Per colpa di un atomo addio all’ascensore spaziale

Una ricerca ha dimostrato che è ancora molto prematura l'idea di un elevatore spaziale sorretto e guidato da un cavo di nanotubi di carbonio.

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Rendering di un elevatore per lo Spazio.|Nasa

I nanotubi, una forma allotropica (ossia differente) del carbonio, sono strutture ordinate di forma cilindrica le cui pareti sono monodimensionali, ossia costituite da un singolo strato di strutture esagonali di atomi di carbonio legate tra loro. È una struttura straordinariamente semplice e resistente alla trazione, al punto che si era pensato di poterne ricavare un cavo intrecciato che avrebbe fatto da traino e guida a un ipotetico ascensore spaziale.

 

Un filo di nanotubi di carbonio dello spessore di un capello può sostenere il peso di un'auto.

L'idea di un elevatore per lo spazio ha radici nella fantascienza, nel romanzo di Arthur C. Clark Le fontane del Paradiso (1979): l'elevatore di Clarke (agganciato a un cavo di fibra di carbonio purissimo), così come l'ascensore guidato dai nanotubi, avrebbe portato in orbita carichi di ogni genere con una frazione dell'energia necessaria a un razzo.

 

I nanotubi hanno, in teoria, le caratteristiche giuste per realizzare un'idea del genere. Idealmente possono offrire una resistenza fino a 100 gigapascal (il Pascal è l’unità di misura per misurare lo sforzo e la pressione), che è anche il minimo necessario alla formazione dei nanotubi. Per avere un’idea di ciò che significa in termini di resistenza alla trazione, si pensi che un filo di nanotubi dello spessore di un capello può sostenere un’automobile.

 

 

Per colpa di un atomo. Adesso però una ricerca ha dimostrato che la resistenza del cavo potrebbe venire meno a causa di un singolo atomo fuori posto: Feng Ding (politecnico di Hong Kong) ha provato a togliere un atomo da un esagono (trasformandolo in un pentagono) o a inserirne uno in più così da formare un ettagono (un poligono con sette lati). La resistenza del filo di nanotubi è crollata da 100 a soli 40 gigapascal. Se poi anziché un atomo ne vengono sottratti o immessi diversi, la situazione degenera e si ha un crollo ancora più significativo con un effetto a catena su un ampio tratto del nanotubo.

 

Un solo atomo fuori posto e la struttura perde le sue caratteristiche di resistenza alla trazione.

Un solo atomo fuori posto lungo un cavo, e l'ascensore non avrebbe più il suo sostegno.

 

«Tuttora la produzione di nanotubi di carbonio presenta sempre una grande quantità di criticità», spiega il ricercatore: «sono imperfezioni che, per l'uso che si fa oggi di questo materiale, non hanno ricadute pratiche. Ma nel caso di un ascensore spaziale, un atomo fuori posto sarebbe una catastrofe.»

 

È insomma ancora lontano il giorno in cui si potrà costruire un cavo perfetto, lungo qualche decina di migliaia di chilometri, almeno nella realtà.

15 Giugno 2016 | Luigi Bignami

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