La fisica di Star Wars: Hyperdrive II

2' di lettura Senigallia 26/12/2015 - Nell’ultimo articolo avevamo visto quanto siamo lenti confrotno ai nostri eroi di Star Wars e quali possibilità esistono, almeno in teoria, per andare un po’ più veloci. Ci eravamo occupati di vele solari, ora proseguiamo.

RAZZI A PROPULSIONE NUCLEARE
L’atomo può essere immaginato come composto da due parti: una parte centrale detta nucleo, formato a sua volta da protoni e neutroni; e una parte esterna formata da una nube di elettroni che si muovono attorno al nucleo. Semplificando potremmo dire che la chimica si occupa di quello che succede nella nube di elettroni esterna dove l’interazione elettromagnetica detta le regole del gioco. La fisica invece si occupa di quello che succede nel nucleo, dove regna l’interazione forte, che come dice il nome stesso è forte, è circa 100 volte più intensa di quella elettromagnetica.
Gli attuali propulsori dei razzi che mandiamo nello spazio sfruttano l’energia chimica, se si potessero costruire razzi a propulsione nucleare questi sarebbero ingrado di dare una spinta molto maggiore.
Negli anni 50 nacquero diversi progetti di razzi a propulsione nucleare, ma la cosa non ebbe seguito poiché nel 1963 il Nuclear Test Ban Treaty proibì (per fortuna) i test nucleari nell’atmosfera.

RAMJET A FUSIONE
Nel 1960 Robert W. Bussard ha proposto un altro tipo di razzo a propulsione nucleare, con un motore a fusione simile a un ordinario motore a getto. Il normale ramjet risucchia l’aria dalla parte anteriore e la mescola con il carburante all’interno del motore stesso, e l’esplosione chimica che avviene accendendo questa miscela di carburante e aria genera la spinta necessaria a far muovere il razzo. Bussard ha invece immaginato di applicare gli stessi principi a un motore a fusione: anziché risucchiare aria, il motore ramjet a fusione aspirerebbe idrogeno in forma gassosa, presente in abbondanza nello spazio interstellare. L’idrogeno verrebbe poi “strizzato” e scaldato da campi elettrici e magnetici finché inizia a fondersi, formando molecole di Elio e rilasciando una quantità enorme di energia durante il processo. L’esplosione che ne scaturirebbe darebbe quindi la spinta al razzo. Poiché le scorte di idrogeno nello spazio sono pressoché infinite, è plausibile che un motore ramjet a fusione possa funzionare per sempre. E’ dimostrato (sulla carta) che un ramjet a fusione potrebbe portare un’astronave al 77% della velocità della luce in un anno di viaggio. Tale velocità, considerati gli effetti relativistici di dilatazione temporale, consentirebbe l’esplorazione della nostra galassia!
Peccato che ci siano ancora dei problemi tecnici da risolvere per la costruzione e l’utilizzo di un ramjet a fusione. Ad esempio il diametro del collettore del razzo dovrebbe essere di 160 Km circa; bisognerebbe costruirlo direttamente nello spazio.

Prosegue...