newsletter@seriescape.com

9 dettagli sorprendentemente accurati della fisica di The Expanse

the expanse gravità julie

A una settimana dall’inizio della terza stagione – sì, solo sette giorni, ma se siete troppo impazienti potete seguire con me il countdown in homepage – concludo la mia breve serie di articoli su The Expanse parlando di come i due autori dei romanzi d’origine abbiano di certo fatto i compiti a casa anche per quanto riguarda la fisica della vita nello spazio.

Bisogno di un ripassino?

Se siete proprio digiuni e non avete idea di cosa parli The Expanse, vi suggerisco di fare una capatina alla mia recensione, ma se invece siete già fan della serie sicuramente non avete bisogno che vi ricordi che parliamo di un futuro in cui la razza umana ha colonizzato l’intero Sistema Solare e si trova divisa fra tre fazioni che si contendono il potere: la Terra e la Luna, controllate dalle Nazioni Unite; Marte, i cui abitanti si dedicano totalmente a rendere interamente abitabile il pianeta; la Cintura di Asteroidi, periferia geografica e sociale dell’umanità che però rifornisce di preziosissime risorse le potenze planetarie.

Questo è il quadro di partenza e si tratta di una situazione a dir poco esplosiva, come possiamo vedere già dal pilot della serie.
Ma un altro aspetto che traspare fin dai primi episodi è come The Expanse si discosti da molte altre sue colleghe fantascientifiche per l’estremo “buonsenso”, se così si può definire, con cui immagina le innovazioni che il futuro porterebbe con sé.

Si tratta di dettagli interessantissimi sia per i lettori dei libri che per gli spettatori della serie, che stupiscono per il realismo e la credibilità, ragion per cui vi ho dedicato altri due articoli riguardanti gli aspetti biologici e medici e quelli socio-economici.

Ma adesso è il turno della scienza vera e propria dietro la fantasia, della fisica e della meccanica che governano la vita nello spazio.


#1. Le vere (?) armi spaziali

Cominciamo con quello che non può mancare in nessuna epopea fantascientifica: una buona vecchia battaglia spaziale.
E dimentichiamo tutti gli Star Trek e gli Star Wars con i loro scudi e i fasci laser.

In The Expanse non troveremo nulla del genere, vuoi perché non è un futuro abbastanza lontano o perché non è una scienza alla nostra portata, ma il combattimento come viene inteso qui è molto meno “energetico” e molto più hardware.

the expanse proiettiliA partire dai proiettili, che non sono dei trattini di luce colorata che viaggiano nello spazio ma banale metallo ed esplosivo.
Con la complicazione che sospesi nel vuoto siderale, senza gravità o attrito che mantengano una nave ancorata alla sua posizione, dovremmo ricordarci dell’esistenza del Terzo Principio della Dinamica. Quello che dice che a ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria, per intenderci.
Pertanto immaginatevi la scena: avete una pistola in mano, premete il grilletto e venite sparati all’indietro con la stessa forza del proiettile che esce dalla canna, facendovi male tanto quanto il vostro obiettivo. Poco pratico, non trovate?

Se non vogliamo finire sballottati qua e là nel tentativo di sparare a qualcuno, allora la spinta propulsiva non dovrebbe provenire da una detonazione “interna” alla nave – la compressione dei gas dentro la canna della pistola, nella nostra scenetta – ma dovrebbe essere esterna.
Quindi provate a immaginare di spingere fuori delicatamente il proiettile, che una volta libero all’aperto accende un piccolo reattore che gli dà la velocità necessaria: avete sparato ma restate saldamente dove siete.

Ecco quello che accade secondo James S. A. Corey, che immagina proiettili autopropulsi come il tipo di munizione standard per i combattimenti nello spazio.

