Ingegneria Spaziale

Verso la seconda metà del 1800 il fisico francese Joseph Louis Lagrange iniziò lo studio di sistemi a tre corpi, calcolando l’influenza gravitazionale di due masse, come la Terra e la Luna, su di un terzo corpo nelle loro vicinanze. Scoprì che, in certi punti, le forze gravitazionali dei due corpi si equivalevano (ma non si annullavano necessariamente), creando una sorta di punti “stabili” nello spazio. In realtà, questi punti orbitano attorno alle loro posizioni a causa dell’influenza del sole e degli altri corpi celesti.

I primi tre punti Lagrange si trovano nelle assi che collegano i due corpi. Tutti e tre i punti sono relativamente instabili: qualsiasi perturbazione del satellite attorno all’asse lo farebbe cadere verso uno dei corpi. Gli altri due, L4 e L5, sono nell’orbita del corpo più piccolo a circa 60° dall’asse e sono di gran lunga più stabili. Sono questi i siti in cui vengono varate le grandi stazioni spaziali abitate dall’uomo.

Habitat Spaziali

Nonostante la terraformazione di un gran numero di pianeti, molte persone vivono in colonie spaziali. I motivi sono molteplici: il primo è che nello spazio è molto più facile gestire la lavorazione delle risorse estratte al di fuori dei pianeti, e inoltre le stazioni spaziali sono ottime basi di partenza per il commercio galattico, molti uffici si trovano nelle stazioni e soprattutto la vita nelle stazioni è sicuramente più avventurosa che altrove.

Cilindri di O’Neill – Sono i più grandi e costosi habitat spaziali. Si tratta di enormi cilindri (o cilindri accoppiati) larghi tre o quattro chilometri e molto più lunghi, che ruotano per provvedere alla gravità interna. All’interno si trova un ambiente completamente terraformato, con parchi e città. Un cilindro di O’Neill può ospitare qualche milione di persone, anche se la popolazione finale tende a essere inferiore. I Cilindri sono forniti di propulsori di direzione e baie di carico ad entrambe le estremità, possiedono addirittura dei pannelli in grado di creare l’illusione di un cielo soleggiato deflettendo all’interno la luce solare.

Toroidi di Stanford – si tratta di colonie più piccole dei cilindri di O’Neill, ma sono ancora molto grandi. Un toroide tipico ha la forma di una ruota di bicicletta, con la gravita e il paesaggio posati sul pavimento della fascia più esterna., mentre i raggi funzionano come ascensori che conducono al centro di microgravità della stazione. Contengono circa 50000 persone e le maggiori spese sono poste sull’assorbimento di radiazioni.

Sfera di Bernal – E’ una sfera con dei piccoli cilindri attaccati sulla sua superficie. La sfera centrale può raggiungere il chilometro di diametro e ruota sul proprio asse, i cilindri no. E’ la stazione spaziale più semplice da costruire, ma ha una gravità degna di questo nome solo su una striscia limitata al suo equatore, cosa che crea non pochi inconvenienti. Ogni sfera contiene qualche migliaio di persone.

Stazioni Vivarium – Sono stazioni costruite all’interno di asteroidi e poi lanciate in rotazione in modo tale da creare gravità. Come le stazioni O’Neill anche le Vivarium hanno un ciclo giorno-notte grazie ad una “linea solare” che fornisce luce dall’asse della stazione, dato che la stazione è protetta da spesse rocce per proteggersi da radiazioni e meteore. Le dimensioni sono variabili a seconda delle dimensioni degli asteroidi. Si tratta comunque di progetti mastodontici, capaci di contenere qualche milione di persone.

Stazioni Minori – In questa categoria ricadono tutte le altre sistemazioni , dalla classica stazione spaziale a ruota fino alle più basilari bolle o “lattine di birra” che mancano delle comodità delle altre stazioni.

Navi spaziali

Quella delle navi spaziali è una vista comune. Sono usate da tutte le civiltà umane, che mantengono cantieri navali orbitali e una flotta per propositi commerciali e militari. Le navi più comuni sono i cargo e le navi minerarie seguite da molte navi da trasporto gas. E’ molto meno costoso estrarre e trasportare gas e metalli nello spazio che non farlo direttamente sui pianeti (almeno per quello che concerne il commercio galattico).

Le navi più moderne presentano una pelle respingente esterna e una architettura massiccia progettata per resistere all’erosione delle particelle e lunghe accelerazioni. Altri vascelli, progettati a costi più bassi o per viaggi più corti, sono solo un supporto per i moduli abitativi, il carburante e i motori. Lo scafo di un vascello è un composto di ceramica e metallo, formata da vari strati per resistere all’abrasione delle micrometeore e a collisioni superficiali. Le piastre più grandi sono montate su di una struttura a nido d’ape riempita con gelatine assorbenti radiazioni, che viene anche usata per chiudere velocemente le falle più piccole.

