Curvatura 8, signor Sulu!

Il  celeberrimo  franchising di fantascienza Star Trek dota la sua nave stellare per antonomasia, l’Enterprise,  di un motore a curvatura alimentato da antimateria. Quando  immaginiamo  quindi una nave spaziale in grado di affrontare le immense distese della  nostra galassia non  possiamo fare a meno di giocare con la prospettiva di una sistema di  propulsione del genere.

Il principio di funzionamento  di un motore  del genere si basa sull’annichilamento di materia ed antimateria, in grado di liberare radiazione pura che si  propaga alla  velocità della luce. 

Ma quali sono alcuni dei principali problemi che incontreremmo nel  progettare un simile sistema di propulsione? Il primo  è lo stoccaggio ed il contenimento dell’antimateria. In questo  caso il sistema più sicuro è quello che viene  utilizzato anche al LHC di Ginevra o al  Fermilab che  consente  di immagazzinare antiprotoni per lungo periodo.

Antiprotoni  e positroni sono  particelle con cariche elettriche che in  presenza di campi magnetici si muovono su orbite circolari. Cosi se acceleriamo le antiparticelle  in campi elettrici e poi vi applichiamo un campo magnetico appropriato esse si muoveranno in cerchi di grandezza prescritta.

Il  secondo problema  per un’astronave con  questo tipo di propulsione     è come approvvigionarci di antimateria. Nell’universo non c’è quasi traccia di antimateria. La ragione per la quale in una certa fase dell’universo primordiale le particelle abbiano preso  il  sopravvento sulle rispettive  antiparticelle rimane ancora uno dei misteri più affascinanti della fisica. E’ da escludere quindi che una simile astronave possa raccogliere l’antimateria dallo spazio per la sua propulsione proprio  per  la trascurabile entità disponibile. Sarebbe quindi indispensabile produrla.

Purtroppo i costi di produzione di antimateria per applicazioni che non siano lo studio e le ricerca sono altissimi. Per dare un’idea illuminare un ambiente di 20 mq grazie all’energia prodotta utilizzando antimateria costerebbe, con la tecnologia attuale, quasi come l’intero bilancio federale  degli Stati Uniti!

Con le attuali conoscenze teoriche e tecnologiche per produrre  un antiprotone si richiede un’energia molto maggiore di quella che si potrebbe ottenere riconvertendo in energia  la sua massa in quiete.  Il  terzo problema anche questo  attualmente insormontabile è  che un’astronave simile all’Enterprise per produrre in loco l’antimateria  necessaria dovrebbe essere  gigantesca  date le  dimensioni attuali degli acceleratori di particelle, con tutte le ovvie conseguenze in termini di energia necessari per muovere un colosso del  genere. Occorrono quindi giganteschi progressi tecnologici  per ridurre  l’ingombro di questi apparati di produzione.

Nonostante queste oggettive ed al momento insuperabili difficoltà l’idea di alimentare  un veicolo spaziale con il  processo di annichilimento tra materia ed antimateria rappresenta ancora una prospettiva, a lungo  termine,  interessante  per raggiungere quelle velocità indispensabili ad una vera esplorazione spaziale interstellare.