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PROPULSIONE a RELATIVITÀ: La
FINE di RUOTE ed ALI ?
Roger Shawyer ha elaborato un motore privo di parti in
movimento che, a suo parere, sarà in grado di sostituire
i razzi e rendere obsoleti treni, aerei ed automobili.
Per verificare le proprie teorie ha costruito un
prototipo funzionante e, in quanto stimato ingegnere
aerospaziale, ha persuaso il governo britannico a
finanziare il suo lavoro. Attualmente organizzazioni di
altre parti del mondo stanno seguendo la strada verso la
sua piccola società.
Il dispositivo che ha acceso
il loro interesse è un motore che genera spinta
unicamente dalla radiazione elettromagnetica - per la
precisione microonde - sfruttando le strane proprietà
della relatività. Non ha parti mobili, né produce
scarichi o emissioni nocive.
A livello potenziale
potrebbe racchiudere l'energia di un razzo in un
contenitore delle dimensioni di una valigia; in futuro
potrebbe rimpiazzare i propulsori di quasi tutti i
velivoli spaziali.
Versioni più progredite potrebbero consentire alle
automobili di sollevarsi dal suolo e librarsi nell'aria;
potrebbe persino portare ad aerei privi di ali !
Shawyer ha fatto carriera
nell'industria aerospaziale, progettando e costruendo
strumenti di navigazione e comunicazione per satelliti
militari e commerciali, per poi diventare primo
ingegnere aerospaziale presso la Matra Marconi Space (il
seguito parte della EADS Aslrium) di Portsmouth, UK.
Ha inoltre fornito la sua consulenza nell'ambito del
progetto Galileo, il sistema di navigazione satellitare
europeo, che gli ingegneri stanno attualmente testando
in orbita e per il quale Shawyer ha negoziato l'uso
delle radiofrequenze di cui necessitava.
Mentre si trovava alla
Astrium, Shawyer avanzò la proposta che tale società
elaborasse la sua idea; in proposito afferma: "Mi fu
detto senza mezzi termini di lasciar perdere;
l'intimazione proveniva dalle alte sfere."
La tecnologia di Shawyer si
basa su una nozione riconducitele al fisico James Cle-rk
Maxwell, il quale nel 1871 calcolò che la luce dovrebbe
esercitare una forza su qualsiasi superficie essa
colpisca, come il vento su una vela. Questa cosiddetta
pressione da radiazione è assai debole.
Nel 2005 un gruppo
denominato The Planetary Society ha tentato di lanciare
in orbita una vela solare chiamata Cosmos; tale vela
aveva un'area superficiale di circa 600 metri quadrali.
Nonostante la sua ampia superficie, secondo i calcoli
dei progettisti l'impatto della luce solare avrebbe
prodotto una forza pari a tre millinewton, a malapena
sufficiente a sollevare una piuma sulla superficie
terrestre, tuttavia capace di far accelerare un velivolo
nell'assenza di peso dello spazio.
Malauguratamente, la vela è andata persa dopo il lancio.
Anche la NASA nutre un certo interesse per le vele
solari, tuttavia non ne ha mai lanciata una; forse
questo fatto non dovrebbe destare sorpresa, dato che
alcuni millinewton non rappresentano un'energia
sufficiente per un serio lavoro nello spazio.
Ma se fosse possibile
amplificare l'effetto ? Questa è precisamente la nozione
in cui si imbatte Shawyer negli anni '70, mentre
lavorava presso la società britannica di tecnologia
militare Spcrry Gyroscope.
Le competenze specifiche di Shawyer riguardano le
microonde e quando gli fu chiesto di elaborare un
congegno giroscopico destinato ad un sistema di guida,
egli invece escogitò l'idea di un motore
elettromagnetico.
Inoltre scoprì un documento, risalente agli anni '50,
dell'ingegnere elettrico Alex Cullen, in forza
all'University College di Londra, nel quale si
descriveva come l'energia elettromagnetica fosse
potenzialmente in grado di creare una forza. Secondo
Shawyer: "All'epoca l'idea non ebbe alcuna ricaduta,
tuttavia si impresse nella mia mente." L'idea lo ha
portato ad un modo di produrre una spinta.
Shawyer esplora da vari anni
i modi di confinare le microonde all'interno dì guide
d'onda - tubi metallici cavi che intrappolano le
radiazioni e le convogliano lungo il loro interno.