#2. Fuoco! E ora…

Bene, siamo impegnati in un combattimento contro pirati spaziali.
O noi siamo i pirati che cercano di sfuggire alla cattura.
Fa niente, poco importa, quello che ci interessa è la fine che faranno i proiettili che abbiamo sparato e in questo caso ci sono due possibili risultati: colpito o mancato.

the expanse scudiSe centriamo il nostro obiettivo, a differenza dei frustranti combattimenti stile Star Trek, avremo subito la soddisfazione di aprire un buco nella nave nemica.
Infatti in The Expanse non esistono avanzatissimi scudi o campi di forza a protezione dell’equipaggio, ma solo il sottile metallo della carrozzeria che nulla può contro le munizioni di un’astronave che possono trapassare il vascello avversario da parte a parte.

Se invece la nostra mira non fosse sufficientemente buona, dovremmo riconsiderare seriamente il concetto di proiettile vagante: nel vuoto privo di attrito questo proseguirebbe per inerzia lungo la sua traiettoria potenzialmente all’infinito, o almeno finché un campo gravitazionale o qualche oggetto non ne deviassero o interrompessero il cammino.
C’è solo da sperare di non avere la sfortuna di capitare a bordo dell’eventuale ostacolo.

#3. …Come non detto, siamo sfortunati

La Dea Bendata non è proprio dalla nostra parte: siamo stati colpiti e ci ritroviamo con un bel buchetto sulla fiancata da cui sta uscendo la nostra preziosissima aria, depressurizzando la nave.

the expanse propulsori thrustersMa diciamo che perlomeno siamo stati previdenti e abbiamo indossato le tute spaziali, per cui non moriremo asfissiati.
Se però avete mai visto qualche film o documentario che mostrasse satelliti o stazioni spaziali, potreste aver notato che quando devono aggiustare la loro posizione emettono dei piccoli “sbuffi” dai propulsori di manovra che, sfruttando – questa volta a favore – il principio di azione-reazione, spostano l’apparecchio poco per volta.

Ecco, a questo punto potreste aver capito che quel foro si trasformerebbe in un propulsore fuori controllo, il quale imprimerebbe una spinta impossibile da gestire che porterebbe la nave a roteare su se stessa.
L’unica soluzione a questo punto sarebbe aprire i portelli ed espellere forzatamente tutta l’aria dall’abitacolo per arrestarne il movimento e poi procedere alle riparazioni.
Ammesso che indossassimo le tute, altrimenti abbiamo problemi più gravi.

#4. The Expanse ci ricorda che esiste una cosa chiamata “inerzia”

Sia che abbiate letto i libri o seguito la serie anche solo per pochi episodi, sicuramente avrete capito che qualsiasi manovra per un’astronave è una faccenda estremamente delicata e pericolosa.

the expanse inerziaQuesto perché, a differenza di tanti altri prodotti fantascientifici che lasciano immaginare l’esistenza di soluzioni quasi magiche, The Expanse non ignora uno dei problemi principali del muoversi nello spazio: combattere l’inerzia, ossia la tendenza di un oggetto a restare nello stato di movimento o immobilità in cui si trova. È il motivo per cui occorre un trasferimento di energia per mettere in moto un oggetto fermo o bloccarne uno in corsa.

Infatti, come fa la gravità agli astronauti in partenza dalla Terra, accendere i motori di una nave ferma nello spazio produce un’accelerazione che, mentre sposta il velivolo, schiaccia con una forza di parecchi G gli occupanti i cui corpi, secondo le leggi della fisica, tenderebbero a restare nel punto di partenza.

Allo stesso modo, volendo fermarsi non basterebbe spegnere il motore perché la nave, non incontrando alcun attrito, conserverebbe il proprio movimento e andrebbe sempre avanti proprio come il proiettile vagante di prima.
Ciò rende la decelerazione nello spazio una della manovre più rischiose che un pilota si trovi a fare, dato che consiste nel ruotare la nave di 180° producendo una spinta esattamente uguale e contraria, pena finire a vorticare senza controllo tra gli asteroidi.

