Due capsule, un cavo di Kevlar e una rotazione: una soluzione semplice in apparenza ma che mette alla prova la fisica, l’ingegneria e la fisiologia umana.
In un post pubblicato lo scorso 10 aprile ho preso in esame uno dei principali rischi biologici di una missione con equipaggio verso Marte: l’esposizione alla radiazione cosmica galattica, composta anche da nuclei pesanti altamente energetici (HZE), capaci di provocare danni cellulari e al DNA, con possibili conseguenze sulla salute e sulle funzioni cognitive degli astronauti. (1)
Le missioni interplanetarie di lunga durata devono tuttavia affrontare anche un’altra sfida fisiologica (più nota al pubblico perché non di rado evocata dai mezzi di informazione): la permanenza prolungata in microgravità.
L’esperienza maturata a bordo della Stazione Spaziale internazionale (ISS) ha mostrato come l’assenza di un carico gravitazionale significativo comporti alterazioni dell’apparato muscolo-scheletrico, cardiovascolare e dell’equilibrio, oltre a modificazioni di altri sistemi dell’organismo.
Immaginiamo un viaggio verso Marte: l’astronave si allontana dalla Terra, attraversa per mesi lo spazio interplanetario e, una volta raggiunta la destinazione, deve consentire all’equipaggio di scendere sulla superficie di un pianeta dove l’accelerazione gravitazionale è pari a circa il 38% di quella terrestre.
Gli astronauti avranno affrontato radiazioni, isolamento, confinamento e ritardi nelle comunicazioni; avranno inoltre trascorso mesi in un ambiente nel quale il corpo umano non è evolutivamente adattato a vivere, quello della microgravità.
Quest’ultimo aspetto, apparentemente secondario rispetto alla propulsione o alla protezione dalle radiazioni, potrebbe diventare uno dei problemi centrali dell’esplorazione umana dello spazio profondo. (2)
Sulla Terra muscoli, ossa, sistema cardiovascolare ed apparato vestibolare funzionano in presenza di un’accelerazione gravitazionale di circa 9,81 m/s². (3)
In orbita, invece, gli astronauti si trovano in una condizione di caduta libera: la gravità continua ad agire ma il veicolo e il suo equipaggio cadono insieme, dando luogo alla condizione comunemente chiamata microgravità.
Le conseguenze fisiologiche non sono trascurabili: la permanenza prolungata nello spazio può comportare perdita di massa muscolare e densità ossea, ridistribuzione dei fluidi corporei, decondizionamento cardiovascolare e disturbi dell’equilibrio.
Alcuni astronauti sviluppano inoltre alterazioni neuro-oculari studiate dalla NASA nell’ambito della sindrome neuro-oculare associata al volo spaziale, nota come SANS.
Non tutti questi effetti si manifestano con la stessa intensità in ogni individuo e diverse contromisure (dall’esercizio fisico alla gestione dell’alimentazione e dei fluidi) possono attenuarne alcuni.
Rimane tuttavia aperta una questione fondamentale: per una missione di molti mesi, potrebbe esser preferibile ricreare a bordo una condizione di gravità artificiale anziché limitarsi a contrastare gli effetti della sua assenza.
La questione è al centro di un post di Ethan Siegel pubblicato su Big Think il 9 ottobre 2026. (4)
L’autore esamina una proposta tanto semplice da sembrare quasi paradossale: collegare due veicoli spaziali con un cavo in Kevlar e metterli in rotazione intorno al suo centro, una soluzione che non richiede nuova fisica ma un’applicazione intelligente di principi ben conosciuti.
Per comprenderne le potenzialità ed i limiti, occorre però passare dalla meccanica alla fisiologia, e da questa all’ingegneria dei sistemi spaziali.
La proposta di Siegel si fonda su una distinzione essenziale: generare una sensazione di peso non significa necessariamente creare un campo gravitazionale.
