LA NAVE SPAZIALE "MADE IN CINA"

La Cina vuole costruire una mega astronave lunga un  chilometro.  La proposta cinese prevede la fattibilità di progettare e costruire mega stronavi.
La Cina sta studiando come costruire veicoli spaziali ultra-grandi lunghe più di un chilometro. Ma quanto è fattibile l'idea e quale sarebbe l'uso di un'astronave così massiccia?
Il progetto fa parte di un più ampio invito a presentare proposte di ricerca della National Natural Science Foundation of China, un'agenzia di finanziamento gestita dal Ministero della scienza e della tecnologia del paese. Uno schema di ricerca pubblicato sul sito Web della fondazione descriveva astronavi così enormi come "grandi attrezzature aerospaziali strategiche per l'uso futuro delle risorse spaziali, l'esplorazione dei misteri dell'universo e la vita a lungo termine in orbita".
La fondazione vuole che gli scienziati conducano ricerche su nuovi metodi di progettazione leggeri che potrebbero limitare la quantità di materiale da costruzione che deve essere trasportato in orbita e nuove tecniche per assemblare in sicurezza strutture così massicce nello spazio. Se finanziato, lo studio di fattibilità durerebbe cinque anni e avrebbe un budget di 15 milioni di yuan (circa 2,3 milioni di dollari).Il progetto potrebbe sembrare fantascienza, ma l'ex capo tecnologo della NASA Mason Peck ha affermato che l'idea non è del tutto fuori dal comune e la sfida è più una questione di ingegneria che di scienza fondamentale.
 
"Penso che sia del tutto fattibile", ha detto a WordsSideKick.com Peck, ora professore di ingegneria aerospaziale alla Cornell University. "Descriverei i problemi qui non come impedimenti insormontabili, ma piuttosto come problemi di scala".
 
La sfida di gran lunga più grande sarebbe il cartellino del prezzo, ha osservato Peck, a causa dell'enorme costo del lancio di oggetti e materiali nello spazio. La Stazione Spaziale Internazionale (ISS), che è larga solo 361 piedi (110 metri) nel suo punto più largo secondo la NASA, è costata circa 100 miliardi di dollari per la costruzione, quindi costruire un oggetto 10 volte più grande metterebbe a dura prova anche il piùgeneroso budget legato a un'impresa spaziale.
 
Tuttavia, molto dipende dal tipo di struttura che i cinesi intendono costruire. La ISS è ricca di attrezzature ed è progettata per ospitare gli esseri umani, il che aumenta significativamente la sua massa. "Se stiamo parlando di qualcosa che è semplicemente lungo e non anche pesante, allora è una storia diversa", sostiene Peck.Le tecniche di costruzione potrebbero anche ridurre il costo per portare un'astronave colosso nello spazio. L'approccio convenzionale sarebbe quello di costruire componenti sulla Terra e poi assemblarli come i Lego in orbita, ma la tecnologia di stampa 3D potrebbe potenzialmente trasformare materie prime compatte in componenti strutturali di dimensioni molto più grandi nello spazio.
 
Un'opzione ancora più interessante sarebbe quella di procurarsi materie prime dalla luna, che ha una gravità bassa rispetto alla Terra, il che significa che il lancio di materiali dalla sua superficie nello spazio sarebbe molto più semplice, secondo Peck. Tuttavia, ciò richiede prima un'infrastruttura di lancio sulla luna e quindi non è un'opzione a breve termine.
 

Grande astronave, grandi problemi

Una struttura di proporzioni così massicce potrebbe dover affrontare anche problemi unici. Ogni volta che un veicolo spaziale è soggetto a forze, che si tratti di manovre in orbita o di attracco con un altro veicolo, il movimento impartisce energia alla struttura dell'astronave che la fa vibrare e piegare. Con una struttura così grande, queste vibrazioni impiegheranno molto tempo a placarsi, quindi è probabile che il veicolo spaziale richieda ammortizzatori o un controllo attivo per contrastare le vibrazioni.
I progettisti dovranno anche fare dei compromessi quando decidono a quale altitudine orbitare la nave spaziale. A orbite basse, la resistenza dell'atmosfera esterna rallenta i veicoli, costringendoli a tornare costantemente in un'orbita stabile. Questo problema si è già verificato per la ISS, ma per una struttura molto più grande, che ha più resistenza che agisce su di essa e richiederebbe più carburante per tornare al suo posto, sarebbe un problema molto più grosso.
D'altro canto, il lancio ad altitudini più elevate è molto più costoso e i livelli di radiazione aumentano rapidamente man mano che un oggetto si allontana dall'atmosfera terrestre, il che potrebbe diventare un problema se la navicella spaziale ospita umani.
Ma mentre costruire una struttura del genere potrebbe essere tecnicamente possibile, non è fattibile in alcun senso pratico, ha affermato Michael Lembeck, professore di ingegneria aerospaziale presso l'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign che ha lavorato a programmi spaziali sia governativi che commerciali.
"È un po' come se stessimo parlando della costruzione dell'astronave Enterprise", È fantastico, e divertente da pensare, ma non molto realistico per il nostro livello di tecnologia e gli alti costi di realizzazione".
Dato il piccolo budget del progetto di ricerca, è probabile che sia solo un piccolo studio accademico per tracciare i primissimi contorni di un tale progetto e identificare le lacune tecnologiche. Per fare un confronto, il budget per costruire una capsula per portare gli astronauti sulla ISS era di 3 miliardi di dollari. "Quindi il livello di impegno qui è estremamente ridotto rispetto ai risultati desiderati".
 

Ma che ci fanno i cinesi con un'astronave? 

Ci sono anche domande su come sarebbe usata una navicella spaziale così grande. Lembeck ha affermato che le possibilità includono strutture di produzione spaziale che sfruttano la microgravità e l'abbondante energia solare per costruire prodotti di alto valore come semiconduttori e apparecchiature ottiche, o habitat a lungo termine per la vita fuori dal mondo. Ma entrambi comporterebbe enormi costi di manutenzione.
"La stazione spaziale è un impegno da almeno 3 miliardi di dollari l'anno", ha aggiunto Lembeck. "Moltiplicalo per le strutture più grandi e diventa rapidamente un'impresa piuttosto grande e costosa da realizzare".
La Cina ha anche espresso interesse per la costruzione di enormi impianti di energia solare in orbita e per il teletrasporto dell'energia sulla Terra tramite raggi a microonde, ma Peck ha affermato che l'economia di un tale progetto non si accumula. Peck ha eseguito alcuni calcoli arretrati e stima che costerebbe circa 1.000  dollari per watt, rispetto al costo attuale di 2 dollari per watt dell'energia generata dai pannelli solari sulla Terra.
Forse l'applicazione più probabile per una struttura spaziale così grande sarebbe quella scientifica. Ad esempio un telescopio spaziale di quella scala potrebbe potenzialmente vedere le caratteristiche sulla superficie dei pianeti in altri sistemi solari. "Un passo avanti per la nostra comprensione dei pianeti extrasolari e potenzialmente della vita nell'universo".