Molte navi intergalattiche sono equipaggiate con uno scudo deflettore. Lo scudo è composto di due parti: un laser ionizzante o un campo magnetico, e lo scudo magnetico vero e proprio. Quando la nave si muove ad alte velocità, le particelle sul suo cammino vengono dapprima ionizzate e poi spazzate via. Questo funziona solo con piccole particelle, le più grandi devono essere distrutte dalle difese o schivate completamente.

Ogni nave fa affidamento su un potente motore PCC per accelerare. Quando è possibile la nave accelera per tutta la prima metà del viaggio, poi, gira su se stessa e decelera alla stessa velocità per tutta la parte rimanente. Eccetto che per brevi periodi di assenza di peso, i passeggeri sentono la gravità durante il viaggio. Quando la nave accelera il muso diventa il “su” e i motori il “basso”. L’organizzazione interna di una nave diventa quindi simile a quella di un grattacielo, con i piani messi uno sopra all’altro. A causa degli occasionali periodi di microgravità, i mobili hanno piccole strisce di velcro per trattenere gli oggetti. Le navi più grandi sono spesso equipaggiate con uno o più ponti rotanti che consentono di creare una certa gravità artificiale, non c’è da dire che molti alloggi sono posizionati in queste zone.

Una categoria specifica di navi da carico usa una vela magnetica invece di un PCC per spingere il veicolo lentamente ma economicamente. La vela stessa consiste di una grande chiocciola di materiali superconduttivi che una volta attivato raccoglie i venti solari e dei campi magnetici planetari e li usa per spingersi in avanti; esattamente come una nave normale. Attualmente un buon 20% delle navi civili della galassia sono costruite in questa maniera e sono colloquialmente chiamate clipper.

Le navi non sono fatte per il volo atmosferico. A parte il fatto che non sono aerodinamiche, ma il loro peso è troppo grande e non gli consente di atterrare su niente più grande di un asteroide. L’eccezione sono i satelliti naturali privi di atmosfera, dove le navi più piccole atterrano normalmente per scaricare i container.

Sistemi di propulsione

La più diffusa forma di propulsione in uso è la PCC (Plasma Combustion Chamber). Facendo uso di qualsiasi gas o liquido come massa di reazione (molto spesso idrogeno o acqua), la PCC permette ad una nave e ad altri veicoli di raggiungere grandi accelerazioni per lunghi periodi, riducendo i tempi di viaggio in una maniera considerevole a poche settimane nei casi di pianeti molto lontani o, addirittura, giorni.

Veicoli con centrali a fusione spesso usano degli acceleratori al plasma come bocche di manovra, nei quali intensi archi elettrificati ionizzano ed espellono massa di reazione ad altissime velocità per produrre spinta. I veicoli più piccoli, come caccia o Exo-Gear usano i più comuni motori chimici.

Nell’atmosfera i sistemi di volo degli Exo-Gear sono generalmente sufficienti a tenerli in volo e volare per brevi periodi. Sfortunatamente, tutto ciò consuma massa di reazione e surriscalda i reattori ad una velocità allarmante, per questo molti piloti li usano solo come “reattori di salto” per permettere loro di raffreddarsi.

Corazzature

Lo spazio non è vuoto come molti pensano: micrometeore, polveri e radiazioni solari causano una lenta degradazione di tutti i costrutti spaziali. Questo problema venne risolto dallo sviluppo di schermi magnetici, ma le navi e i veicoli più piccoli devono ancora essere protetti dagli elementi.

L’armatura viene generalmente prodotta da una speciale lega di ceramica-polimero con una buona conducibilità di calore e una flessibilità limitata. Qualche volta, viene aggiunta una maglia speciale in fibre di diamante per dare altra robustezza e flessibilità, anche se questo aumenta sensibilmente il costo dell’intera struttura. Gli ingegneri hanno avuto molta cura nell’includere schiume di elementi assorbi-radiazioni all’interno della lega, il che può evitare pericolose cascate di radiazioni all’interno di strutture danneggiate.

Viaggi spaziali

Data l’economia fiorente dell’intera società umana, i viaggi spaziali sono una realtà comune per tutte le nazioni. Esistono tre livelli di comfort, Economica, Business e Prima Classe. Il prezzo base del biglietto è dato in base alla distanza percorsa: il prezzo per la classe economica è pari alla distanza in AU per 200 in crediti. Per le classi più alte si raddoppia e triplica il prezzo per la classe, rispettivamente, Business e la Prima classe.

Questi prezzi includono solo l’alloggio e i cibi di base – tutte le altre cose vanno pagate come extra. Ogni persona ha diritto ad una cabina e ha diritto a portare fino alla metà del suo peso in bagagli, il resto va pagato a parte.

Ingegneria Spaziale

Spirit of the Galaxy Rosiello