Gaia Bottà

Un cannone per le missioni spaziali

Come in un romanzo di Jules Verne due ricercatori del dipartimento di Fisica dell'Università di Ferrara prospettano l'avvento di un cannone in grado di sparare capsule oltre l'atmosfera terrestre

Ferrara - New Scientist parla dello studio dei ricercatori dell'Università di Ferrara, pubblicato su Acta Astronautica, come fosse l'ennesima realizzazione delle profezie di Jules Verne. In "De la Terre à la Lune" bastava un cannone per "mandare un proiettile nella luna, imprimendo a questo proiettile una velocità iniziale di dodici mila iardi al secondo".

L'idea di Verne, come altre del celebre scrittore visionario, non era del tutto peregrina: varcare l'atmosfera mediante veicoli spaziali a motore è arduo, vista la quantità di carburante richiesta per raggiungere la velocità di fuga. Lanciare capsule, "sparandole" dalla Terra con un grande cannone per mandarle direttamente in orbita, potrebbe ovviare almeno in parte al problema del peso dovuto alla profusione di carburante, e rendere le missioni spaziali più economiche.

I fisici dell'Università di Ferrara, ricorda BoingBoing, vantano dei predecessori: i dipartimenti della Difesa di Stati Uniti e Canada, negli anni sessanta, lavoravano al cannone dell'High Altitude Research Project (HARP). Poteva sparare proiettili di 84 chili a 180 chilometri dalla Terra, racconta un video CBC dell'epoca, ma la velocità raggiunta era ancora troppo bassa per vincere il campo gravitazionale terrestre.
Altrettanto inservibile per missioni spaziali, l'enorme cannone SHARP, approntato dal team di John Hunter nel corso degli anni novanta, descritto nei dettagli da New Scientist. In maniera simile ad un'arma ad aria compressa, un'esplosione spingeva un pistone contenuto in una canna ausiliaria del cannone, il cui volume era occupato da un gas compresso. L'ulteriore compressione del gas operata dal pistone era in grado di portare il gas a livelli di temperatura di pressione altissimi, necessari per infrangere la barriera che separava la canna ausiliaria dalla canna principale, attraverso la quale il proiettile veniva spinto a grande velocità. Una velocità che superava di cinque volte quella del suono, ma non ancora sufficiente.

La novità introdotta dai due fisici dell'Università di Ferrara consiste nell'utilizzo di un cannone multistadio a gas leggero, che potrebbe concretizzare l'idea di "sparare proiettili" oltre l'atmosfera, almeno in una prospettiva teorica. Stando ai calcoli dei due ricercatori, sarebbe più opportuno imprimere al proiettile l'energia cinetica approfittando dell'azione non di un solo pistone, ma facendo in modo che il primo pistone agisca su un gas per muovere un ulteriore pistone. Questo secondo pistone potrebbe comprimere in maniera più efficiente il gas contenuto nell'altro compartimento del cannone, portandolo a temperatura e pressione ancor più alte, capaci di esercitare sul proiettile una spinta tale da consentirgli di oltrepassare l'atmosfera.

Un cannone per le missioni spaziali? Restano ancora delle questioni insolute. Nessun essere vivente potrebbe sopportare la forza esercitata sul proiettile per raggiungere la velocità di fuga dalla superficie terrestre: lo studio dei ricercatori italiani potrebbe trovare applicazione esclusivamente per il lancio di oggetti, rendendo questa pratica meno dispendiosa rispetto a quelle attuali. Successivamente, si potrà realizzare uno scudo termico che consenta al "proiettile" di superare indenne i vari strati dell'atmosfera, un aspetto non ancora affrontato in questa fase preliminare dello studio.

Gaia Bottà
11 Commenti alla Notizia Un cannone per le missioni spaziali
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  • ma il nome dei due fisici di Ferrara??
    non+autenticato
  • I nomi dei due fisici: Prof e Mignolo. Lo scopo del cannone? Sempre quello di conquistare il mondo, poffare!
    non+autenticato
  • Con un cannone posto sulla terra si puo lanciare un proiettile lontano dalla terra e può essere utile MA NON metterlo in orbita.
    Si chiamano leggi di keplero si studiano nei corsi di fisica uno di qualunque facoltà scientifica. GNURANT
    non+autenticato
  • Ne sei proprio sicuro? E di grazia, quale delle tre leggi di Keplero lo imperirebbe?

