Podcast

5 settembre 2026

Obayashi promette un ascensore spaziale nel 2050, ma il suo dirigente dice che non è una promessa

Che cosa tiene su un cavo lungo 96.000 chilometri, e perché il muro non è la fisica ma la fabbrica

Un'impresa di costruzioni giapponese tiene online da quattordici anni una pagina che descrive un ascensore spaziale — un cavo di 96.000 chilometri, un porto galleggiante all'equatore, il 2050 come traguardo. Attorno a quella pagina è cresciuto un racconto molto più ricco della pagina, e nel 2024 l'uomo che porta in giro il progetto ha detto della data che «non è un nostro obiettivo né una promessa». Sotto il racconto, però, c'è un calcolo vero, e vale la pena farlo — perché spiega perché un filo appeso a niente non cade, perché non lo si può fare d'acciaio (e non per un poco, ma per trentatré ordini di grandezza), e perché l'ostacolo di oggi non è una legge della natura ma un problema di produzione. Le due cose insieme raccontano un progetto che la fisica permette e che nessuna fabbrica del mondo sa ancora fare.

Obayashi promette un ascensore spaziale nel 2050, ma il suo dirigente dice che non è una promessa

🎧 Il podcast

Versione narrativa, dichiaratamente: una storia da ascoltare, fondata sulla ricerca e sulle verifiche dell'articolo qui sotto.

Velocità

Tocca per ascoltare

Il testo del podcast, per chi preferisce leggere

Una pagina ferma dal 2016

C'è un'impresa giapponese che si chiama Obayashi Corporation, ed è quella che nel febbraio duemiladodici ha consegnato la Tokyo Skytree, seicentotrentaquattro metri, la torre autoportante più alta del mondo. Sul sito di questa impresa c'è una pagina che parla di qualcos'altro, di molto più grande, un ascensore spaziale. La pagina dice tre cose misurate, tre numeri preciSissimi, un cavo lungo novantaseimila chilometri, un porto galleggiante di quattrocento metri di diametro, un contrappeso da dodicimilacinquecento tonnellate. E poi una data, il duemilacinquanta. Il contenuto è del duemiladodici, l'ultimo aggiornamento è del duemilasedici, e nel duemilaventcinque la pagina è ancora lì, identica a se stessa. Ferma. E attorno a quelle poche righe, negli anni, è cresciuto un racconto molto più ricco della pagina stessa. Un video, per esempio, gira da un po. Mostra il porto in costruzione, in un vero cantiere navale, ventiquattro celle stagne, saldate una alla volta e collaudate a inondazione, una per una. Quarantottomila tonnellate di zavorra in calcestruzzo. Dodici gruppi di propulsori. Una sala controllo che, dice il video, non può restare senza corrente, mai. Si vedono i saldatori subacquei, si vedono i meccanici delle cabine che saliranno lungo il cavo, si vedono gli equipaggi. Ogni bullone, dice ancora il video, stretto da un operaio. È bellissimo, questo video. E nell'ultima inquadratura dice che cos'è davvero. Sullo schermo compare una frase, il Giappone l'ha immaginato solo sulla carta, noi gli abbiamo dato vita. Tradotto, non è un reportage da un cantiere. È una ricostruzione, e lo ammette da solo. E poi c'è un uomo, Yoji Ishikawa, che di Obayashi è il capo dello sviluppo aziendale, e che questo ascensore lo porta in giro a raccontarlo da più di dieci anni. Nel duemilaventiquattro qualcuno gli ha chiesto, ma il duemilacinquanta? E lui ha risposto con una frase secca, non è il nostro obiettivo, e non è una promessa. Qui conviene tenere separate due cose che tendono a confondersi. La prima, quanto è avanti, davvero, Obayashi? La risposta sta tutta nella frase di Ishikawa. La seconda, che cosa sarebbe, se mai si facesse, un ascensore spaziale? E questa non è un'opinione, né sua né di nessuno. È un calcolo. Un calcolo che è stato fatto, con le cifre, e il suo risultato è una delle storie più eleganti di tutta l'ingegneria, perché dice con precisione dove passa il confine fra l'impossibile e il non-ancora-fatto. È quel confine che andiamo a cercare.

Perché proprio 36.000 chilometri

Parti da una cosa che hai già in casa. La parabola sul balcone, una volta puntata, non la si tocca più. Nessuno la insegue, nessuno la orienta la mattina. Sta ferma perché lassù c'è qualcosa che sta fermo con lei. Questo star fermo è il perno di tutta la faccenda, e non è una convenzione, è una quota sola in tutto il sistema. Un satellite basso deve correre molto per non cadere, e fa il giro della Terra in fretta. Più sale, meno la gravità lo tira, meno deve correre, e più tempo impiega a chiudere il giro. Sali abbastanza, e trovi l'unica altezza in cui quel giro dura esattamente quanto un giro della Terra su sé stessa. Da lì in su, il satellite ci mette di più, da lì in giù, ci mette di meno. Solo lì, siccome girano allo stesso ritmo, il satellite resta per sempre sopra lo stesso punto del terreno. Quella quota è a circa trentaseimila chilometri, e si chiama orbita geostazionaria, l'unica altezza in cui un oggetto compie un giro nello stesso tempo in cui la Terra ne compie uno, e quindi resta sempre sopra lo stesso punto del suolo. È il chiodo a cui si appende tutto, l'unico posto del cielo dove puoi legare un filo alla Terra senza che il filo, giro dopo giro, si arrotoli addosso al pianeta. E da qui discende una cosa che nel racconto passa inosservata, e che invece è una conseguenza obbligata, il porto deve stare sull'equatore. Solo sull'equatore il punto a terra si trova esattamente sotto il punto lassù. Spostati a nord, e il cavo dovrebbe piegarsi per raggiungerti. Ed è il motivo, l'unico, per cui un'impresa giapponese progetta il suo ascensore non in Giappone, ma in mezzo al Pacifico, a tre settimane di navigazione dal cantiere.

Il cavo non è appoggiato: è trattenuto

Adesso la parte che rovescia l'intuizione. E conviene rovesciarla bene, perché è l'errore mentale più diffuso su questo oggetto. Quando pensiamo a una cosa alta, pensiamo a una torre, sta in piedi perché ha un fondo che regge. Quando pensiamo a un filo, pensiamo a una corda, pende, e tira in basso il punto a cui è attaccata. Il cavo dell'ascensore spaziale non è né l'una né l'altra cosa. Non si regge da terra, e non pende, è tirato verso l'alto. E il porto in mezzo all'oceano non lo sostiene, lo trattiene. Il meccanismo sta tutto in quel numero che prima è sembrato buttato lì, novantaseimila chilometri. Il cavo non finisce in geostazionaria. La supera, e prosegue per altri sessantamila chilometri, e in cima porta un peso, dodicimilacinquecento tonnellate di contrappeso. E qui viene il punto. Quel peso sta molto più in alto della quota a cui potrebbe stare in orbita da solo, alla velocità che ha. Legato alla Terra, è costretto a fare un giro completo in un giorno, e per lui un giorno è troppo veloce. E allora tende a scappare via verso l'esterno. E siccome è legato, tira. La tensione del cavo viene da lì, dall'alto, non dal basso. L'immagine giusta ce l'hai al braccio, il secchio d'acqua fatto roteare, con l'acqua che non cade. Ma prima di usarla, guardiamo il punto in cui l'immagine si rompe, perché altrimenti fa più danni che bene. Nel secchio non c'è nessuna forza che spinge l'acqua verso l'esterno, è il fondo del secchio che obbliga l'acqua a curvare invece di andare dritta. E chi prende l'analogia alla lettera si convince che esista una forza che solleva il cavo, e poi non capisce più perché, sotto la geostazionaria, il cavo continui a pesare verso il basso. Perché è esattamente quello che fa. Ogni pezzo di cavo sotto i trentaseimila chilometri gira più lentamente di quanto gli servirebbe per stare in orbita a quell'altezza, e quindi tira verso il basso, come qualunque cosa appesa. Ogni pezzo sopra i trentaseimila chilometri gira più velocemente del necessario, e tira verso l'alto. E a trentaseimila chilometri esatti le due cose si pareggiano. Il progetto consiste tutto in questo, dosare le due metà in modo che la spinta verso l'alto vinca di quel tanto che basta a tenere il filo teso, e a strappare verso il cielo l'ancoraggio a terra, senza strapparsi. Il porto non è un piedistallo, è un fermo. Se lo mollasse, il cavo se ne andrebbe verso l'alto.

