La gravità artificiale rimane roba da fantascienza. Ma l’assenza di gravità causa problemi significativi in molti astronauti, che vanno dal deterioramento delle ossa alla perdita della vista. Un metodo alternativo che potrebbe eliminare alcuni di questi problemi è la “gravità simulata“, che utilizza una struttura rotante per creare una forza centrifuga.
Resta da vedere se ciò risolverà o meno i problemi causati dalla mancanza di gravità. Tuttavia, la NASA sembra entusiasta dell’idea, sulla base di una sovvenzione di Fase II del NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC) di $ 600.000 a un team della Carnegie Mellon University (CMU) e dell’Università di Washington (UW) che sta cercando di sviluppare un struttura in grado di simulare la piena gravità terrestre ed essere lanciata in un unico razzo.
Il progetto in questione è stato inizialmente ammesso al programma NIAC lo scorso anno. Nell’ultimo anno, hanno completato con successo un progetto di Fase I in cui “analizzano un concetto di missione analogo al Lunar Gateway” che potrebbe dispiegarsi in una struttura lunga un chilometro.
Tuttavia, questo non è il primo progetto NIAC che affronta l’idea di grandi strutture nello spazio. NextBigFuture ha riferito nel 2021 di circa una dozzina di progetti finanziati dalla NIAC che trarrebbero vantaggio da nuovi metamateriali in grado di espandere notevolmente le loro dimensioni una volta nello spazio.
Strutture così grandi richiedono grandi investimenti, ma hanno anche grandi vantaggi potenziali. Ci sono due opzioni per raggiungere la gravità terrestre usando le forze centrifughe. O giri molto, molto velocemente, o hai un asse di rotazione davvero molto grande. Sfortunatamente, agli esseri umani, essendo le morbide sacche d’acqua che sono, non amano girare molto velocemente per lunghi periodi, come può dirti chiunque si sia mai sentito male durante un giro su una giostra. La scienza mette quel limite di velocità di rotazione a circa 3 giri/min. Quindi, per ruotare a meno di 3 giri/min e avere comunque il vantaggio di una gravità simulata pari a quella terrestre, la struttura stessa deve essere lunga un chilometro.
Struttura dispiegabile
Montare così tanto materiale in un singolo lancio di un razzo finora si è rivelato impossibile. Ma il Dr. Manchester e il suo team pensano di aver trovato una potenziale soluzione al problema: una “struttura dispiegabile ad alto rapporto di espansione” o HERDS. Gli stessi HERDS utilizzano due nuove innovazioni meccaniche: ausili di taglio e meccanismi a forbice ramificati.
Gli ausiliari di taglio sono un nuovo tipo di metamateriale che si espanderà quando viene tirato in uno schema chirale. Il livello di chiralità può anche controllare la rigidità del materiale.
I meccanismi a forbice ramificati sono un altro modo per distribuire una struttura più grande da una compatta. Originariamente sviluppato dallo Youtuber e artista Henry Segerman, i meccanismi a forbice ramificati si agganciano a strutture molto più grandi da quelle più compatte.
Idealmente, uno o entrambi questi sistemi funzionerebbero per creare la struttura di un habitat spaziale su scala chilometrica in grado di ruotare a una velocità tale da simulare sufficientemente la gravità terrestre. Il Dott. Manchester, Lipton e il loro team pensano di poter utilizzare queste tecnologie per creare strutture tubolari che possono espandersi fino a 150 volte le loro dimensioni. È un obiettivo ambizioso, ma hanno il tempo e i fondi per lavorarci. Alla fine del periodo di studio di due anni della NIAC, se l’idea è sufficientemente sviluppata, queste nuove tecnologie potrebbero anche avere il tempo di essere integrate nei piani per il Lunar Gateway.
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