#5. I G non sono nostri amici

Il corpo umano è nato e si è evoluto sulla Terra, costruito per sopportare esattamente le condizioni gravitazionali del nostro pianeta.
Perciò non dovrebbe stupirci che le tremende sollecitazioni a cui viene sottoposto durante il volo spaziale non siano proprio un toccasana.
Non tutti i bambini che oggi sognano di sbarcare sulla Luna potranno farlo, infatti, perché come dicevamo il decollo di un’astronave comprime i nostri corpi con una forza pari a diverse volte quella della gravità terrestre e questo potrebbe causare gravissimi danni, persino fatali, ad un organismo appena meno che perfetto.

the expanse farmaci juice sediliCombattere l’inerzia non è diverso, ma nel futuro sembrano aver inventato un modo per rendere il viaggio possibile per tutti.
Questo unisce la progettazione – attraverso sedili particolari che assorbono parte della pressione e mantengono gli arti nella posizione corretta – alla medicina, la quale somministra ai passeggeri un cocktail di farmaci mirato, tra le altre cose, ad aumentare la resistenza del corpo, in particolar modo l’elasticità dei vasi sanguigni e la capacità del cuore di lavorare sotto sforzo.

Se stavate già pianificando la gita fuori porta, mi sembra quantomeno doveroso avvertirvi che non è comunque un trattamento piacevole.

#6. Piccole astuzie per una vita a 0 G

Non è finché non ce l’abbiamo che ci rendiamo conto di quanto la gravità determini la nostra vita.
Al di là del rimanere con i piedi per terra, in ogni istante approfittiamo inconsciamente del fatto che gli oggetti cadano verso il basso, che si possa posare qualcosa su una superficie senza che fluttui via.

Tutte cose che non potremmo certo dare per scontate laddove la gravità fosse assente o molto bassa e The Expanse ci mostra tanti piccoli accorgimenti escogitati per sostituirne in qualche maniera l’effetto.

the expanse gravitàUn esempio è che quasi tutto, su una nave spaziale, deve essere fissato magneticamente alla struttura, per evitare che se ne svolazzi via o parta come un letale proiettile alla prima manovra.
Questo vale anche per le persone, perché doversi muovere fluttuando come sulla Stazione Internazionale potrà essere divertente all’inizio ma molto scomodo quando si ha davvero da fare, per cui meglio munirsi di stivali magnetici.
Se poi, come in certe scene di The Expanse, sapete quando attivarli e come sfruttare la presenza o l’assenza della “gravità”, potrete davvero muovervi come acrobati. A patto di misurare bene i movimenti perché, anche se non correte il rischio di farvi male cadendo, un saltello troppo potente potrebbe mandarvi a sbattere dolorosamente la testa sul soffitto.

Altro caso classico è quello dei liquidi, sui quali non possiamo fare affidamento perché se ne restino tranquilli nei loro contenitori. Come possiamo immaginare, quindi, no ai soliti bicchieri e sì a recipienti chiusi e cannucce.

Un’altra idea, forse meno ovvia, è che su una nave spaziale che continua a ruotare e girare per manovrare i comuni concetti di pavimento, pareti e soffitto cominciano a sembrare insensati, ragion per cui si tende a progettare certi ambienti perché siano racchiusi da superfici più o meno intercambiabili fra loro, così che possano essere viste di volta in volta come sopra, sotto o lati a seconda dell’orientamento. Il che risulta spesso molto disorientante.

#7. Ah, che magnifica vista!

the expanse vetrate finestreAvete presente tutti quei film con queste astronavi dalle immense vetrate panoramiche attraverso cui ammirare la vastità del cosmo?

Ecco, a meno che non abbiate la formula di Scotty per l’alluminio trasparente (Star Trek IV: Rotta verso la Terra), una vista del genere non è una possibilità ed è più sicuro optare per un integrale rivestimento metallico da cui guardare fuori esclusivamente a mezzo display.