E se lo facessimo più grosso?

È la domanda che arriva a chiunque entro trenta secondi, ed è la domanda giusta. Se un cavo non regge, se ne fa uno più spesso. Il ponte grosso regge più del ponte sottile. Perché non un cavo d'acciaio bello robusto? Qui c'è lo scatto, ed è tutto in una frase, un cavo lunghissimo deve prima di tutto reggere sé stesso. Prova a pensarci con una corda qualunque. Appendila, attaccaci un peso, se non regge, la ingrossi. Ma ingrossandola hai aggiunto anche corda, cioè peso. Finché la corda è corta il conto ti conviene, perché la corda pesa poco rispetto al carico. Man mano che la allunghi, il peso della corda stessa diventa il carico principale. E arriva una lunghezza oltre la quale ogni ispessimento aggiunge più peso da reggere di quanta resistenza ti porti in dote. Da lì in avanti non c'è spessore che salvi. Non è una questione di quanto sei bravo a fare acciaio, è aritmetica. E allora l'unica grandezza che decide non è la resistenza. È la resistenza specifica, quanto un materiale regge, diviso quanto pesa. È l'unica misura che conti quando l'oggetto principale da sollevare è l'oggetto stesso. Da qui la conclusione, che suona strana ma è esatta, l'acciaio non è troppo debole per un ascensore spaziale. L'acciaio è troppo pesante. Questa cosa si può mettere in un numero solo, e vale la pena conoscerlo, perché è il numero più eloquente di tutta la storia. Il punto più caricato del cavo è là dove sta l'orbita geostazionaria, a trentaseimila chilometri, perché lì passa tutto il peso di quello che sta sotto. E siccome è lì che il cavo fatica di più, va fatto più spesso al centro e più sottile alle estremità. Quante volte più spesso? C'è un nome per quel rapporto, si chiama rapporto di rastremazione, quante volte il cavo deve essere più spesso nel punto più caricato rispetto alle estremità. E si calcola. Con un cavo di nanotubi di carbonio viene uno virgola nove. Poco meno del doppio, un cavo che a trentaseimila chilometri è largo circa il doppio che a livello del mare. Una cosa costruibile, una cosa che si disegna. Con l'acciaio viene uno seguito da trentatré zeri. Uno e sette per dieci alla trentatreesima, se lo vuoi come lo scrivono i fisici. E questo non vuol dire un cavo molto grosso. Vuol dire una sezione di materiale così larga che non entrerebbe nel sistema solare. Fra quei due numeri c'è tutta la vicenda dell'ascensore spaziale. Per decenni l'idea è rimasta ferma, e non perché mancasse l'ingegno, mancava una classe di materiali. Il salto non è stato costruiamolo meglio. Il salto è stato accorgersi che l'ostacolo non era la resistenza ma il rapporto fra resistenza e peso. E allora non serviva un acciaio migliore, serviva qualcosa che non esisteva. Nel millenovecentonovantuno sono arrivati i nanotubi di carbonio, e il calcolo si è riaperto. Il no era diventato un forse.

Materiale o manufatto

Adesso però quel forse va guardato da vicino, perché è lì che vive tutta la questione di oggi. La resistenza di un materiale si misura col carico che regge per ogni unità di sezione. L'unità si chiama gigapascal, ma il nome conta poco, conta che cosa vuol dire. Un gigapascal equivale, grosso modo, a tenere appese dieci tonnellate a un cavo largo un centimetro quadrato. Tenete quest'immagine, dieci tonnellate, un centimetro quadrato. I numeri che arrivano adesso si misurano tutti così. Un singolo nanotubo di carbonio perfetto, un tubicino di atomi di carbonio senza un difetto, non uno, arriva, in teoria, a centotrenta gigapascal. Nel duemiladiciotto, sulla rivista Nature Nanotechnology, un gruppo di ricercatori è riuscito a costruire fasci di nanotubi ultralunghi e privi di difetti che reggono davvero ottanta gigapascal. E il minimo che serve per un cavo di questo tipo è stimato attorno ai quarantotto e mezzo. Ottanta sta comodamente sopra quarantotto e mezzo. Sulla carta, il materiale ce la fa. Ma in quella frase c'è una parola che regge tutto il peso, quei fasci sono lunghi pochi centimetri. E quando dai campioni si passa ai chilometri, la strega cambia faccia. Un cavo vero, con tutti i difetti che vengono per forza quando ne produci una quantità industriale, regge in stima attorno ai quarantacinque gigapascal. Vuol dire che circa il settanta per cento della resistenza teorica si perde per strada, e che il valore finale sta appena sotto il minimo richiesto. E questo non è un incidente. È la regola, quando smetti di fare campioni e cominci a fare chilometri. È il passaggio da materiale a manufatto, e dove finisce il primo e comincia il secondo, lì il numero smette di valere. Dentro quel salto c'è un problema preciso, e l'ha detto meglio di chiunque una critica indipendente ripresa da IEEE Spectrum, la rivista, stampata e online, dell'associazione professionale internazionale degli ingegneri elettrici ed elettronici. Dice così, la comprensione limitata di come cresce il nanotubo, e di come le fibre si scambiano il carico dentro un filato, non ci consente di costruire un filo abbastanza forte per l'ascensore spaziale. Le forze fra fibra e fibra. È lì, il muro vero. Perché nel processo le fibre di nanotubi non vengono semplicemente messe una accanto all'altra, vengono ritorte, come si fa col cotone e con la canapa. È un gesto antichissimo, cento fibre ritorte fanno una corda, cento fibre affiancate fanno un mucchio. La torsione serve a questo, le fibre, premendosi l'una contro l'altra, si passano il carico per attrito, invece di scivolare via una alla volta. Ed è esattamente qui che il paragone col filato tradisce. Nel cotone la torsione funziona perché le fibre sono ruvide, e lunghe rispetto al loro spessore, si aggrappano. I nanotubi sono lisci, e cortissimi. Le forze che dovrebbero farli lavorare insieme sono proprio il punto irrisolto della faccenda. Il paragone regge il gesto e sbaglia la fisica, e questo è il modo più pericoloso in cui un'immagine può sbagliare.

