è fissata una grossa corda di materiale molto resistente che resta così in tensione.
Il contrappeso, per mantenersi in orbita, contrasta la forza di gravità con quella centrifuga di rotazione: per questo motivo, il cavo in partenza dalla terra dovrebbe essere ancorato in prossimità dell’equatore, così da assicurare la massima forza centrifuga per tenere il cavo in tensione.
Questo, potenzialmente potrebbe consentire il trasferimento di materiale (o persone) sulla superficie di un pianeta senza preoccuparsi del problema dell’atterraggio: basterebbe raggiungere il capo della fune in orbita e poi calarsi tramite una cabina alimentata a energia elettrica.
In termini energetici, un ascensore spaziale sarebbe duecento volte più economico per chilo rispetto ai missili.
Un utilizzo più specifico di questa tecnologia, spiega Markus, potrebbe consistere in un sistema di trasporto tra la Terra e la Luna, posizionando una lunga corda con centro di massa in orbita stabile tra i due corpi celesti. In alternativa, si potrebbero realizzare due ascensori: uno terrestre e uno lunare, ognuno dei quali si limiterebbe a collegare la superficie del rispettivo corpo celeste con il contrappeso in orbita geostazionaria.
I due ascensori potrebbero essere utilizzati per trasportare il materiale ad una distanza sufficiente da facilitarne l’invio. Queste sono per ora elucubrazioni, ma siamo alla prima fase di progettazione di una tecnologia di cui non esistono esempi già realizzati.
Il problema più grosso da risolvere a livello teorico resta quello dei materiali con cui realizzare le corde. Mark suggerisce come migliore proposta i nanotubi in carbonio. Il carbonio è caratterizzato da un altissimo valore di resistenza meccanica e quindi di tensione di rottura, il che lo rende il materiale organico più resistente di tutti — 100 volte più resistente dell’acciaio. Di fatto, però, non è mai stata mai realizzata una versione di tubo più lunga di un metro — insomma, siamo ancora ben lontani dai 230mila chilometri previsti dalle stime della NASA per un ascensore Terra-Luna.
In termini energetici, invece, un ascensore spaziale sarebbe duecento volte più economico per chilo rispetto ai missili, poiché, oltre a non necessitare di carburante, la rotazione consente di trasferire momento meccanico, utile ad accelerare l’ascensore.
Per illustrare il caso specifico del trasporto tra la Terra e la Luna, Markus ha mostrato un video in cui si simula il processo: assumendo che vengano realizzati due ascensori, uno terrestre e uno lunare, il materiale verrebbe recuperato grazie al cavo terrestre, per poi essere lanciato e riagganciato tramite il secondo ascensore. Un sistema del genere consentirebbe di eliminare la fase di lancio e atterraggio, che sono quelle maggiormente dispendiose in termini energetici.
La realizzazione di un ascensore sulla Luna — osserva Markus — comporta meno problemi tecnici di quello dal lato terrestre, principalmente per la minor presenza di detriti e oggetti orbitanti artificiali che potrebbero entrare in contatto con il cavo, così come per l’assenza di atmosfera che garantirebbe una minore erosione dei materiali.
“Tra quanto tempo potrà essere realizzato un progetto simile?” Viene chiesto dal pubblico della presentazione,. “Se fossi presidente del Mondo” — risponde lo scienziato con tono ironico — “sarebbe pronto per il 2050”.
I progetti di realizzazione pratica di questo dispositivo sono ancora poco diffusi e, come avvenuto in passato per ogni grande invenzione, stiamo assistendo alla lunga fase di elucubrazione e analisi teorica di un mezzo che forse, durante questo secolo, vedrà davvero la luce.