Secondo il principio di equivalenza di Einstein, in un ambiente sufficientemente piccolo gli effetti locali di un’accelerazione possono essere indistinguibili da quelli di un campo gravitazionale uniforme: è questo principio a rendere plausibile l’idea di un veicolo spaziale capace di simulare, almeno localmente, alcune condizioni della vita terrestre.
Esistono due possibilità concettuali.
La prima consiste nell’accelerare continuamente un veicolo mediante la propulsione: se un razzo producesse un’accelerazione costante pari ad "1 g" gli astronauti avvertirebbero una spinta contro il pavimento simile a quella sperimentata sulla Terra. In questo caso il problema non è soltanto energetico: mantenere tale accelerazione per mesi richiederebbe enormi quantità di propellente oltre a prestazioni propulsive e masse di reazione incompatibili con le architetture convenzionali delle missioni interplanetarie.
La seconda possibilità consiste nel far ruotare il veicolo: in un sistema rotante un corpo situato ad una distanza "r" dall'asse è soggetto a un'accelerazione centripeta di modulo a=ω²r dove ω è la velocità angolare espressa in radianti al secondo.
Per chi si trova all’interno della struttura, il pavimento esercita una forza di contatto che modifica la traiettoria del corpo e gli impedisce di proseguire lungo il proprio moto inerziale: la sensazione è quella di essere spinti verso l’esterno della struttura rotante, cioè verso il pavimento. Nel sistema di riferimento solidale con la struttura si descrive questo effetto introducendo la forza centrifuga apparente.
È importante precisare che non si sta producendo un nuovo campo gravitazionale: si sta creando un ambiente accelerato nel quale gli oggetti hanno peso apparente. Questa distinzione non impedisce che la soluzione possa risultare utile dal punto di vista fisiologico ma impone di considerare gli effetti della rotazione, che non si presentano nello stesso modo in un campo gravitazionale uniforme.
Siegel prende in esame proprio questa seconda possibilità.
La gravità artificiale mediante rotazione non è certo una novità.
Nel 1929 Hermann Potočnik, noto anche con lo pseudonimo di Noordung, descrisse nel libro "Das Problem der Befahrung des Weltraums" una stazione spaziale rotante capace di generare condizioni di gravità artificiale.
Il concetto è poi entrato nell’immaginario collettivo grazie alla grande ruota spaziale di "2001: Odissea nello spazio", il film di Stanley Kubrick del 1968.
Una ruota o un cilindro rotante richiedono però una struttura rigida di grandi dimensioni con masse distribuite e collegate meccanicamente, mentre l’idea esaminata da Siegel offre un’alternativa: sostituire gran parte della struttura con un collegamento relativamente leggero, un cavo resistente.
Il principio è essenziale, due capsule, preferibilmente di massa uguale, vengono collegate da un cavo in Kevlar e messe in rotazione attorno al comune centro di massa; la tensione del cavo fornisce la forza centripeta necessaria a mantenere entrambe le capsule sulla traiettoria circolare.
L’esperimento dimostrò che i collegamenti flessibili tra veicoli spaziali sono una possibilità ingegneristica reale e non una pura invenzione fantascientifica.
Occorre però evitare un equivoco: Gemini 11 rappresenta un precedente sperimentale significativo per la dinamica dei sistemi collegati da cavi, non una dimostrazione della fattibilità di un habitat rotante per missioni interplanetarie capace di mantenere stabilmente un'accelerazione di 1 g per mesi (l’accelerazione ottenuta era molto piccola). (5)
Il vantaggio della proposta è evidente: non occorrerebbe costruire una ruota abitabile né assemblare una struttura rigida lunga centinaia di metri; il collegamento potrebbe essere dispiegato nello spazio ed il sistema messo in rotazione mediante opportuni dispositivi di controllo e propulsori.