Undici giorni per un metro

C'è poi il problema della lunghezza. E ha una qualità quasi comica. Per capirla, bisogna partire da come si fabbrica questa roba. I nanotubi non si tirano come un filo di rame, non si fondono e non si colano. Si fanno crescere, atomo su atomo, dentro un reattore, un gas caldo che deposita il materiale poco alla volta, come succede per i chip dei telefoni. È chimica, non metallurgia. E questo cambia completamente che tipo di problema sia il ritardo. Il ritmo lo ha quantificato il consorzio internazionale che studia l'ascensore spaziale, un'associazione di ricercatori nata apposta per seguire questo progetto. Le loro parole sono queste, se si riuscisse a fare un nanotubo lungo un metro, ci vorrebbero undici giorni. Undici giorni per un metro. Il progetto ne chiede novantasei milioni di metri. Preso alla lettera, quel conto dà circa due virgola nove milioni di anni. Ed è un conto ingiusto, va detto chiaramente, nessuno costruirebbe un cavo un metro alla volta, e un processo industriale si può far girare su molte linee in parallelo. Ma il conto serve a mettere a fuoco la cosa vera, che è un'altra, il problema non è che il filo esce lento. Il problema è che nessuno sa farne uno lungo. Punto. Quanto lungo, allora? Nel duemilaquattordici, l'ingegnere giapponese che guida il progetto dell'azienda Obayashi, Yoji Ishikawa, lo disse con una precisione che nessun ufficio marketing avrebbe autorizzato, oggi non sappiamo fare il cavo abbastanza lungo. Sappiamo fare nanotubi di tre centimetri, e ci serve molto di più. Secondo noi ce la faremo entro il duemilatrenta. Tre centimetri, dunque, con appuntamento al duemilatrenta. E oggi? Il record mondiale del nanotubo singolo più lungo mai cresciuto appartiene a un gruppo della Tsinghua, l'università cinese di Pechino, ed è poco più di mezzo metro. Un risultato straordinario, di cui quasi nessuno parla. Ed è, insieme, la misura più impietosa di quanto resta da fare. Proviamo a mettere i due numeri fianco a fianco, perché insieme dicono una cosa più onesta di ciascuno preso da solo. In un decennio circa, il record è cresciuto di circa diciassette volte, il progresso è reale, e non è piccolo. Ma il fattore che ancora manca per arrivare dove serve è dell'ordine di cento milioni. Tutte e due le cose sono vere, nello stesso momento. Ed è sempre la stessa distinzione di prima, mezzo metro è un campione da laboratorio magnifico, ma un cavo di novantaseimila chilometri è un manufatto, e qui il numero smette di essere bello proprio nel momento in cui smette di essere un campione. Il segnale più significativo, però, non viene dagli scettici. Viene proprio da quel consorzio internazionale, l'associazione che esiste apposta per promuovere l'ascensore spaziale, cioè la parte del mondo meno incline ad ammettere che esistano problemi. Sulla propria pagina dedicata ai materiali del cavo, senza nessun clamore, scrive che nessuno dei due materiali si sa ancora fare in qualità da cavo. E indica come materiale guida non più i nanotubi, ma il grafene super laminato, resistenza teorica sopra i novanta gigapascal, e già producibile in lunghezze di un chilometro al ritmo di due metri al minuto. Un chilometro in poco più di otto ore, dove un metro di nanotubo, ricordiamo, costava undici giorni. Quando è il sostenitore a cambiare cavallo, l'ipotesi originale è in difficoltà. E vale la pena notare la data del silenzio dall'altra parte, la pagina di Obayashi, quella dell'azienda giapponese che sui nanotubi ha puntato tutto, non viene aggiornata dal duemilasedici.

Costruire ciò che non si può impilare

Metti per un momento che il materiale ci sia. Va bene, diciamolo, il cavo esiste, regge, si può produrre. Come lo tiri su, un nastro lungo novantaseimila chilometri? Nessuno impila novantaseimila chilometri partendo da terra. Non esiste un modo di sostenere una colonna del genere mentre cresce, ogni metro che aggiungi in basso schiaccerebbe tutti quelli sopra. L'unica strada è quella opposta. Si comincia dall'alto e si scende. È la corda del pozzo, la liana calata, con un rovesciamento, però, che è sempre lo stesso di prima, una corda calata pende e tira in basso il punto da cui pende, questa, appena tesa, tirerà in alto l'ancoraggio a terra. Ricordate? Il cavo non è appoggiato, è trattenuto. E allora si porta in orbita geostazionaria un nastro sottilissimo, avvolto su bobine. Questo primo cavo, quello da cui tutto nascerà, pesa venti tonnellate. Meno di un camion, per un oggetto lungo novantaseimila chilometri che alla fine dovrà reggere più di un grattacielo. Un lancio solo basta, nel racconto, un razzo da trecento tonnellate di ossigeno liquido. E qui il video ha l'onestà di dirlo da sé, con una frase che forse è la cosa più intelligente di tutto il pezzo, razzi che costruiscono la cosa che dovrebbe sostituire i razzi. L'ironia, ammette il video, non sfugge a nessuno. Poi c'è un problema che sembra un dettaglio e invece è una piccola gemma di fisica. Se dalla stazione cominci a srotolare nastro verso il basso, stai spostando massa, il tuo baricentro scende, e siccome il baricentro si è spostato, l'orbita non è più quella. La stazione comincerebbe a cadere. La soluzione è srotolare in due direzioni contemporaneamente, nastro verso la Terra e, nello stesso momento, nastro verso l'alto, verso quello che diventerà il contrappeso. Il baricentro resta dov'è, in geostazionaria, mentre il cavo cresce da entrambe le parti come una pianta che allunga radici e germogli insieme. E poi c'è il momento più incredibile dell'intero piano, quello che nessuno racconta mai. Il nastro che scende è più sottile di un capello umano, e deve cadere per quarantamila chilometri prima di comparire su un radar sotto le nuvole. E adesso, come lo acchiappi? Con un aereo. Lo aggancia lassù, sopra la copertura nuvolosa, e lo porta giù. E sul ponte della piattaforma, gli operai lo calano a mano. A mano. Da quel capello al cavo definitivo passano quindici anni. Il nastro non viene montato, viene ispessito. Dei veicoli arrampicatori lo risalgono incollandogli addosso altro nastro, strato su strato, cinquecentodieci volte, finché le venti tonnellate diventano settemila. Al sesto anno le fabbriche a terra si riattrezzano per produrre nastro più largo. Al quattordicesimo anno il cavo raggiunge lo spessore finale. Al quindicesimo sale il primo carico vero, cento tonnellate. È un albero che fa gli anelli, uno strato all'anno. Ma qui l'immagine va guardata da vicino, perché è proprio lì che il progetto mostra il fianco. L'albero il proprio materiale se lo fabbrica da sé, e cresce anche in cima. Qui ogni singolo strato va prodotto a terra, portato in mezzo al Pacifico, caricato su un veicolo e stirato su per novantaseimila chilometri. La crescita non è biologica, è logistica pura, quindici anni di traffico ininterrotto. Ed è lì, più che nella fisica, che il piano ha il suo peso vero. Il problema, ancora una volta, non è il campione, è il manufatto.

Otto giorni invece di otto minuti

Il veicolo che sale si chiama climber, e la sua idea centrale è quella che ribalta davvero l'economia del salire. Pensate a un razzo, deve sollevare anche il proprio carburante, e siccome deve portarsi dietro il carburante per sollevare il carburante, un razzo finisce per essere quasi tutto serbatoio, con un carico utile ridicolo in cima. Il climber, invece, non porta né carburante né batterie. Sotto la pancia ha dei pannelli che ricevono un fascio laser sparato dal porto a terra, e sale portando solo il carico. È il tram che prende corrente dal filo, la funivia che si fa trascinare, il veicolo non porta l'energia, la riceve. Ma l'immagine del tram va fermata prima che scappi. Tram e funivie prendono la corrente per contatto, un filo che tocca un altro filo. Qui no, qui la potenza deve attraversare l'atmosfera e poi migliaia di chilometri di vuoto, e in mezzo fra il faro e il pannello ci sono le nuvole, la turbolenza, e il fascio laser che si allarga man mano che avanza. È come voler illuminare con una torcia un pannello a dieci chilometri di distanza, dicendo alla torcia di mantenere il raggio sottile. Il resto del climber è, sorprendentemente, tecnologia da palazzo. I freni sono fail-safe come quelli dell'ascensore di casa, se manca la corrente, le ganasce si chiudono e la cabina resta ferma. Non cade. Si ferma. Se più climber salgono insieme, però, i loro movimenti possono sommarsi e mettere il cavo in risonanza, e la risonanza è questo, quando spinte ripetute arrivano proprio al ritmo con cui una struttura tende a oscillare, e ogni spinta ingrandisce l'oscillazione precedente. È la corda per saltare fatta oscillare da due persone che vanno a tempi diversi, alla fine la corda schiocca da tutte le parti. Si risolve appendendo masse smorzanti a intervalli calcolati, esattamente come si fa nei grattacieli. E i grattacieli, questa impresa, li sa fare. Ora il viaggio. Per salire ci vogliono otto giorni, e otto per scendere, contro gli otto minuti di un razzo. È la differenza fra vincere la gravità con la forza e risalirla con la pazienza. Ed è quasi tutta a favore della pazienza, quasi, tranne in un punto. Il primo giorno si attraversa l'atmosfera. Il terzo giorno si attraversano le fasce di Van Allen, gli anelli di radiazione che il campo magnetico terrestre trattiene attorno al pianeta. L'ottavo giorno si arriva in geostazionaria. E le fasce sono il punto, un razzo le passa in qualche minuto, e per questo le assorbe quasi senza accorgersene. Qui no. Qui ci si passa dentro lentamente, per ore, immersi nella radiazione. Lungo la salita, poi, la temperatura oscilla di quattrocento gradi fra il livello del mare e l'orbita. La padella lasciata al sole e il freezer, sullo stesso veicolo, nello stesso viaggio. E allora ogni superficie esposta va coperta da coperte termiche. Il cavo, intanto, ha problemi tutti suoi. Sarà l'oggetto più alto della Terra, e i fulmini lo troveranno. Nel racconto dei costruttori questo è manutenzione ordinaria, si sostituisce la treccia di terra e si va avanti, è un materiale di consumo, non una catastrofe. Il nastro va trasportato in bombole sigillate piene di azoto, perché l'ossigeno lo degrada, e tenuto al riparo, perché la salsedine lo distrugge. Pensate alla ringhiera del lungomare, quella che si sbriciola sotto le dita, ma qui il materiale dovrebbe durare cent'anni. E una piega, una sola piega, e quel tratto cede al momento del dispiegamento. È il filo di nylon del decespugliatore, regge chili finché non lo scalfisci. E poi c'è la cosa a cui nessuno pensa mai. Un cavo fisso attraversa tutte le orbite basse. Non è un oggetto che sta nello spazio, è un ostacolo fermo mentre tutto il resto gli passa attraverso. Satelliti, stazioni, detriti, tutto ciò che orbita basso deve prima o poi incontrare quel filo. Nel racconto, quando un satellite arriva, i propulsori del porto accendono e il nastro si sposta di lato. Il che vuol dire una cosa precisa, si scuote un filo lungo novantaseimila chilometri per far passare qualcuno. Ogni volta.