    Comunque non penso che intendano inserire in orbita un oggetto semplicemente sparandolo, penso si abbisogni di qualche successiva modifica di rotta per stabilizzarsi in orbita, come comunque oggi avviene, quello che si risparmia è il carburante necessario al raggiungimento della velocità di fuga
    non+autenticato
  • Impossibile non credo, molto difficile però sì: una volta sparato, il proiettile è sottoposto ad un attrito variabile, e quindi imprevedibile, a seconda delle condizioni dell'atmosfera, e non potrebbe raggiungere per pura inerzia la velocità precisa che è indispensabile per un corretto posizionamento in orbita. Rischierebbe o di ricascare a terra o di perdersi del tutto!

    Certo che i vantaggi di non dover pagare per accelerare qualcosa che dopo butti via sono tanti, quindi mi sa che la soluzione finirà pe essere un sistema ibrido, con il grosso della spinta data dal cannone e un piccolo stadio finale per gli aggiustamenti.
  • Per Curioso...

    "Ne sei proprio sicuro? E di grazia, quale delle tre leggi di Keplero lo imperirebbe?"

    La prima, quando dice che le orbite sono ellittiche...

    Tralasciando l'atmosfera, che si limiterebbe a far peggiorare le cose, il proiettile sarebbe costretto, nel momento in cui cessa la spinta, a ripercorrere sempre la stessa orbita. peccato che per ripassare dalla bocca del cannone, il punto dove approssimativamente cessa la spinta, sarebbe costretto ad attraversare la Terra...

    Senza un motore di apogeo non metti in orbita nulla...
    TeX
    957
  • Se non ricordo male negli anni 60 Robert Heinlein ipotizzava nel romanzo "La luna è una maestra severa" l'utilizzo di una rampa di lancio,posizionata nei paraggi dell'Himalaia, in cui il carico veniva accelerato magneticamente lungo gli svariati km della rampa con campi magnetici via via più intensi, solo che , come disse in un'intervista, allora non c'era nulla che potesse sincronizzare e controllare questi campi e la successiva accelerazione . Oggi con tutta la potenza elaborativa che già c'è in un pc magari è possibile. Non sarebbe una brutta cosa una cooperazione internazionale per una progetto del genere.
    Augusto Bastoni
    non+autenticato
  • cerca "Gauss-Gun" o "coilgun" su google Occhiolino

    (e poi mi verrebbe da dirti di guardare con google earth in alcune zone messicane e del nevada ben precise, ma è meglio di no...)
  • - Scritto da: Augusto Bastoni
    > Se non ricordo male negli anni 60 Robert Heinlein
    > ipotizzava nel romanzo "La luna è una maestra
    > severa" l'utilizzo di una rampa di
    > lancio,posizionata nei paraggi dell'Himalaia, in
    > cui il carico veniva accelerato magneticamente
    > lungo gli svariati km della rampa con campi
    > magnetici via via più intensi, solo che , come
    > disse in un'intervista, allora non c'era nulla
    > che potesse sincronizzare e controllare questi
    > campi e la successiva accelerazione . Oggi con
    > tutta la potenza elaborativa che già c'è in un pc
    > magari è possibile. Non sarebbe una brutta cosa
    > una cooperazione internazionale per una progetto
    > del
    > genere.
    > Augusto Bastoni


    Hum, a me viene in mente di utilizzare un banale interruttore a contatto, per eccitare la bobina successiva a quella dove uno si trova .... mezzo meccanico, e sicuramente sempre funzionante. Solo che all'uscita della canna il proiettile in genere si fonde per la velocita' che raggiunge (o se va male si disintegra a pochi metri dalla bocca della canna)

    Cerca su Google, "rail gun" e ne troverai a bizzeffe di oggetti del genere, militari e non; i problemi tecnici erano altri.

    R.Heinlein e' uno dei miei miti - Fanteria Spaziale e' il romanzo che ha dato il via a tutta la saga dei robottoniA bocca aperta. E' anche ricordato come l'inventore del satellite geostazionario.
    non+autenticato
  • Quello del satellite geostazionario era A.C.Clarke, che ha scritto (ma non è stato il primo) anche dell'ascensore spaziale, altro metodo che ora viene studiato.
    gvf
    13
  • > E' anche ricordato come l'inventore del satellite geostazionario

    Nope: quello è Arthur C. Clarke (che ha avuto l'idea..).
    non+autenticato