Prendete una guida d'onda standard in rame e tappatene
entrambe le estremità. Ora create delle microonde
utilizzando un magnetron, congegno presente in qualsiasi
forno a microonde. Se introducete tali microonde nella
cavità, esse rimbalzeranno da un'estremità all'altra
della cavità stessa. Secondo i principi delineati da
Maxwell, ciò produrrà un'esigua forza sulle pareti delle
estremità. Ora accoppiate accuratamente la dimensione
della cavità alla lunghezza d'onda delle microonde e
creerete una camera in cui le microonde risuonano,
consentendo alla camera di accumulare ingenti quantità
di energia.
L'aspetto cruciale e il
valore-Q della cavita' - la misurazione della
prerogativa di un sistema vibratorio di impedire che la
propria energia si dissipi in calore, oppure di quanto
lentamente le oscillazioni vengono smorzate. Se le
microonde fuoriescono dalla cavità, il valore-Q
risulterà basso; una cavità con elevato valore-Q è in
grado di accumulare ingenti quantitativi di energia di
microonde con poche perdite, vale a dire che la
radiazione eserciterà forze relativamente intense sulle
estremità della cavità.
Shawyer ha calcolato che con una cavità risonante di
forma adeguata, con un'estremità più grande dell'altra,
la pressione di radiazione esercitata dalle microonde in
corrispondeva dell'estremità più grande dovrebbe
risultare maggiore rispetto a quella dell'estremità più
piccola.
Un aspetto cruciale è che il
diametro di una cavità tubolare modifica il percorso - e
di conseguenza la velocità effettiva - delle microonde
che la attraversano. Le microonde che si spostano lungo
un tubo relativamente ampio seguono un percorso più o
meno ininterrotto da un'estremità all'altra, mentre le
microonde che viaggiano in un tubo stretto si spostano
al suo interno riflettendosi sulle pareti. Quanto più il
tubo si restringe, tanto più le microonde vengono
riflesse e la loro velocità effettiva nel tubo
diminuisce.
Shawyer calcola che le microonde che colpiscono la
parete di fondo in corrispondenza dell'estremità stretta
della sua cavità trasferiranno a quest'ultima meno
momento cinematico rispetto a quelle che colpiscono
l'estremità più ampia. Il risultato è una forza netta
che sospinge la cavità in una determinata direzione.
Dato che i fotoni di
microonda all'interno della guida d'onda viaggiano ad
una velocità prossima a quella della luce, qualsiasi
tentativo di definire le forze che essi generano deve
tenere in considerazione la teoria della relatività
speciale di Einstein, vale a dire che le microonde si
spostano all'interno di una propria cornice di
riferimento. In altri termini, si spostano
indipendentemente dalla cavità, come se si trovassero al
suo esterno; di conseguenza, le microonde stesse
esercitano una spinta sulla cavità.
Munito dei suoi prototipi,
delle misurazioni dei test e della valutazione positiva
dell'ingegnere aerospaziale indipendente John Spiller,
incaricato dal governo britannico, attualmente Shawyer
sta presentando il proprio progetto all'industria
aerospaziale.
In Cina e negli USA la reazione è stata spiccatamente
più entusiastica dì quanto non sia avvenuto in Europa,
tant'è che Shawyer afferma: "L'Agenzia Spaziale Europea
è a conoscenza della questione, ma non ha manifestato
alcun interesse." L'Aeronautica Militare degli Stati
Uniti gli ha già fatto visita, mentre una società cinese
ha cercato di acquistare i diritti di proprietà
intellettuale connessi al propulsore.
Shawyer si propone di
concedere il diritto di utilizzazione della tecnologia
ad una grande azienda dell'industria aerospaziale, la
quale possa adattare il progetto ed allestire un
satellite di collaudo per dimostrare che la cosa
funziona. Shawyer è convinto che se tutto andrà secondo
i piani, entro due anni potrebbe vedere il collaudo del
motore nello spazio; egli stima che nell'arco del
prossimo decennio il suo propulsore potrebbe far
risparmiare all'industria spaziale 15 miliardi di
dollari.
By Justin Mullins © 2006
Fonte: tratto da New Scientist, numero 2568, 8 settembre
2006, pp. 30-34; il documento teorico di Shawyer è
disponibile:
http://www.newscientist.com/data/images/ns/av/shawyertheory.pdf
Tratto da: Nexus n° 67
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