Il numero che ha viaggiato da solo

Se hai già sentito parlare di ascensori spaziali, quasi sicuramente hai sentito anche una cifra, dieci dollari al chilo per portare qualcosa in orbita. Dieci dollari al chilo. È la cifra che rende la faccenda irresistibile, e gira da anni attribuita all'impresa giapponese di cui stiamo parlando, la Obayashi. Ecco la prima cosa, la Obayashi non l'ha mai scritta. Quel numero viene da un'altra parte, e da un'altra epoca. Siamo alla fine degli anni Novanta. Per l'agenzia spaziale americana il costo di accesso all'orbita è il tappo di tutto, nessun miglioramento del razzo prometteva di scendere di due ordini di grandezza, cioè di cento volte. Un fisico americano, Bradley Edwards, fece allora un'ipotesi rovesciata, il salto non poteva venire da un razzo migliore, ma dall'abbandono del razzo. Con un finanziamento dell'agenzia spaziale americana mise per la prima volta dei numeri credibili su un'idea che fino a quel momento era stata letteratura. Il documento esiste, è depositato, e sta negli archivi tecnici dell'agenzia, un paper presentato a un congresso americano di ingegneria aerospaziale, catalogato con il codice duemila cinque due nove quattro. Dentro quel documento c'è il famoso valore. Ma attenzione, è riferito a uno scenario in cui ci sono già più ascensori in esercizio, tutti funzionanti. Per il primo impianto, quello da costruire, lo stesso Edwards scriveva, onestamente, circa duecentoventi dollari al chilo. E Ishikawa, l'ingegnere giapponese del progetto Obayashi, nel duemilaquattordici disse una cosa quasi identica, per l'ascensore spaziale, la stima è circa duecento dollari. Fermiamoci un attimo su questo. La stima prudente, quella vera, è stata dimenticata. Quella ottimistica è diventata virale, e per strada ha cambiato autore, dai documenti americani alla pagina giapponese, senza che i giapponesi l'avessero mai scritta. Ma c'è un'obiezione più profonda di questo scambio di etichette, e sta in sei parole di un'analisi sui costi dei lanciatori. Le sei parole sono queste, il carburante costa poco, sono l'hardware e le persone che ti costano. E siccome lo slogan dell'ascensore è, niente carburante, niente esplosione, niente hardware da buttare via, quelle sei parole smontano la premessa stessa. Il carburante non è mai stata la voce grossa del conto. Prendete i vettori pesanti della classe dell'Ariane cinque, quelli che si buttano via a ogni lancio, costano fra i centosessantacinque e i duecento milioni di dollari al lancio, e di questi il propellente ne vale circa cinque milioni. Per un Falcon nove si parla di cifre fra i centocinquantamila e i cinquecentododicimila dollari, Elon Musk già nel duemilaundici indicava circa duecentomila. E l'hardware da buttare via, nel frattempo, ha smesso in buona parte di essere da buttare via. Nel duemilaventiquattro ci sono stati centoventotto lanci di Falcon nove e Falcon Heavy con un booster che aveva già volato, il novantacinque virgola cinque per cento del totale. Il razzo che torna a posarsi in piedi è un'immagine che nel duemiladodici, quando la pagina della Obayashi è stata scritta, semplicemente non esisteva. E allora il punto, l'ultimo, è questo, il mondo è cambiato sotto quella pagina ferma. Ed è cambiato nella direzione che quella pagina prometteva di prendere per prima.

Che cosa ha davvero volato

In tutta questa storia, un cavo di novantaseimila chilometri, un porto di quattrocento metri, ventiquattro celle stagne, quindici anni di cantiere, una cosa sola, finora, ha davvero volato. E non è quella che si racconta. Siamo nel duemiliciotto. Un gruppo di ricercatori dell'Università di Shizuoka, in Giappone, con i soldi dell'università, manda in orbita due cubetti, dieci centimetri di lato ciascuno, legati fra loro da dieci metri di filo. E sul filo, un veicolino lungo sei centimetri e alto tre, che si arrampica lungo il filo stesso. Il nome del progetto, in inglese, suona più o meno come satellite robotico autonomo agganciato a un filo, la parte che conta è l'ultima, il filo. E ha funzionato, in orbita, davvero, quel cosino è salito lungo il filo. Adesso fermiamoci un attimo, perché qui si chiude un cerchio. Per tutto questo racconto la domanda è stata la stessa, quanto è vero, di quello che si racconta? E il capitolo sul denaro ha mostrato come una cifra virale possa viaggiare da sola, senza nessuno che la controlli. Ecco, qui succede la stessa identica cosa, ma al contrario. Nel racconto commerciale, quel piccolo esperimento universitario diventa un test sulla Stazione Spaziale Internazionale, in corso adesso, sul materiale del cavo. Tre affermazioni, non era sulla Stazione, non era sul materiale, e non è in corso adesso. Nessuna delle tre è vera. E la cosa strana è che la verità era la più bella delle quattro versioni, un dipartimento universitario che, con dieci metri di filo e un veicolo grande come una scatola di fiammiferi, va a verificare in orbita il gesto centrale di un'idea da centomila chilometri. Il gesto è quello di salire lungo un cavo. Non serve altro, per cominciare a controllare qualcosa. C'è un ultimo contrasto da tenere a mente, ed è quello con un'altra opera giapponese, la Tokyo Skytree, la torre che domina la città. La stessa impresa che compare in questa storia, negli stessi anni, consegna la torre autoportante più alta del mondo, seicentotrentaquattro metri, febbraio duemiladodici. E questo conta, perché dice che non stiamo parlando di un'azienda che racconta favole, è un'azienda che sa esattamente quanto costa un metro di struttura. Ma proprio per questo, il suo curriculum è l'argomento più seducente e più pericoloso di tutti. Saper fare seicentotrentaquattro metri non dice nulla su novantaseimila chilometri. Una torre sta in piedi perché alla base c'è un fondo che lavora in compressione, spinto insieme, e il materiale di cui è fatta esiste, si compra. Qui non c'è compressione da nessuna parte, il cavo è tirato dall'alto, come il secchio che roteiamo, non appoggiato dal basso. E il materiale che dovrebbe reggere tutto questo, ancora non si può produrre nella lunghezza che servirebbe. Il salto non è di scala. È di categoria.

