Il cilindro di O'Neill: il progetto per una colonia umana nello spazio

Di progetti per costruire una colonia nello spazio ce ne sono diversi ma uno dei più interessanti e attuabili in un vicino futuro è senza dubbio il progetto di O'Neill.

O'Neill era uno scienziato, docente di fisica alla Princeton University, che nel 1969 decise di far progettare ai suoi studenti delle grosse strutture abitabili spaziali. Con sorpresa di tutti, diversi progetti utilizzavano materiali ordinari (acciaio e vetro) e potevano fornire grandi aree abitabili. Il risultato di questo sforzo cooperativo venne pubblicato per la prima volta da O'Neill nel 1974 su Physics Today.

Il progetto di riferimento di O'Neill, Island Three ("Isola Tre") consisteva di due cilindri in controrotazione, lunghi 30 km e con un raggio di 3 km. La superficie interna di ogni cilindro era divisa in sei strisce di area uguale che correvano lungo la lunghezza del cilindro, tre erano "finestre", tre erano "terra". Inoltre un anello agricolo esterno, del raggio di 15 km ruotava a velocità diverse per potervi praticare l'agricoltura. Il blocco industriale era localizzato nel centro (dietro il disco satellitare) per poter sfruttare la gravità ridotta nei processi produttivi.

I cilindri ruotano per fornire una forza di gravità simulata dalla forza centrifuga sulla superficie interna. Esperimenti della NASA su strutture in rotazione indicano che praticamente nessuno soffrirebbe di cinetosi a causa dell'effetto coriolis sui loro orecchi interni. Le persone sarebbero comunque in grado di determinare le direzioni di rotazione girando la testa. A questa scala di dimensioni l'aria all'interno del cilindro e l'acciaio del guscio esterno fornirebbero una protezione adeguata contro i raggi cosmici.

Grandi specchi sono incernierati sul retro di ogni striscia di finestra, il lato non incernierato punta verso il Sole. Gli specchi riflettono la luce solare all'interno dei cilindri attraverso le finestre. La notte viene simulata aprendo le finestre e lasciando che guardino verso lo spazio vuoto, ciò permette anche di irradiare nello spazio il calore. Durante il giorno il sole si muove con il movimento degli specchi, creando una progressione naturale di illuminazione. Comunque la rotazione dell'immagine del sole potrebbe essere osservata. La luce riflessa dagli specchi è polarizzata, il che potrebbe confondere le api.

Orbitando, l'effetto giroscopico dei cilindri ruotanti farebbe puntare naturalmente gli specchi dell'habitat verso il Sole. O'Neill e i suoi studenti studiarono accuratamente un metodo per orientare gli habitat. Prima la coppia di habitat può essere fatta ruotare operando i cilindri come volani. Se una delle due estremità viene ritardata leggermente, i due cilindri ruoteranno uno intorno all'altro. Una volta che il piano formato dai due assi di rotazione è perpendicolare (nell'asse di rotazione) all'orbita, allora la coppia di cilindri può essere imbardata per puntare verso il sole, esercitando una forza tra i punti di giunzione orientati verso il Sole farà precedere giroscopicamente entrambi i cilindri e il sistema si imbarderà in una direzione, esercitando la forza nell'altro senso farà imbardare nell'altra direzione.