Cinquantamila.it La storia raccontata da Giorgio Dell'Arti

Una fionda lunga 2 km. Per lanciare nello spazio rocce lunari ad oltre 8mila km orari. Sembra uscito da un film di fantascienza l’ultimo sistema per mettere a disposizione degli astronauti una riserva di materiali grezzi per le stazioni orbitanti. Invece è un progetto illustrato in una tesi di laurea da un neoingegnere di 25 anni. Che, al fianco di ricercatori di tutto il mondo, è stato invitato in questi giorni, dal 10 al 19 ottobre, a presentare la sua originale teoria al World space congress, il congresso mondiale sullo spazio organizzato ogni 10 anni a Houston, in Usa, dal Cospar (Comitato sulla ricerca spaziale) e dall’Aiaa (Istituto americano di aeronautica e astronautica). Padre del progetto è un lecchese, Andrea Migli, laureato quest’anno in ingegneria aerospaziale al Politecnico di Milano. Titolo della tesi: «Studi preliminari sulla fattibilità del lanciatore Luna-Terra David». Grazie a simulazioni effettuate alla Scuola nazionale superiore dell’aeronautica e dello spazio (Supaero) di Tolosa, in Francia, Migli ha verificato la fattibilità dei lanci di materiali lunari verso un particolare punto dello spazio, pronti per essere catturati da un satellite-spola e trasportati a destinazione. Un progetto bizzarro, se non nascesse da un’esigenza sempre più pressante per gli enti spaziali: ridurre i costi elevatissimi necessari per inviare in orbita uomini e mezzi. «Oggi – ricorda Andrea - inviare un solo kg di materiale sulla Luna costa oltre 300mila dollari. E per ogni chilo di materiale da inviare in orbita ne occorrono altri 600 di carburante per vincere l’attrazione gravitazionale della Terra ed imprimere l’accelerazione necessaria ad arrivare sul nostro satellite, con un’escalation esponenziale di peso e di costi». OSSIGENO DA ESTRARRE Andrea ha maturato il progetto durante uno stage all’Esa (Agenzia spaziale europea) sulla raffinazione di materiali in assenza di gravità. «In futuro» prevede Migli «l’uomo non userà più materiale terrestre per costruire stazioni orbitanti, o per rifornire le missioni già in orbita: sarebbe troppo costoso e lungo. Si servirà di materiale prelevato dallo spazio, soprattutto dalla Luna: le sue rocce contengono il 42% di ossigeno (indispensabile per l’aria e l’acqua), il 21% di silice (per costruire circuiti elettronici, vetri, scudi termici) ma anche alluminio, ferro e titanio». Dunque, entrare in possesso di materiali così preziosi senza alcun intervento umano è un campo di ricerca a cui gli scienziati guardano con estremo interesse. Cosa prevede l’avveniristico progetto di Andrea? Tutto parte, come di consueto, con un razzo lanciato dalla Terra e diretto alla Luna. Il razzo trasporta due macchinari: un rover per prelevare e trasportare i campioni di roccia; e una fionda, ribattezzata David in memoria del personaggio biblico che sconfisse Golia lanciandogli un sasso con una fionda. I due strumenti, una volta sulla superficie lunare, opereranno in modo autonomo. La fionda consiste in un perno rotante al cui interno sono avvolti due cavi retrattili in kevlar, una fibra ultraresistente. Lo strumento, ancorato al suolo, si autoinstalla mediante una centrale computerizzata di controllo alimentata a celle solari con batteria a superconduttore, che sfrutta le rigidissime temperature del lato oscuro della Luna (-150°C). Nel frattempo, il rover – una sorta di mini gru radiocomandata e dotata di videocamera – percorre la superficie lunare alla ricerca di rocce: quando ne trova una adatta, la preleva con un braccio meccanico e la trasporta fino alla fionda. Unico limite: il masso non può superare il peso di 30 kg. Quando il rover si avvicina alla fionda, quest’ultima sguaina i due bracci retrattili: quello del sistema di lancio, lungo ben 2 km (dimensione gestibile senza problemi in assenza di gravità e di atmosfera), su cui viene depositata la roccia lunare; e il braccio del contrappeso. La fionda, ora, è pronta per il