Quello che si sa e quello che è aperto

Facciamo il punto di quello che adesso sai davvero. Un ascensore spaziale non è vietato dalla fisica. Sta in piedi per un motivo comprensibile e comunicabile, c'è un'unica quota, trentaseimila chilometri, in cui una cosa resta ferma sopra lo stesso punto della Terra, un contrappeso messo molto più in alto tiene il filo teso tirando dall'alto, e il porto in mezzo all'oceano non lo sostiene, lo trattiene. Il vincolo che decide tutto non è la resistenza del materiale ma il rapporto fra resistenza e peso, perché il cavo deve prima di tutto reggere sé stesso. Ed è quel vincolo, questo rapporto, il motivo per cui con l'acciaio il progetto non è difficile, è escluso, e non di poco, ma da un divario talmente grande che i numeri non si possono nemmeno confrontare. Con i nanotubi di carbonio, invece, tutto torna a essere una questione di fattore due, il doppio, o giù di lì. Sai anche dove passa oggi il confine. Non fra il possibile e l'impossibile, ma fra il campione e il manufatto. Da un lato fasci lunghi centimetri che superano la soglia richiesta, dall'altro un cavo reale stimato appena sotto. Da un lato un singolo nanotubo lungo mezzo metro, dall'altro decine di migliaia di chilometri richiesti. E in mezzo un problema fisico preciso e non risolto, come le fibre si scambiano il carico dentro un filato, che è il vero collo di bottiglia. Nel frattempo l'associazione che promuove il progetto ha cambiato materiale di riferimento. E poi c'è una cosa che manca, e che si nota solo quando si è capito il resto. La grandezza che decide un ascensore spaziale è il profilo di tensione, come cambia la forza che tira il cavo, metro per metro, dal livello del mare fino al contrappeso. È quella curva che stabilisce lo spessore in ogni punto, il materiale necessario, la massa totale, l'ancoraggio, tutto. Chiedere invece quanto è largo il porto è come chiedere a un ponte di che colore è. Ebbene, la pagina ufficiale pubblica il diametro dell'anello, la lunghezza del cavo e il peso del contrappeso. La curva che li giustifica non c'è. Resta Ishikawa. È l'uomo che porta in giro questo progetto da oltre un decennio, ed è anche l'unico che ogni volta ne dice il limite. Nel duemilaquattordici diceva, non sappiamo fare il cavo abbastanza lungo. Nel duemilaventiquattro, non è il nostro obiettivo né una promessa. Non è un venditore smascherato. È un ingegnere che ha detto la verità entrambe le volte, mentre il racconto intorno a lui la ignorava, e che continua a custodire un'idea che non può ancora mantenere. Che è, in fondo, la cosa più difficile da fare in pubblico, tenere in vita una domanda per tutto il tempo, lungo, in cui la risposta non c'è ancora.

Una pagina ferma dal 2016, un video che ammette di essere un film

Sul sito di Obayashi Corporation — l'impresa che ha consegnato nel febbraio 2012 la Tokyo Skytree, 634 metri, la torre autoportante più alta del mondo — c'è una pagina che descrive un ascensore spaziale. Dice tre cose misurate: un cavo lungo 96.000 chilometri, un porto galleggiante di 400 metri di diametro, un contrappeso da 12.500 tonnellate. E una data, il 2050. Il contenuto è del 2012, l'ultimo aggiornamento è del 2016, e nel 2025 la pagina è ancora lì, identica.

Attorno a quelle poche righe, negli anni, è cresciuto un racconto molto più ricco della pagina. Un video mostra il porto in costruzione in cantiere navale, ventiquattro celle stagne saldate una alla volta e collaudate a inondazione una per una, 48.000 tonnellate di zavorra in calcestruzzo, dodici gruppi di propulsori, una sala controllo che «non può restare senza corrente, mai». Mostra i saldatori subacquei, i meccanici dei climber, gli equipaggi. «Ogni bullone stretto da un operaio.» È bellissimo, e nell'ultima inquadratura dichiara che cos'è: «Japan imagined this only on paper. We brought it to life» — il Giappone l'ha immaginato solo sulla carta, noi gli abbiamo dato vita. Non è un reportage da un cantiere: è una ricostruzione, e lo dice.

Poi c'è Yoji Ishikawa, capo dello sviluppo aziendale di Obayashi, che questo progetto lo porta in giro da oltre un decennio. Nel 2024, a chi gli chiedeva del 2050, ha risposto: «It's not our goal or promise». Non è il nostro obiettivo, e non è una promessa.

Conviene tenere separate due cose che tendono a confondersi. Una è quanto sia avanti Obayashi, e la risposta è nella frase di Ishikawa. L'altra è che cosa sarebbe, se si facesse, un ascensore spaziale: e questa seconda cosa non è un'opinione. È un calcolo, è stato fatto, e il suo risultato è una delle storie più eleganti dell'ingegneria — perché dice con precisione dove passa il confine fra l'impossibile e il non-ancora-fatto.

Perché proprio 36.000 chilometri, e non trentamila o cinquanta

Parti da una cosa che hai già in casa. La parabola sul balcone: una volta puntata, non la si tocca più. Nessuno la insegue, nessuno la orienta la mattina. Sta ferma perché lassù c'è qualcosa che sta fermo con lei.

Questo «star fermo» è il perno di tutta la faccenda, e non è una convenzione: è una quota sola in tutto il sistema. Un satellite basso deve correre molto per non cadere, e fa il giro della Terra in fretta. Più sale, meno la gravità lo tira, meno deve correre, e più tempo impiega a chiudere il giro. Sali abbastanza e trovi l'unica altezza in cui quel giro dura esattamente quanto un giro della Terra su sé stessa. Da lì in su il satellite ci mette di più; da lì in giù ci mette di meno. Solo lì, siccome girano allo stesso ritmo, il satellite resta per sempre sopra lo stesso punto del terreno.

Quella quota è a circa 36.000 chilometri, e si chiama . È il chiodo a cui si appende tutto: l'unico posto del cielo dove puoi legare un filo alla Terra senza che il filo, giro dopo giro, si arrotoli addosso al pianeta.

Da qui discende una cosa che nel racconto passa inosservata e che invece è una conseguenza obbligata: il porto deve stare sull'equatore. Solo sull'equatore il punto a terra si trova esattamente sotto il punto in geostazionaria. Spostati a nord, e il cavo dovrebbe piegarsi per raggiungerti. È il motivo, e l'unico, per cui un'impresa giapponese non progetta il suo ascensore in Giappone ma in mezzo al Pacifico, tre settimane di navigazione dal cantiere.

Il cavo non è appoggiato a terra: è trattenuto

Adesso la parte che rovescia l'intuizione, e conviene rovesciarla bene perché è l'errore mentale più diffuso su questo oggetto.

Quando pensiamo a una cosa alta pensiamo a una torre: sta in piedi perché ha un fondo che regge. Quando pensiamo a un filo pensiamo a una corda: pende, e tira in basso il punto a cui è attaccata. Il cavo dell'ascensore spaziale non è né l'una né l'altra cosa. Non si regge da terra, e non pende: è tirato verso l'alto, e il porto in mezzo all'oceano non lo sostiene — lo trattiene.

Il meccanismo sta tutto in quel numero che sembra buttato lì, 96.000 chilometri. Il cavo non finisce in geostazionaria: la supera e prosegue per altri sessantamila chilometri, e in cima porta un peso, 12.500 tonnellate di contrappeso. Quel peso sta molto più in alto della quota a cui potrebbe stare in orbita da solo alla velocità che ha: legato alla Terra, è costretto a girare in un giorno, che per lui è troppo veloce. Tende quindi a scappare via verso l'esterno, e siccome è legato, tira. La tensione del cavo viene da lì, dall'alto, non dal basso.

L'immagine giusta ce l'hai al braccio: il secchio d'acqua fatto roteare, l'acqua che non cade. Prima però il punto in cui l'immagine si rompe, perché altrimenti fa più danni che bene. Nel secchio non c'è nessuna forza che spinge l'acqua verso l'esterno: è il fondo del secchio che obbliga l'acqua a curvare invece di andare dritta. Chi prende l'analogia alla lettera si convince che esista una forza che «solleva» il cavo, e poi non capisce più perché sotto la geostazionaria il cavo continui a pesare verso il basso.

