Ok, la sonda New Horizons ha sfruttato la gravità di Giove per aumentare la sua velocità per raggiungete Plutone. Così facendo, Giove ha rallentato impercettibilmente. Ma quante di queste fionde gravitazionali servirebbero per arrestare completamente il moto di Giove?
(Dillon)
Più di quante ce ne potremmo permettere.
Le sonde spaziali a volte sorvolano pianeti pesanti che si muovono piuttosto velocemente, così da guadagnare velocità senza consumare carburante.[1] Per via della conservazione del momento, la manovra fa rallentare impercettibilmente anche il pianeta, ma a nessuno importa davvero.
Per molto tempo ho sottovalutato questa lista, e pensavo di dovermi preoccupare delle cose in cima.
I pianeti non rallentano molto durante i sorvoli perché sono molto più pesanti delle sonde. Quando New Horizons sorvola Giove, guadagna circa 4000 m/s, mentre Giove perde 10-21 m/s.[2]
10-21 m/s potrebbero non sembrare poi molti, ma cambiano, anche se di pochissimo, l’orbita di Giove, accorciano il suo anno e lo avvicinano al Sole. Per colpa di quel sorvolo, nel tempo in cui il Sole diventerà una supernova, il calendario di Giove sarà sfasato di diverse dozzine di nanosecondi rispetto a come avrebbe dovuto essere!
Tra 5 miliardi di anni dovremmo essere vicini alla saturazione degli indirizzi IPv4.
Diverse dozzine di nanosecondi fa storcere un po’ il naso, quindi ci serve più di una manovra. Quante ne possiamo fare?
La missione New Horizons costa al governo degli Stati Uniti circa 700 milioni di dollari dal suo inizio (2001) alla sua fine (2016). Nello stesso periodo, il governo spende circa 47’879’840’000’000 dollari per tutt’altro. Se usassimo quel budget per altrettante missioni[3], potremmo lanciare 68’000 sonde identiche.
Questo potrebbe creare qualche problema. Uno è che New Horizons trasporta un pezzo di plutonio che funge da alimentazione. Questo pezzo – circa 10 kg – è stato ricavato in un reattore, da uranio. Produrre abbastanza plutonio per 68’000 New Horizons richiederebbe una parte enorme delle riserve mondiali di uranio.
Ma c’è di peggio. [4] Quando la NASA lancia una sonda che trasporta plutonio, sa che esiste la possibilità che accada un incidente che rilascerebbe materiale radioattivo nell’atmosfera. Questa probabilità è di 1 a 300. Con 68’000 lanci, ci potremmo aspettare poco più di 200 incidenti nucleari (che sarebbero forse un po’ troppi).
No ma va bene! Sto solo dicendo che è preferibile che siano nell’ordine delle centinaia!
Ma ne varrebbe la pena se riuscissimo a rallentare Giove!
Sfortunatamente, 68’000 New Horizons non sono abbastanza.
Il tutto servirebbe solo a togliere a Giove una piccola frazione della sua velocità. Nell’intero arco di vita del Sistema Solare, l’errore prodotto nel calendario di Giove ammonterebbe solo a 2 millisecondi.
Se il veicolo spaziale fosse più economico, potremmo inviarne di più, ma prima o poi inizieremmo a essere a corto di materiali. Saremmo sicuramente anche a corto di carburante, ma facciamo finta di avere a disposizione una sorta di “ascensore spaziale” per fare lanci a buon mercato. Saremmo a corto di uranio (per fare il plutonio) abbastanza rapidamente, ma potremmo sostituire l’uranio con del piombo – dopo tutto, questi veicoli spaziali non hanno davvero bisogno di funzionare.
Alla fine, però, saremmo a corto anche di piombo. Se sostituissimo il piombo con qualcos’altro – tipo rocce, o vecchia paccottiglia – finiremmo anche quello. Ad un certo punto, nel nostro disperato tentativo di ridurre la velocità di rotazione di Giove, ci ridurremmo ad accumulare un’enorme quantità di rocce e immondizia in un sacco di iuta con il logo della NASA.
Nixon aveva affidato a William Safire il compito di preparare un discorso nel caso il sacco di iuta fosse stato troppo pieno e si fosse aperto.
Poi, che ci crediate o no, saremmo a corto di rocce.
La crosta terrestre dispone solo una quantità finita di roba [5]. Anche rastrellare poche dozzine di chilometri di crosta terrestre e lanciare tutto su Giove – e per la cronaca, io non consiglio di farlo – servirebbe solo a rallentare Giove di meno di un singolo miglio all’ora.
Davvero, era abbastanza logico che questo piano non funzionasse. La Terra pesa molto meno di Giove,[6] quindi anche lanciare tutta la Terra su Giove, servirebbe comunque solo a ridurre la sua velocità di una frazione di punto percentuale, dell’ordine di qualche decina di miglia all’ora. La situazione è simile a quella dell’analogia della palla da tennis di prima: se si volesse fermare un camion con palle da tennis, queste avrebbero bisogno di più slancio rispetto al camion, il che significa che avrebbero bisogno di essere estremamente pesanti, veloci, o entrambi.
E quindi è questo il problema di questa idea.
Una fionda gravitazionale è proprio come una palla da tennis lanciata contro un camion in corsa, e per fermare un camion …
Servizio di Federer (secondo l’artista).
Note:
[1] Può sembrare strano che si possa guadagnare velocità volando verso un pianeta e poi fuggendo da esso, dal momento che intuitivamente sembra che qualsiasi velocità si guadagni, si dovrebbe poi perdere volando via. Ma non dipende tutto solo dalla gravità; le fionde gravitazionali potrebbero funzionare altrettanto bene con corde o molle, se si potesse farne di abbastanza grandi. Quando si vola verso un pianeta, se orbita intorno ad esso, e ci si allontana di nuovo nella direzione da cui si è venuti, è come se si “rimbalzasse” sul pianeta. Se il pianeta è in movimento, questo rimbalzo può dare uno slancio simile a una palla da tennis lanciata contro il parabrezza di un camion in moto. È possibile verificare questo link per i dettagli – o, almeno, per il disegno della cosa palla da tennis. ↑
[2] La geometria è un po’ più complicata, dato che stavano cambiando velocità e direzione. Se volete saperne di più, cercate una copia di questo documento; è un ottimo tutorial. ↑
[3] Probabilmente non è nulla di importante. ↑
[4] Sembra sempre andare tutto male, col plutonio. ↑
[5] Termine tecnico. ↑
[6] La Terra pesa quasi esattamente π milliGiove. ↑
- via what-if.xkcd.com
- Stop Jupiter (what-if.xkcd.com)
- Cosa Accadrebbe se?: Risposte scientifiche a domande ipotetiche assurde Il libro di Randall Munroe con i primi XKCD What if?
- Foto in testa via: The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory LLC.