Sebbene infatti si parli dello spazio come perfettamente vuoto, è ben lungi dall’esserlo: oltre ai vari detriti rocciosi più o meno voluminosi, ogni centimetro cubo è popolato da innumerevoli particelle e microscopici granelli di polvere interstellare.
E qualora questi invisibili puntini, residui di vecchie stelle ormai morte, colpissero con la loro elevatissima velocità una nave spaziale a sua volta in movimento rapido potrebbero mandare in frantumi la nostra bellissima vetrata e mandarci tutti al Creatore.

Non che essere dentro una lattina mi sembri molto più rassicurante. In effetti, rimpiango gli scudi dell’Enterprise.

#8. Ma perché queste navi si muovono?

In effetti non ci siamo ancora preoccupati di cosa effettivamente ci stia spingendo attraverso il vuoto siderale, ma direi che si tratta di un aspetto piuttosto rilevante.

Niente curvatura per The Expanse, e nemmeno ipervelocità o chissà quale altra avveniristica tecnologia ancora molto di là da venire.
No, l’energia che serve alle navi arriva dai cari, vecchi, banali reattori nucleari: possiamo facilmente immaginarcelo, no?

the expanse propulsioneMa come trasformarla in movimento è un’altra questione, dato che – e qui tiriamo in ballo ancora una volta il Terzo Principio della Dinamica – serve una massa eiettabile per spostarsi, qualcosa da spingere fuori dalla nave con forza che ci spinga in avanti, come quando vediamo uno shuttle sollevarsi da terra sopra la nuvola dei gas espulsi dai motori.

Fatico però a immaginare distributori di benzina sparsi tra gli asteroidi, ma soprattutto che tutte le navi del Sistema possano sfruttare propellenti così costosi e difficili da reperire nello spazio. Cosa usare quindi?
Beh, c’è una sostanza che è abbastanza comune anche fuori dai pianeti e che ha anche il vantaggio di essere molto facile da trasformare in gas pressurizzato per fornire spinta: parliamo dell’acqua, che raccolta come ghiaccio e fatta evaporare dai reattori diventa propellente per le navi spaziali.

In un certo senso, potremmo dire che dopo tutti questi secoli siamo stranamente tornati alle macchine a vapore.

#9. L’asteroide come un microonde

Finora abbiamo parlato di astronavi e problemi dello spazio vuoto, ma non è che i Belters vivano spensierati nei loro tunnel dentro gli asteroidi.
Uno tra i tanti problemi che si trovano a dover risolvere per sopravvivere è quello di isolarsi il più possibile dalla superficie del loro sasso spaziale a causa della spaventosa quantità di radiazioni da cui è investita.

the expanse aurora magnetosfera radiazioniSe qualcuno di voi ha mai provato l’esperienza di ammirare un’aurora boreale, probabilmente saprà che per lo spettacolo deve ringraziare la Signora Magnetosfera, il campo magnetico che racchiude il nostro pianeta e che emette luce quando colpito dalle emissioni solari.
Ma il suo lavoro non è soltanto quello, dato che questa schermatura ha reso possibile lo sviluppo della vita terrestre anche al di fuori dei mari senza che i tessuti organici venissero bruciati all’istante.

Gli asteroidi purtroppo non godono di una simile fortuna, per cui ricevono per intero il loro carico di radiazioni letali a cui anche i loro abitanti sarebbero inevitabilmente esposti se non si preoccupassero delle perfette condizioni dell’isolamento degli ambienti interni.


Di certo le applicazioni della fisica ad un’avventura ambientata nello spazio come The Expanse non si riducono a questo elenco, ma ho voluto includere quelle che ritenevo più curiose, soprattutto per come differenziano questa serie da tanti altri prodotti fantascientifici che ci hanno abituato a non notare certi possibili problemi che la realtà presenterebbe.

Se il mio articolo vi è piaciuto vi invito a leggere anche i 9 dettagli sorprendentemente accurati della biologia e i 9 dettagli sorprendentemente accurati della società di The Expanse, ma soprattutto a condividerlo e commentare con i vostri pensieri.
Avete notato altri particolari interessanti? Credete che ci possano essere altre soluzioni a questi problemi?
Fatemi sapere nei vostri commenti.

 

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.