Cosa succede se si rompe un ascensore spaziale

E se, invece di lanciarsi in cima a un razzo chimico, il tuo oggetto potesse semplicemente salire su un cavo che arriva fino allo spazio? Questo è ciò che accadrebbe con un ascensore spaziale.

Nozioni di base sull’ascensore spaziale

Supponiamo di aver costruito una torre gigante alta 400 chilometri. Potresti salire su un ascensore fino in cima e poi saresti nello spazio. Semplice, vero? No, in realtà non lo è.

Primo, non potresti costruire facilmente una struttura come questa in acciaio; il peso probabilmente comprimerebbe e farebbe crollare le parti inferiori della torre. Inoltre, richiederebbe enormi quantità di materiale.

Ma questo non è il problema più grande: c’è ancora il problema con la velocità. (Ricorda, devi muoverti molto velocemente per entrare in orbita.) Se fossi in cima a una torre di 400 chilometri con la base da qualche parte sull’equatore terrestre, ti saresti davvero in movimento, perché il pianeta sta ruotando, questo è proprio come il movimento di una persona all’esterno di una giostra che gira. Poiché la Terra ruota circa una volta al giorno (c’è una differenza tra rotazioni siderali e sinodiche), ha una velocità angolare di 7,29 x 10-5 radianti al secondo.

La velocità angolare è diversa dalla velocità lineare. È una misura della velocità di rotazione invece di ciò che normalmente consideriamo velocità: movimento in linea retta. (I radianti sono un’unità di misura da utilizzare con le rotazioni, invece dei gradi.)

Se due persone sono in piedi su una giostra mentre gira, avranno entrambe la stessa velocità angolare. (Diciamo che è 1 radiante al secondo.) Tuttavia, la persona più lontana dal centro di rotazione si muoverà più velocemente. Diciamo che una persona è a 1 metro dal centro e l’altra persona è a 3 metri dal centro. Le loro velocità saranno rispettivamente di 1 m/s e 3 m/s. La stessa cosa funziona con una Terra rotante. È possibile allontanarsi abbastanza in modo tale che la rotazione terrestre ti dia la velocità orbitale richiesta per rimanere in orbita attorno al pianeta.

Quindi torniamo al nostro esempio di una persona in piedi sulla cima di una torre di 400 chilometri. Sono abbastanza lontani dalla Terra da poter rimanere in orbita? Per una rotazione completa della Terra, la loro velocità angolare sarebbe di 2π radianti al giorno. Potrebbe non sembrare molto veloce, ma all’equatore questa rotazione ti dà una velocità di 465 metri al secondo. Sono più di 1.000 miglia orarie. Tuttavia, non è ancora abbastanza. La velocità orbitale (la velocità necessaria per rimanere in orbita) a quell’altitudine è di 7,7 chilometri al secondo, ovvero oltre 17.000 miglia orarie.

In realtà, c’è un altro fattore: aumentando la distanza dalla Terra, anche la velocità orbitale diminuisce. Se si passa da un’altitudine di 400 a 800 chilometri sopra la superficie terrestre, la velocità orbitale diminuisce da 7,7 km/s a 7,5 km/s. Non sembra una grande differenza, ma ricorda, è davvero il raggio orbitale che conta e non solo l’altezza sopra la superficie della Terra. Teoricamente, potresti costruire una torre magica abbastanza alta da poterne semplicemente scendere ed essere in orbita, ma dovrebbe essere alta 36.000 chilometri. Non succederà.

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