LA NASA STUDIA UN NUOVO RAZZO DA STAR TREK CHE FA REAGIRE MATERIA E ANTIMATERIA «UNA RESA AL 100% E COSI’ BASTEREBBERO APPENA 10 MILLIGRAMMI DI CARBURANTE»
3/5/2006
UN razzo che funziona annichilando materia e antimateria. Non siamo a Hollywood ma al NIAC, l’istituto della Nasa per i progetti più avanzati, dove un ristretto gruppo di ricercatori non vive nel 2006 ma in un futuro difficilmente definibile: il loro calendario potrebbe essere avanti di 50 o 100 anni, o anche un calendario impossibile. Però ci provano. Con il motore a materia/antimateria che stanno disegnando un viaggio dalla Terra a Marte durerebbe 45 giorni anziché 180 e l’astronave potrebbe essere 100 volte più piccola. Come carburante basterebbero 10 milligrammi di antimateria contro le decine di migliaia di tonnellate dei propellenti chimici tradizionali. La spiegazione di questa resa altissima è semplice. Le reazioni nucleari sono 47 milioni di volte di volte più efficienti di quelle chimiche, ma anche in esse diventa energia soltanto il 3 per cento della materia coinvolta. Nell’annichilazione materia/antimateria, invece, siamo al 100 per cento. Perché l’antimateria è identica alla materia, tranne che nella carica elettrica, e quando particelle e antiparticelle si incontrano, si distruggono a vicenda, trasformandosi in un lampo di raggi gamma, secondo la formmula di Einstein «energia = massa moltiplicata per la velocità della luce elevata al quadrato». In fisica come nella vita, però, non esistono bar che diano panini gratis. Un razzo a materia/antimateria ha costi altissimi e pone tre enormi problemi tecolologici. Il primo è procurarsi l’antimateria. Il secondo conservarla in una specie di serbatoio. Il terzo gestire l’enorme energia che si libera, quando l’antimateria viene a contatto con la materia.
Gli scienziati della Nasa sono partiti dall’ultimo problema, che in certo senso è il più facile: pensano di far annichilare elettroni e positroni, le particelle più leggere: i raggi gamma che ne derivano hanno 400 volte meno energia di quelli che si otterrebbero annichilando particelle pesanti. Ovviamente non si può tenere l’antimateria in un normale contenitore, in quanto questo, essendo di materia, reagirebbe immediatamente, esplodendo. Nello studio della Nasa l’idea è di accumulare i positroni (particelle identiche agli elettroni, ma con carica positiva) in un serbatoio immateriale costituito da un potente campo magnetico. Di qui verrebbero immessi tramite un tubo a vuoto in una «matrice attenuatrice», che possiamo immaginare come un materiale a struttura reticolare che attenua in parte l’energia ancora in eccesso e utilizza la parte rimanente per produrre calore. Dell’idrogeno liquido circola intorno e dentro alla matrice, raggiungendo una temperatura elevatissima ed espandendosi, per essere poi eiettato ad altissima velocità dall’ugello del motore a razzo. Rispetto ad un motore nucleare - fa notare Gerald Smith del Positron Research di Santa Fe (New Mexico), un motore a elettroni/positroni non solo avrebbe una resa molto maggiore, ma sarebbe anche molto più sicuro per l’equipaggio dal punto di vista delle radiazioni emesse. Inoltre, nel caso deprecabile di un’esplosione del razzo alla partenza, un motore nucleare contaminerebbe una vasta regione intorno al luogo dell’incidente, mentre un flash di raggi gamma colpirebbe soltanto un’area relativamente limitata. Un ostacolo serio in un viaggio verso Marte sono anche le radiazioni cosmiche. Kirby Meyer, un ingegnere del Positron Research, sottolinea che per l’equipaggio una importante riduzione di questo rischio deriverebbe dall’abbreviarsi del viaggio da 180 a 45 giorni. Il guadagno in tempo si deve al fatto che un motore a materia/antimateria potrebbe accelerare il razzo per un tempo più lungo, da 900 a 5000 secondi, mentre i motori chimici convenzionali garantiscono al massimo 450 secondi di spinta. Da tempo i fisici nei loro acceleratori producono antimateria. Al Cern di Ginevra, il Lep ha funzionato per 10 anni, annichilando positroni ed elettroni. Il costo di produzione e «stoccaggio» è però altissimo. Ottimisticamente Smith parla di 250 milioni di dollari per 10 milligrammi di positroni. A paragone, l’attuale rincaro del petrolio fa sorridere.
da la Stampa web
Gli investimenti iniziali sono devastanti per qualsiasi economia mondiale volesse adottare da sola un programma di sviluppo improntato su questa tecnologia. Del resto poi, bisognerà tenere conto del rapporto costi/benefici ovvero se il gioco vale la candela. Quando questo rapporto sarà considera sufficientemente vantaggioso, allora si apriranno nuove allettanti possibilità.