Un cannone per le missioni spaziali

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