Perché è esattamente quello che fa. Ogni pezzo di cavo sotto i 36.000 chilometri gira più lentamente di quanto gli servirebbe per stare in orbita a quell'altezza, e quindi tira verso il basso, come qualunque cosa appesa. Ogni pezzo sopra i 36.000 chilometri gira più velocemente del necessario, e tira verso l'alto. A 36.000 chilometri esatti le due cose si pareggiano. Il progetto consiste nel dosare le due metà in modo che la spinta verso l'alto vinca di quel tanto che basta a tenere il filo teso e a strappare verso il cielo, senza strapparsi, l'ancoraggio a terra.

Ecco la prima cosa che adesso sai e che puoi rispiegare a qualcuno stasera: il porto non è un piedistallo, è un fermo. Se lo mollasse, il cavo se ne andrebbe verso l'alto.

E se lo facessimo semplicemente più grosso?

È la domanda che viene a chiunque entro trenta secondi, ed è la domanda giusta. Se un cavo non regge, se ne fa uno più spesso. Il ponte grosso regge più del ponte sottile. Perché non un cavo d'acciaio bello robusto?

Qui c'è lo scatto, ed è tutto in una frase: un cavo lunghissimo deve prima di tutto reggere sé stesso.

Prova a pensarci con una corda qualunque. Appendila e attaccaci un peso: se non regge, la ingrossi. Ma ingrossandola hai aggiunto anche corda, cioè peso. Finché la corda è corta il conto ti conviene, perché la corda pesa poco rispetto al carico. Man mano che la allunghi, il peso della corda stessa diventa il carico principale — e arriva una lunghezza oltre la quale ogni ispessimento aggiunge più peso da reggere di quanta resistenza ti porti in dote. Da lì in avanti non c'è spessore che salvi. Non è una questione di quanto sei bravo a fare acciaio: è aritmetica.

Per questo l'unica grandezza che decide non è la resistenza, ma la . L'acciaio non è «troppo debole» per un ascensore spaziale. L'acciaio è troppo pesante.

C'è un modo per mettere questa cosa in un numero solo, e vale la pena conoscerlo perché è il numero più eloquente di tutta la storia. Siccome il punto più caricato del cavo è la geostazionaria — lì passa tutto il peso di quello che sta sotto — il cavo va fatto più spesso al centro e più sottile alle estremità. Quante volte più spesso? Il rapporto fra le due sezioni si chiama , e si calcola.

Con un cavo di nanotubi di carbonio viene 1,9. Poco meno del doppio: un cavo che a 36.000 chilometri è largo circa il doppio che a livello del mare. Una cosa costruibile, una cosa che si disegna.

Con l'acciaio viene 1,7 × 10³³. Un uno seguito da trentatré cifre. Non «un cavo molto grosso»: una sezione di materiale che non entrerebbe nel sistema solare.

Fra quei due numeri c'è tutta la vicenda dell'ascensore spaziale. Per decenni l'idea è rimasta ferma, e non perché mancasse l'ingegno: mancava una classe di materiali. Il salto concettuale non è stato «costruiamolo meglio», è stato accorgersi che l'ostacolo non era la resistenza ma il rapporto fra resistenza e peso — e che quindi non serviva un acciaio migliore, serviva qualcosa che non esisteva. Nel 1991 sono arrivati i nanotubi di carbonio, e il calcolo si è riaperto. Il no era diventato un forse.

Quante volte più spesso deve essere il cavo nel punto più caricato

gamma97
dati: calcolo del rapporto di rastremazione, paper accademico sui nanotubi di carbonio come materiale per il cavo · elaborazione: gamma97

La differenza fra un materiale e un manufatto

Adesso però il forse va guardato da vicino, perché è lì che vive tutta la questione di oggi.

Le resistenze si misurano in , e i numeri sono questi.

Un singolo nanotubo di carbonio perfetto — un tubicino di atomi di carbonio senza un difetto — è dato a 130 GPa teorici. Nel 2018, su Nature Nanotechnology, un gruppo è riuscito a realizzare fasci di nanotubi ultralunghi e privi di difetti che arrivano a 80 GPa. Il minimo che serve per un cavo di questo tipo è stimato attorno ai 48,5 GPa. Ottanta è comodamente sopra quarantotto e mezzo: sulla carta, il materiale ce la fa.

C'è una parola in quella frase, però, che regge tutto il peso: quei fasci sono lunghi pochi centimetri.

E quando dai campioni si passa ai chilometri, la stima cambia. Un cavo vero, con i difetti che vengono per forza quando ne fai una quantità industriale, viene stimato attorno ai 45 GPa — circa il settanta per cento della resistenza teorica perso per strada, e un valore che sta appena sotto il minimo richiesto.

Il difetto non è un incidente: è la regola quando smetti di fare campioni e cominci a fare chilometri. È il passaggio da materiale a manufatto, ed è un salto che quasi nessun racconto divulgativo compie.

Dentro quel salto c'è un problema preciso, e l'ha formulato meglio di chiunque una critica indipendente ripresa da IEEE Spectrum: «The current limited understanding of the CNT growth process and the inter-fiber forces in a spun yarn does not allow us to build a sufficiently strong wire for the space elevator from CNTs». La comprensione limitata di come cresce il nanotubo e di come le fibre si scambiano il carico dentro un filato non ci consente di costruire un filo abbastanza forte.

Le forze fra fibra e fibra. Ecco dov'è il muro vero.

Nel processo, infatti, le fibre di nanotubi non vengono semplicemente affiancate: vengono ritorte in filato. È il gesto del cotone e della canapa, ed è antichissimo: cento fibre ritorte fanno una corda, cento fibre affiancate fanno un mucchio. La torsione serve perché le fibre, premendosi l'una contro l'altra, si passino il carico per attrito invece di scivolare via una alla volta.

Ed è esattamente qui che l'analogia del filato tradisce. Nel cotone la torsione funziona perché le fibre sono ruvide e lunghe rispetto alla loro sezione: si aggrappano. I nanotubi sono lisci e cortissimi. Le forze che dovrebbero farli lavorare insieme sono proprio il punto irrisolto della faccenda. L'immagine regge il gesto e sbaglia la fisica — che è il modo più pericoloso in cui un'analogia può sbagliare.

La resistenza del cavo, dal campione perfetto al manufatto reale

gamma97
dati: paper accademico sui CNT come materiale per il tether; Nature Nanotechnology 2018 · elaborazione: gamma97

Undici giorni per un metro

C'è poi il problema della lunghezza, e ha una qualità quasi comica.

I nanotubi non si tirano come un filo di rame. Si fanno crescere, per , atomo su atomo, dentro un reattore. È chimica, non metallurgia, e questo cambia completamente che tipo di problema sia il ritardo.

Il ritmo, secondo l'International Space Elevator Consortium, è questo: «If a nanotube could be made a meter long, it would take 11 days». Se si riuscisse a fare un nanotubo lungo un metro, ci vorrebbero undici giorni.

Il progetto ne chiede novantasei milioni di metri. A undici giorni l'uno, uno dietro l'altro, fanno circa 2,9 milioni di anni.

Il conto è ingiusto, e va detto perché lo è: nessuno farebbe un cavo un metro alla volta, e un processo industriale si parallelizza. Ma serve a mettere a fuoco che il problema non è la lentezza di un filo. Il problema è che nessuno sa farne uno lungo, punto.

Quanto lungo, allora? Nel 2014 Ishikawa lo disse con una precisione che nessun ufficio marketing avrebbe autorizzato: «Right now we can't make the cable long enough. We can only make 3-cm-long nanotubes, but we need much more. We think by 2030 we'll be able to do it». Tre centimetri, e appuntamento al 2030.

Oggi il record mondiale del nanotubo singolo più lungo mai cresciuto appartiene a un gruppo della Tsinghua University, ed è poco più di mezzo metro. È un risultato straordinario di cui quasi nessuno parla. Ed è, insieme, la misura più impietosa di quel che resta.

Fai i due conti insieme, perché insieme dicono una cosa più onesta di quanto dica ciascuno da solo. In un decennio il record è cresciuto di circa diciassette volte: il progresso è reale, e non è piccolo. Il fattore che manca per arrivare dove serve è dell'ordine di cento milioni. Entrambe le cose sono vere nello stesso momento.

