Propulsori planetari a fusione pesante accesi sulla crosta terrestre in avvicinamento a Giove
Nel kolossal sci-fi The Wandering Earth II l'umanità trasforma la Terra in un vascello interstellare spinto da diecimila motori a fusione pesante per sfuggire all'espansione solare verso Alfa Centauri. Scopriamo la fisica dell'arresto rotazionale, l'effetto fionda gravitazionale e le insidie del limite di Roche presso Giove. LEGGI TUTTO L'ARTICOLO.
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I propulsori a fusione pesante e l'arresto della rotazione terrestre
Per imprimere alla massa della Terra, pari a circa $5,97 \times 10^{24}$ chilogrammi, l'accelerazione necessaria a superare la velocità di fuga dal Sistema Solare, il progetto Moving Mountain delineato in The Wandering Earth II prevede l'edificazione di diecimila motori planetari di spinta distribuiti nell'emisfero settentrionale e lungo l'equatore. Ciascuna di queste ciclopiche torri, alta undici chilometri e con una base di trenta chilometri di diametro, non brucia isotopi rari di idrogeno, bensì sfrutta la fusione nucleare dei nuclei pesanti di silicio e ossigeno estratti direttamente dalle rocce silicatiche della crosta continentale. Ogni singola struttura genera una spinta nominale di quindici miliardi di tonnellate-forza, scaricando la pressione su fondamenta ancorate al mantello superiore per evitare lo sfondamento tettonico locale. Prima di poter avviare il vettore di traslazione orbitale, i motori equatoriali di coppia devono tuttavia azzerare il momento angolare del pianeta: un processo di frenata che dissipa un'energia cinetica rotazionale stimata in $2,14 \times 10^{29}$ joule, innescando maremoti alti centinaia di metri, il collasso della circolazione atmosferica di Coriolis e un brusco raffreddamento emisferico. Allo stesso tempo, per sottrarre il sistema Terra-Luna alle perturbazioni mareali reciproche durante la fase di spinta rettilinea, tre propulsori lunari vengono innescati sul nostro satellite naturale, finendo per innescare una crisi balistica che costringe la coalizione terrestre a disgregare la Luna tramite una detonazione coordinata a schiera di testate termonucleari collocate nel cratere sinusoidale di attrito.
La meccanica della fionda gravitazionale e il limite di Roche
Una volta immessa su un'orbita eliocentrica a spirale crescente, la Terra deve sfruttare il pozzo gravitazionale di Giove per acquisire il delta-v supplementare indispensabile a fuggire verso il sistema triplo di Alfa Centauri, distante 4,37 anni luce. La manovra di gravity assist richiede che il pianeta sfiori l'alta atmosfera gioviana seguendo un'iperbole di sorvolo calcolata al millimetro, ma una fluttuazione improvvisa dell'attrazione gravitazionale del gigante gassoso trascina la Terra oltre la soglia critica del limite di Roche, definito analiticamente dalla relazione:
$$d = R_M \left(2 \frac{\rho_M}{\rho_m}\right)^{1/3}$$
dove $R_M$ e $\rho_M$ indicano il raggio e la densità media del corpo primario (Giove), mentre $\rho_m$ rappresenta la densità del corpo secondario (la Terra). Sebbene per un corpo rigido più denso di Giove il limite di Roche classico si collochi all'interno dell'inviluppo gassoso gioviano, per i fluidi superficiali e per una litosfera già fratturata dallo stress termico e meccanico dei propulsori planetari il gradiente mareale diventa distruttivo già a circa centotremila chilometri dalle nubi ammoniacali. Superata questa distanza critica, la differenza tra la forza di attrazione esercitata da Giove sull'emisfero terrestre affacciato al gigante e quella esercitata sull'emisfero opposto supera la coesione gravitazionale interna del nostro mondo: l'atmosfera terrestre inizia a essere strappata via formando un ponte gassoso interplanetario, mentre la crosta subisce deformazioni viscoelastiche che spengono migliaia di reattori a fusione.
L'epopea ingegneristica di The Wandering Earth II dimostra come la fantascienza dura contemporanea sappia trasformare le leggi spietate dell'astrodinamica e della fisica del plasma in un potente dramma collettivo sulla sopravvivenza della specie umana nel cosmo profondo.
