Sommario

  • Origine dell’idea del cilindro O’Neill
  • Progettazione del cilindro O’Neill

Molte persone credono che la Terra sarà presto in pericolo e la natura tentacolare dell’umanità è la causa innegabile. Con il rapido progresso tecnologico e il progresso degli ultimi secoli, stiamo rapidamente esaurendo le risorse del pianeta Terra per alimentare le nostre esigenze industriali e il commercio globale. Molti futuristi ritengono che non ci sarà altra scelta che esplorare e colonizzare lo spazio se intendiamo sopravvivere in un futuro in cui le risorse sulla Terra non possono più soddisfare le nostre esigenze.

La sovrappopolazione è una sfida imminente che rende ancora più urgente la necessità di viaggi interstellari e colonizzazione. Detto questo, costruire un habitat spaziale non è una ricerca facile ed è carico di sfide scoraggianti, come la necessità di strutture di costruzione nello spazio, la ricreazione di comunità vivibili nello spazio, il riciclaggio e il trattamento dei rifiuti, la simulazione della gravità artificiale e, soprattutto, convincere i governi e le organizzazioni globali che questa impresa vale la pena perseguire.

La prospettiva della colonizzazione dello spazio apre la strada all’elaborazione di metodi per estrarre energia dalle risorse su altri pianeti. Sulla Terra, sfruttare l’energia del Sole usando i pannelli solari non è particolarmente efficiente e affronta inevitabili barriere causate dall’atmosfera e dal verificarsi quotidiano dell’oscurità (ad esempio, la notte).

Tuttavia, nello spazio, i costrutti solari possono perennemente sfruttare l’energia del Sole senza interruzioni. L’utilizzo di questa copiosa quantità di energia ci permetterebbe di viaggiare in tutto il nostro sistema solare senza preoccuparci del dispendio energetico. Inoltre, le risorse chimiche sarebbero in grande quantità nel nostro sistema solare. Per cominciare, la NASA ha recentemente intrapreso un progetto per generare carburante, acqua e ossigeno dalle risorse presenti sulla Luna.

Date queste basi per il motivo per cui le organizzazioni dovrebbero intromettersi nello sviluppo di un habitat spaziale, permettetemi di introdurre il cilindro O’Neill—un progetto di insediamento spaziale costituito da due cilindri controrotanti proposti dal famoso fisico Gerard O’Neill alcuni decenni fa.

 Illustrazione del cilindro di O'Neill

Illustrazione del cilindro di O’Neill (credito di immagine: Flickr)

Oltre ad essere un fisico, O’Neill era anche un professore alla Princeton University e un appassionato di spazio. Anche se è più ampiamente acclamato per il suo lavoro in fisica, dove ha sviluppato nuovi concetti per esplorare la fisica delle particelle a energie superiori, il suo lavoro sulla colonizzazione dello spazio si è rivelato essere la sua eredità veramente duratura.

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Gerard O’Neill (Credito fotografico : Wolfkeeper /Wikimedia Commons)

Origine dell’Idea per l’O’Neill Cilindro

, Mentre l’insegnamento di fisica per i suoi studenti all’Università di Princeton, O’Neill ha assegnato loro il compito di progettare un megastrutture in spazio per dimostrare che vivere e sopravvivere nello spazio è in realtà una possibilità.

I suoi studenti hanno escogitato numerosi progetti per ospitare l’abitazione umana nello spazio. Dopo una lunga sessione di brainstorming, O’Neill ha bollito le loro teorie fino all’idea di un design di insediamento spaziale simile a un cilindro. Più tardi, ulteriori dettagli e il funzionamento di questo disegno sono stati pubblicati in Physics Today nel 1974; il cilindro è stato giustamente chiamato il cilindro O’Neill.

Design del cilindro O’Neill

Il design del cilindro O’Neill è costituito da due cilindri che ruotano in direzioni opposte su un cuscinetto per mitigare l’effetto giroscopico. Ogni cilindro è stato proposto per essere lungo 20 miglia e 5 miglia di diametro, con 6 larghe strisce lungo la sua lunghezza (3 spazi abitabili e 3 finestre). O’Neill immaginava che i processi industriali e le strutture ricreative fossero situati sull’asse centrale in un ambiente praticamente a gravità zero.

O'Neill Cilindro

vista all’Interno del cilindro di O’Neill con alternanza di abitazione e finestra strisce (Photo Credit : Rick Guidice/Wikimedia Commons)

Simulazione della Gravità

Una differenza fondamentale tra il vivere sulla Terra e vivere nello spazio (o su qualsiasi altro corpo celeste) è la differenza di gravità. La gravità artificiale è necessaria per la stabilità, e il cilindro O’Neill ha una disposizione per ottenere esattamente questo. Mentre i due cilindri giganti ruotano sul loro asse, sfruttano la forza centripeta di qualsiasi oggetto nella superficie interna per creare gravità artificiale. Considerando le dimensioni del cilindro, l’equazione di accelerazione: a=v2 / r, e sostituendo il valore di accelerazione della Terra (cioè, 9.81), possiamo dedurre che il cilindro avrebbe bisogno di ruotare circa 28 volte all’ora per simulare una forza gravitazionale appropriata.

Simulazione dell’ambiente terrestre

Mantenere un’atmosfera con una costituzione simile a quella della Terra è la prossima sfida quando si costruisce un’abitazione spaziale. Il cilindro O’Neill è prudentemente progettato con un rapporto di gas simile a quello che si trova sulla Terra. Tuttavia, c’è un avvertimento; la pressione è la metà di quella a livello del mare. Ciò non avrebbe un impatto sostanziale sulla nostra respirazione, ma questo compromesso minore si tradurrebbe in una manciata di benefici, come ridurre la necessità di gas e la costruzione di muri spessi. Il cilindro O’Neill proposto ha anche disposizioni in cui l’habitat sarebbe in grado di controllare il proprio microclima utilizzando una disposizione di specchi e alterando il rapporto dei gas nel cilindro.

Simulazione giorno e notte

Con l’habitat umano situato nel vuoto (spazio), il cilindro si trasforma essenzialmente in un enorme thermos! Il cilindro teorico O’Neill ha cercato di superare questo problema utilizzando una serie di specchi incernierati su ciascuna delle tre finestre. In questo modo, la luce solare diretta potrebbe essere diretta nel cilindro per simulare l’ora del giorno. Allo stesso modo, girando lo specchio di distanza, un ambiente notturno potrebbe essere creato. Questa “notte” simulata consentirebbe anche al calore prodotto biologicamente di irradiarsi dal cilindro.

Nonostante il design del cilindro O’Neill sia tecnicamente solido, l’idea è troppo sofisticata per essere implementata con la nostra tecnologia attuale. Finora, la sua attuazione è stata limitata al regno della fantascienza. Tuttavia, dati gli sforzi di organizzazioni come SpaceX e Mars One, forse un giorno i cilindri O’Neill aiuteranno effettivamente l’umanità a stabilirsi nella grande vastità dello spazio!

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