Il segnale più significativo, però, non viene dagli scettici. Viene dall'ISEC — l'associazione che esiste per promuovere l'ascensore spaziale, cioè la parte del mondo meno incline ad ammettere che ci siano problemi. Sulla propria pagina dedicata ai materiali del cavo, senza clamore, l'ISEC scrive che «neither material can be made at tether quality yet», nessuno dei due materiali si sa ancora fare in qualità da cavo — e indica come materiale guida non più i nanotubi, ma il graphene super laminate: resistenza teorica sopra i 90 GPa, e già producibile in lunghezze di un chilometro al ritmo di due metri al minuto. Un chilometro in poco più di otto ore, dove per un metro di nanotubo si parla di undici giorni.

Quando è il sostenitore a cambiare cavallo, l'ipotesi originale è in difficoltà. E vale la pena notare la data del silenzio dall'altra parte: la pagina di Obayashi, che sui nanotubi punta tutto, non è cambiata dal 2016.

La lunghezza di un singolo nanotubo, e quella che servirebbe (metri, scala logaritmica)

gamma97
dati: dichiarazione Ishikawa 2014; record Tsinghua University; quota geostazionaria dalla pagina Obayashi · elaborazione: gamma97

Come si costruisce una cosa che non si può impilare

Metti per un momento che il materiale ci sia. Come lo tiri su?

Nessuno impila 96.000 chilometri partendo da terra: non esiste alcun modo di sostenere una colonna del genere mentre cresce. L'unica strada è quella opposta — si comincia dall'alto e si scende. È la corda del pozzo, la liana calata: con un rovesciamento, però, che è sempre lo stesso di prima. Una corda calata pende e tira in basso il suo attacco; questa, appena tesa, tirerà in alto l'ancoraggio a terra.

Si porta dunque in geostazionaria un nastro sottilissimo, avvolto su bobine. Il cavo seminale pesa venti tonnellate: meno di un camion, per un oggetto lungo 96.000 chilometri che dovrà reggere più di un grattacielo. Ci vuole un lancio solo — nel racconto, un vettore da trecento tonnellate di ossigeno liquido. E qui il video ha l'onestà di dirlo da sé, con una frase che è la cosa più intelligente di tutto il pezzo: «Rockets building the thing that replaces rockets. The irony isn't lost». Razzi che costruiscono la cosa che dovrebbe sostituire i razzi.

Poi c'è un problema che sembra un dettaglio e invece è una piccola gemma di fisica. Se dalla stazione cominci a srotolare nastro verso il basso, stai spostando massa: il tuo baricentro scende, e l'orbita non è più quella. La stazione comincerebbe a cadere. La soluzione è srotolare in due direzioni contemporaneamente: nastro verso la Terra e, nello stesso momento, nastro verso l'alto, verso il futuro contrappeso. Il baricentro resta dov'è, in geostazionaria, mentre il cavo cresce da entrambe le parti.

E poi c'è il momento più incredibile dell'intero piano, quello che nessuno racconta mai. Il nastro che scende è più sottile di un capello umano, e deve cadere per quarantamila chilometri prima di comparire su un radar sotto le nuvole. Come lo si acchiappa? Un aereo lo aggancia sopra la copertura nuvolosa e lo porta giù. Sul ponte, gli operai lo calano a mano.

Da quel capello al cavo definitivo ci sono quindici anni. Il nastro non viene montato: viene ispessito. Dei climber lo risalgono incollandogli addosso altro nastro, strato su strato, cinquecentodieci volte, finché le venti tonnellate diventano settemila. Al sesto anno le fabbriche a terra si riattrezzano per produrre nastro più largo; al quattordicesimo il cavo raggiunge lo spessore finale; al quindicesimo sale il primo carico vero, cento tonnellate.

È un albero che fa gli anelli, uno strato all'anno — e anche qui il limite dell'immagine va detto, perché è il limite del progetto. L'albero il proprio materiale se lo fabbrica da sé, e cresce anche in cima. Qui ogni singolo strato va prodotto a terra, portato in mezzo al Pacifico, caricato su un veicolo e stirato su per 96.000 chilometri. La crescita non è biologica: è logistica pura, quindici anni di traffico ininterrotto. Ed è lì, più che nella fisica, che il piano ha il suo peso vero.

Otto giorni invece di otto minuti

Il veicolo che sale si chiama climber, e la sua idea centrale è quella che ribalta davvero l'economia del salire.

Un razzo deve sollevare anche il proprio carburante — ed è per questo che un razzo è quasi tutto serbatoio, con un carico utile ridicolo in cima. Il climber non porta né carburante né batterie: sotto la pancia ha pannelli che ricevono un fascio laser sparato dal porto, e sale portando solo il carico. È il tram che prende corrente dal filo, la funivia che si fa trascinare: il veicolo non porta l'energia, la riceve. L'analogia va però fermata prima che scappi, perché tram e funivie prendono la corrente per contatto, mentre qui la potenza deve attraversare l'atmosfera e poi migliaia di chilometri di vuoto, con le nuvole, la turbolenza e l'allargamento del fascio tutti in mezzo fra il faro e il pannello.

Il resto del climber è, sorprendentemente, tecnologia da palazzo. I freni sono fail-safe come quelli dell'ascensore di casa: «Power failure, the brakes clamp. The climber stops. It doesn't fall» — se manca la corrente le ganasce si chiudono e la cabina resta ferma. Se più climber salgono insieme, i loro movimenti possono sommarsi e mettere il cavo in — la corda per saltare fatta oscillare da due persone che vanno a tempi diversi. Si risolve appendendo masse smorzanti a intervalli calcolati, esattamente come si fa nei grattacieli. E i grattacieli, questa impresa, li sa fare.

Il viaggio dura otto giorni per salire e otto per scendere, contro gli otto minuti di un razzo. È la differenza fra vincere la gravità con la forza e risalirla con la pazienza — ed è quasi tutta a favore della pazienza, tranne in un punto. Il primo giorno si attraversa l'atmosfera. Il terzo giorno si attraversano le . L'ottavo si arriva in geostazionaria. Le fasce, un razzo le passa in qualche minuto; qui ci si passa dentro lentamente.

Lungo la salita la temperatura oscilla di quattrocento gradi fra il livello del mare e l'orbita — la padella lasciata al sole e il freezer, sullo stesso veicolo, nello stesso viaggio — e ogni superficie esposta va coperta da coperte termiche.

Il cavo, intanto, ha i suoi problemi tutti suoi. Sarà l'oggetto più alto della Terra, e i fulmini lo troveranno: nel racconto è manutenzione ordinaria, «it's a consumable, not a catastrophe», si sostituisce la treccia di terra e si va avanti. Il nastro va trasportato in bombole sigillate in azoto perché l'ossigeno lo degrada, e tenuto al riparo perché la salsedine lo distrugge — la ringhiera del lungomare che si sbriciola, ma su un materiale che dovrebbe durare cent'anni. Una piega, una sola, e quel tratto cede al dispiegamento: il filo di nylon del decespugliatore, che regge chili finché non lo scalfisci.

E poi c'è la cosa a cui non si pensa mai: un cavo fisso attraversa tutte le orbite basse. Non è un oggetto che sta nello spazio, è un ostacolo fermo mentre tutto il resto gli passa attraverso. Nel racconto, quando un satellite arriva, i propulsori del porto accendono e il nastro si sposta di lato — cioè si scuote un filo lungo novantaseimila chilometri per far passare qualcuno.

Il numero che ha viaggiato da solo

Se hai già sentito parlare di ascensori spaziali, probabilmente hai sentito una cifra: dieci dollari al chilo per portare qualcosa in orbita. È la cifra che rende la faccenda irresistibile, e circola attribuita all'impresa giapponese.

Obayashi non l'ha mai scritta.

Viene da un'altra parte e da un'altra epoca. Alla fine degli anni Novanta, per la NASA, il costo di accesso all'orbita era il tappo di tutto, e nessuna variante del razzo prometteva di scendere di due ordini di grandezza. Bradley Edwards fece l'ipotesi che il salto non potesse venire da un vettore migliore ma dall'abbandono del vettore, e con un finanziamento NASA/NIAC mise per la prima volta numeri credibili su un'idea che fino a lì era stata letteratura. Il documento esiste, è depositato, si chiama AIAA 2000-5294 e sta negli archivi tecnici della NASA.

