Nella fantascienza abbondano i veicoli spaziali di dimensioni colossali, da Star Trek a Star Wars, tuttavia nella realtà odierna questo tipo di soluzioni è ancora largamente al di là da venire. Tuttavia la Cina vuole cimentarsi in un’impresa apparentemente impossibile con le tecnologie attuali e ha quindi commissionato uno studio di fattibilità per la realizzazione di un’astronave lunga quasi un chilometro.

Il progetto fa parte di un più ampio sforzo, volto a presentare proposte di ricerca della National Natural Science Foundation of China, un’agenzia di finanziamento gestita dal Ministero della Scienza e della Tecnologia del Paese. Uno schema di ricerca pubblicato sul sito web della fondazione descriveva tali enormi astronavi come “importanti attrezzature aerospaziali strategiche per l’uso futuro delle risorse spaziali, l’esplorazione dei misteri dell’universo e la vita a lungo termine in orbita”.

La fondazione vuole che gli scienziati conducano ricerche su nuovi metodi di progettazione leggeri che potrebbero limitare la quantità di materiale da costruzione che deve essere in orbita e nuove tecniche per assemblare in sicurezza strutture così massicce nello spazio. Se finanziato, lo studio di fattibilità durerebbe cinque anni e avrebbe un budget di 15 milioni di yuan, pari a circa 2,3 milioni di dollari.

Secondo l’ex capo delle tecnologie della NASA Mason Peck, ora docente di ingegneria aerospaziale alla Cornell University, l’idea non è folle, e la sfida è più una questione di ingegneria. Di gran lunga, la sfida più grande sarebbe il prezzo, a causa dell’enorme costo del lancio di oggetti e materiali nello spazio. La Stazione Spaziale Internazionale (ISS), che è lunga “solo”110 metri, è costata ad esempio circa 100 miliardi di dollari per la sua costruzione, quindi il budget necessario per una struttura dieci volte più grandi farebbe tremare i polsi a quasi tutti i Paesi terrestri. Molto però dipende dal tipo di struttura che i cinesi intendono costruire. La ISS è piena di attrezzature ed è progettata per ospitare gli esseri umani, il che aumenta significativamente la sua massa.

Le tecniche di costruzione potrebbero infatti anche ridurre il costo di portare un’astronave colossale nello spazio. L’approccio convenzionale sarebbe quello di costruire componenti sulla Terra e poi assemblarli come Lego in orbita, ma la tecnologia di stampa 3D potrebbe potenzialmente trasformare materie prime compatte in componenti strutturali di dimensioni molto più grandi, direttamente nello spazio. Un’opzione ancora più attraente sarebbe quella di procurarsi materie prime dalla Luna, che ha una bassa gravità rispetto alla Terra, il che significa che il lancio di materiali dalla sua superficie nello spazio sarebbe molto più facile.

Ma una struttura di proporzioni così massicce dovrebbe necessariamente affrontare problemi unici. Ogni volta che un veicolo spaziale è sottoposto a forze, sia che si tratti di manovre in orbita o di attracco con un altro veicolo, il movimento impartisce energia alla struttura dell’astronave che la fa vibrare e flettersi. Con una struttura così grande, queste vibrazioni impiegherebbero molto tempo per attenuarsi, quindi è probabile che il veicolo spaziale richiederebbe ammortizzatori o controlli attivi per contrastare tali vibrazioni.

Secondo Peck i progettisti dovranno anche fare attenti compromessi quando decideranno a quale altitudine il veicolo spaziale dovrebbe orbitare. Ad altitudini più basse, la resistenza dall’atmosfera esterna rallenta i veicoli, richiedendo loro di tornare costantemente in un’orbita stabile. Questo è già un problema per la ISS, ha osservato Peck, ma per una struttura molto più grande, che ha più resistenza che agisce su di essa e richiederebbe più carburante per tornare al suo posto, sarebbe una grande preoccupazione. Il rovescio della medaglia, il lancio ad altitudini più elevate è molto più costoso e i livelli di radiazione aumentano rapidamente più lontano dall’atmosfera terrestre, il che sarà un problema se il veicolo spaziale ospita esseri umani.

Dato il ridotto budget a disposizione, è probabile che si tratti solo di un piccolo studio accademico per mappare i primissimi contorni di un tale progetto e identificare le lacune tecnologiche. La Cina ha anche espresso interesse a costruire enormi pannelli solari in orbita e a trasmettere l’energia alla Terra tramite fasci di microonde, ma secondo Peck anche in questo caso si tratterebbe di un progetto economicamente insostenibile. Forse l’applicazione più promettente per una struttura spaziale così grande sarebbe scientifica, ha detto Peck. Un telescopio spaziale di quella scala potrebbe potenzialmente vedere caratteristiche sulla superficie dei pianeti in altri sistemi solari. “Questo potrebbe essere decisivo per la nostra comprensione dei pianeti extrasolari e potenzialmente della vita nell’universo”, ha concluso.