Siegel, ipotizzando due capsule di massa uguale con il centro di rotazione a metà del cavo, considera tre configurazioni indicative per ottenere un’accelerazione prossima a quella terrestre:
un cavo di 20 metri che richiederebbe una velocità pari a circa 9,5–10 giri al minuto;
uno di 200 metri che consentirebbe di ridurre la velocità a circa 3 giri al minuto:
uno di 2 km per cui la velocità necessaria crollerebbe a 0,95 giri al minuto.
La relazione matematica è semplice ma rivela subito un problema: per ridurre il numero di rotazioni al minuto bisogna aumentare il raggio.
Per ottenere un’accelerazione pari a un g, la velocità angolare necessaria è pari a ω = √(g/r)
Aumentando il raggio la velocità angolare diminuisce secondo la radice quadrata del raggio, ma questo significa che per dimezzare la velocità angolare non basta raddoppiare il raggio, occorre quadruplicarlo: una struttura più grande può risultare più confortevole per l’organismo ma diventa più impegnativa dal punto di vista della dinamica e del controllo.
Inoltre, la velocità tangenziale cresce con il raggio secondo la relazione: v = ωr = √(gr) e cioè la velocità tangenziale v è uguale alla velocità angolare ω moltiplicata per il raggio r, ed è anche uguale alla radice quadrata del prodotto tra l’accelerazione g e il raggio r.
Per mantenere un’accelerazione di 1 g ad un raggio di un chilometro la velocità tangenziale risulta prossima a cento metri al secondo.
Il sistema possiede quindi un momento angolare considerevole, che deve essere gestito e mantenuto: una rotazione più lenta riduce alcuni problemi fisiologici, ma non rende automaticamente più semplice il controllo dell’intera struttura.
È il tipico compromesso dell’ingegneria: ciò che migliora una caratteristica del sistema può peggiorarne un’altra.
L'organismo non percepisce il peso attraverso un singolo sensore: il nostro cervello integra informazioni provenienti dal sistema vestibolare dell’orecchio interno, dalla vista, dai recettori muscolari e articolari e dai segnali propriocettivi.
Sulla Terra questi sistemi operano all'interno di un ambiente familiare: il campo gravitazionale è praticamente uniforme su scala umana e la Terra non ruota abbastanza rapidamente da produrre effetti percettivi significativi nella vita quotidiana.
Invece in un habitat rotante l'accelerazione cambia con la distanza dall'asse: se una persona è in piedi, i piedi si trovano più lontani dal centro di rotazione rispetto alla testa e sperimentano quindi un’accelerazione maggiore.
In una struttura di piccolo raggio questa differenza diventa rilevante.
A ciò si aggiunge l'effetto di Coriolis: in un sistema rotante un corpo che si muova rispetto alla struttura subisce un'accelerazione apparente che dipende dalla velocità angolare e dalla velocità del suo movimento. (6)
In termini quotidiani un astronauta che muova rapidamente la testa, alzi un braccio o si sposti rispetto all’asse può percepire sensazioni insolite: il conflitto tra segnali vestibolari e visivi può pertanto provocare nausea, disorientamento e malessere da movimento.
Questi problemi non sono soltanto ipotetici: la ricerca sperimentale sull'adattamento sensomotorio in ambienti rotanti ha studiato direttamente gli effetti dei movimenti della testa e delle forze di Coriolis. (7)
Si è così compreso come non sia sufficiente ottenere un'accelerazione numericamente uguale ad 1 g per viaggiare per lunghi periodi nello spazio, ma sia altresì importante realizzare un ambiente nel quale una persona possa alzarsi, camminare, lavorare, mangiare e dormire senza che i normali movimenti producano un conflitto sensoriale costante.
Siegel si domanda poi quanto grande dovrebbe essere un habitat rotante per soddisfare le condizioni indicate.
La questione delle dimensioni non ha una risposta universale perché dipende dalla velocità angolare, dall'accelerazione desiderata, dalla postura degli astronauti e dai movimenti consentiti: non esiste una soglia unica che garantisca il comfort di ogni persona.