Dentro c'è il famoso valore — ma riferito a uno scenario con più ascensori già in esercizio. Per il primo impianto, lo stesso Edwards scriveva onestamente circa 220 dollari al chilo. E Ishikawa, nel 2014, disse una cosa quasi identica: «For the space elevator, the estimate is about $200».

La stima più prudente è stata dimenticata, quella più ottimistica è diventata virale, e per strada ha cambiato autore. Ma c'è un'obiezione più profonda di questa, e sta in sei parole di un'analisi sui costi dei lanciatori: «Fuel is cheap – it's the hardware and people that cost you». Il carburante costa poco: quello che ti costa sono l'hardware e le persone.

Questa frase smonta la premessa dell'intero racconto. «Niente carburante, niente esplosione, niente hardware usa e getta» è lo slogan dell'ascensore — ma il carburante non è mai stata la voce grossa. Per i vettori pesanti a perdere della classe Ariane 5, che costano fra i 165 e i 200 milioni di dollari a lancio, il propellente vale circa 5 milioni. Per un Falcon 9 si parla di una cifra fra i 150.000 e i 512.000 dollari — Elon Musk indicava circa 200.000 già nel 2011.

E l'hardware usa e getta, nel frattempo, ha smesso in buona parte di essere usa e getta. Nel 2024 ci sono stati 128 lanci Falcon 9 e Falcon Heavy con un booster che aveva già volato: il 95,5% del totale. Il razzo che torna a posarsi in piedi è un'immagine che nel 2012, quando la pagina di Obayashi è stata scritta, non esisteva. Il mondo è cambiato sotto la pagina, e nella direzione che quella pagina prometteva di prendere per prima.

Da dove viene davvero il costo per chilo, e a quale scenario si riferisce (dollari al kg)

gamma97
dati: Edwards, AIAA 2000-5294 (archivio tecnico NASA); Ishikawa, ABC News, settembre 2014 · elaborazione: gamma97

Che cosa ha davvero volato

In tutta questa storia — un cavo di 96.000 chilometri, un porto di 400 metri, ventiquattro celle stagne, quindici anni di cantiere — una cosa sola ha davvero volato, e non è quella che si racconta.

Nel 2018, con i soldi di un'università, i ricercatori dell'Università di Shizuoka hanno mandato in orbita due cubetti da dieci centimetri di lato, legati fra loro da dieci metri di filo, con sopra un veicolino di tre centimetri per sei che si arrampica lungo il filo. Si chiama STARS-Me. Ha funzionato.

Nel racconto commerciale questo diventa «un test sulla Stazione Spaziale Internazionale, in corso adesso, sul materiale del cavo». Non era sulla Stazione, non era sul materiale, e non è in corso adesso. Nessuna delle tre cose è vera — e la verità era la cosa più bella delle quattro: un dipartimento universitario che, con dieci metri di filo e un veicolo grande come una scatola di fiammiferi, va a verificare in orbita il gesto centrale di un'idea da centomila chilometri.

C'è un ultimo contrasto che vale la pena tenere in mente, ed è quello con la Skytree. La stessa impresa, negli stessi anni, consegna la torre autoportante più alta del mondo: 634 metri, febbraio 2012. Non è un'azienda che parla a vanvera — è un'azienda che sa esattamente quanto costa un metro. Ma proprio per questo l'analogia del curriculum è la più seducente e la più pericolosa di tutte: saper fare 634 metri non dice nulla su 96.000 chilometri. Una torre ha un fondo che lavora in compressione e un materiale che esiste. Qui non c'è compressione da nessuna parte, e il materiale non è ancora producibile. Il salto non è di scala: è di categoria.

Quello che si sa, e quello che è aperto

Facciamo il punto di quello che adesso sai davvero.

Un ascensore spaziale non è vietato dalla fisica. Sta in piedi per un motivo comprensibile e comunicabile: c'è un'unica quota, a 36.000 chilometri, in cui una cosa resta ferma sopra lo stesso punto della Terra; un contrappeso messo molto più in alto tiene il filo teso tirando dall'alto; e il porto in mezzo all'oceano non lo sostiene, lo trattiene. Il vincolo che decide tutto non è la resistenza del materiale ma il rapporto fra resistenza e peso, perché il cavo deve prima di tutto reggere sé stesso — e quel vincolo è il motivo per cui con l'acciaio il progetto non è difficile, è escluso per trentatré ordini di grandezza, mentre con i nanotubi di carbonio torna a essere una questione di fattore due.

Sai anche dove passa oggi il confine. Non fra il possibile e l'impossibile, ma fra il campione e il manufatto: fasci lunghi centimetri che superano la soglia richiesta, un cavo reale stimato appena sotto, un singolo nanotubo lungo mezzo metro contro decine di migliaia di chilometri richiesti, e un problema fisico preciso e non risolto — come le fibre si scambiano il carico dentro un filato — che è il vero collo di bottiglia. Nel frattempo l'associazione che promuove il progetto ha cambiato materiale di riferimento.

E poi c'è una cosa che manca, e che si nota solo quando si è capito il resto. La grandezza che decide un ascensore spaziale è il profilo di tensione: come cambia la forza che tira il cavo, metro per metro, dal livello del mare fino al contrappeso. È quella che stabilisce lo spessore in ogni punto, il materiale necessario, la massa totale, l'ancoraggio, tutto. Chiedere invece «quanto è largo il porto» è come chiedere a un ponte di che colore è. La pagina ufficiale pubblica il diametro dell'anello, la lunghezza del cavo e il peso del contrappeso. La curva che li giustifica non c'è.

Resta Ishikawa. È l'uomo che porta in giro questo progetto da oltre un decennio, ed è anche l'unico che ogni volta ne dice il limite: nel 2014 «non sappiamo fare il cavo abbastanza lungo», nel 2024 «non è il nostro obiettivo né una promessa». Non è un venditore smascherato. È un ingegnere che ha detto la verità entrambe le volte, mentre il racconto intorno a lui la ignorava — e che continua a custodire un'idea che non può ancora mantenere.

Che è, in fondo, la cosa più difficile da fare in pubblico: tenere in vita una domanda per il tempo, lungo, in cui la risposta non c'è ancora.

Riferimenti

  1. Obayashi Corporation — The Space Elevator Construction Concept — https://www.obayashi.co.jp/en/special/space_elevator.html
  2. International Space Elevator Consortium — Tether Materials — https://www.isec.org
  3. Nature Nanotechnology, 2018 — fasci di nanotubi di carbonio ultralunghi a 80 GPa — https://www.nature.com/nnano
  4. Paper accademico sui nanotubi di carbonio come materiale per il cavo (rapporto di rastremazione, resistenza specifica) — https://davinci.lib.uoguelph.ca
  5. IEEE Spectrum — critica indipendente sui processi di crescita CNT e sulle forze fra fibre nel filato — https://spectrum.ieee.org
  6. NASA Technical Reports Server — Bradley Edwards, AIAA 2000-5294 (studio NIAC/NASA sull'ascensore spaziale) — https://ntrs.nasa.gov
  7. ABC News, settembre 2014 — Yoji Ishikawa sulla stima di circa 200 dollari al chilo — https://abcnews.go.com
  8. Fox News, 2014 — Yoji Ishikawa sui nanotubi da 3 centimetri e sul traguardo 2030 — https://www.foxnews.com
  9. technology.inquirer.net, 7 giugno 2024 — Yoji Ishikawa, «It's not our goal or promise» — https://technology.inquirer.net
  10. Space.com, 2018 — STARS-Me, il test in orbita dell'Università di Shizuoka — https://www.space.com
  11. Nanooze — il nanotubo di carbonio più lungo mai cresciuto, Tsinghua University — https://nanooze.org
  12. spaceinsider.tech, 13 giugno 2023 — «Fuel is cheap – it's the hardware and people that cost you» — https://spaceinsider.tech
  13. ElonX — i lanci Falcon 9 e Falcon Heavy del 2024 e il riutilizzo dei booster — https://www.elonx.net
  14. Tokyo Skytree — la torre autoportante più alta del mondo, 634 m, febbraio 2012 — https://www.tokyo-skytree.jp