lancio: con l’energia solare immagazzinata, inizia a ruotare su se stessa accumulando energia cinetica ed allungando gradualmente i bracci. Quando raggiunge la velocità di 2,3 km al secondo (8.280 km orari) è pronta a fiondare nello spazio la roccia sfruttando la forza centrifuga del lanciatore. TRE giorni di viaggio «Questa velocità è possibile» dice Andrea «perché è proporzionale alla lunghezza del braccio ed alla sua velocità angolare, ovvero i numeri di giri (67° al secondo). Ed è raggiungibile perché la Luna è priva di atmosfera, che altrimenti incenerirebbe il cavo e il carico per il violento attrito con l’aria. Altri lanciatori proposti in passato consistevano in un carrello a levitazione magnetica che spingeva i reperti ad alta velocità per un lungo tragitto fino allo sganciamento: ma non erano in grado di raggiungere una velocità del genere, e per installare questi binari è necessaria la presenza dell’uomo sulla Luna». La roccia lunare, una volta in orbita, percorrerà in tre giorni un’orbita curvilinea pari (in linea retta) a 61.000 km, fino a raggiungere un punto preciso dello spazio: il punto di Lagrange L-1, dove in sostanza si equilibrano a vicenda le attrazioni gravitazionali tra Terra e Luna. In pratica, un oggetto che arriva al punto L-1 può galleggiare nello spazio mantenendosi alla stessa distanza tra i due corpi celesti, senza il rischio di deviare. Proprio nel punto L-1 è fissato l’appuntamento spaziale con un satellite-spola, che andrà incontro al reperto fino a catturarlo a bordo. Destinazione finale: una stazione orbitante dove dalla roccia lunare saranno estratti i materiali necessari. «I vantaggi di raffinare i materiali nello spazio sono enormi: si possono concentrare fasci di energia su un corpo sospeso nel vuoto, portandolo a 3000° C senza la necessità di una camera resistente che lo contenga. Inoltre, in assenza di gravità si possono ottenere leghe di qualità irraggiungibili sulla Terra». L’intero progetto di Andrea si regge su un punto chiave: la localizzazione della stazione di lancio per far arrivare il materiale lunare nel luogo dell’appuntamento cosmico L-1, tra la Luna e la Terra. Contrariamente alle attese, la fionda David effettua il lancio dal lato oscuro della Luna. L’EQUATORE OSCURO «Secondo le simulazioni ai computer di Tolosa» racconta Andrea «la stazione di lancio dovrà essere sulla faccia nascosta della Luna: la traiettoria del reperto sarà una spirale con una curva iniziale vicina al suolo lunare e poi sempre più lontana. Solo partendo dietro la Luna si può arrivare sul lato opposto, verso la Terra. La stazione di lancio dovrà essere all’altezza dell’equatore lunare per non acquisire traiettorie non coincidenti con il piano Luna-Terra». Superati i test sulle traiettorie, Andrea pensa al prossimo passo: approfondire la fattibilità della stazione di lancio, peraltro concepita con tecnologie esistenti. «L’idea è senz’altro affascinante» commenta il professor Marco D’Errico, docente di astrodinamica e impianti aerospaziali alla seconda Università di Napoli, a cui ”La macchina del tempo” ha esposto il progetto.« Tuttavia intravedo alcuni problemi da approfondire: innanzitutto, la fionda deve stabilire con la massima precisione quando sganciare il masso lunare, per non sbagliare orbita. Inoltre, i pannelli solari che alimentano il lanciatore sono soggetti a degradarsi: le missioni per la loro manutenzione rischierebbero di vanificare i risparmi. Infine, mi sembra problematico il recupero del masso lunare da parte del satellite: come farli incontrare in modo preciso e sicuro? Temo che al momento sia meno complicato e costoso inviare una missione umana sulla Luna». «Sarà un’idea folle» conclude Migli «ma realizzabile. Occorre trovare qualcuno disposto a finanziare ed approfondire il progetto». Gli americani hanno fatto il primo passo, giudicando l’idea interessante. E da Houston alla Luna la storia ci insegna che il passo può essere breve. Vito Tartamella

VITO TARTAMELLA