Una struttura che colleghi due veicoli con un cavo lungo circa due chilometri abbiamo visto che consente alla rotazione di scendere ad una velocità inferiore ad un giro al minuto: strutture ancora più grandi di dimensioni nell'ordine di alcuni chilometri sarebbero preferibili per ridurre ulteriormente gli effetti della rotazione.
Si tratta tuttavia di valutazioni progettuali, non di dimensioni già validate da prove prolungate in volo.
Il titolo dell’articolo di Siegel richiama il Kevlar per la realizzazione del cavo, ma il problema scientifico non consiste soltanto nello stabilire se questa fibra sia resistente quanto il capire se un cavo flessibile possa costituire un elemento affidabile per un "habitat abitato".
Il Kevlar è una fibra aramidica caratterizzata da un elevato rapporto tra resistenza meccanica e massa ed è impiegato in numerose applicazioni nelle quali la resistenza alla trazione è importante.
Tuttavia la resistenza dichiarata di una fibra non coincide automaticamente con quella di un cavo spaziale completo: un sistema reale deve comprendere infatti guaine, terminazioni, raccordi e punti di ancoraggio.
La resistenza complessiva dipende dalla costruzione del cavo, dai carichi dinamici, dall’invecchiamento e dai margini di sicurezza.
Occorre inoltre verificare il comportamento del materiale nel vuoto, sotto cicli termici ripetuti e in presenza di radiazioni e impatti di micrometeoriti.
Un ulteriore problema è rappresentato dalle oscillazioni: un cavo non è infatti un'asta rigida ma può flettersi, vibrare e propagare perturbazioni.
Questi fenomeni possono interagire con il moto orbitale e con la rotazione del sistema, rendendo necessario un controllo attivo dell’assetto.
Non sarebbe quindi corretto concludere che, poiché il Kevlar è resistente, una coppia di capsule collegate da questo materiale risulti automaticamente sicura: la scelta del materiale con cui realizzare il cavo dovrebbe essere il risultato di un'analisi strutturale completa che potrebbe anche portare a preferire materiali o architetture differenti.
Immaginiamo due capsule di massa uguale che ruotino attorno al loro centro di massa: in condizioni ideali la configurazione è simmetrica ma nella realtà gli astronauti si spostano, le attrezzature vengono trasferite ed i consumabili si esauriscono modificando la distribuzione delle masse ed il momento d’inerzia.
Un movimento interno non provoca necessariamente un'immediata perdita di stabilità in quanto, in assenza di forze esterne, il momento angolare complessivo si conserva; tuttavia la velocità di rotazione e le tensioni nella struttura possono cambiare, e così il comportamento dinamico può diventare più complesso rendendo perciò necessario misurare e correggere le perturbazioni.
Una struttura composta da due sole masse collegate può risultare più sensibile alle variazioni rispetto ad una ruota o ad un cilindro, nei quali la massa è distribuita in modo più uniforme; pertanto un progetto credibile dovrebbe prevedere sensori, sistemi di navigazione, controllo dei propulsori e procedure per gestire anomalie, vibrazioni e possibili danni al cavo.
In un veicolo abitato, la stabilità non è soltanto una proprietà meccanica: è una condizione necessaria per la sicurezza dell’equipaggio.
Fin qui abbiamo considerato soprattutto la possibilità di produrre un'accelerazione ma il problema più importante è in realtà quello biologico: un ambiente rotante può davvero proteggere l'organismo dagli effetti della microgravità?
La letteratura scientifica offre motivi per essere ottimisti ma invita nello stesso tempo alla prudenza.
Una rassegna pubblicata nel 2026 su Physiological Reviews, intitolata "Gravity, microgravity, and artificial gravity: physiological effects, implementation, and applications", esamina gli effetti della gravità sui sistemi scheletrico, muscolare, cardiovascolare, respiratorio e neurologico: gli autori vi descrivono come la microgravità alteri il carico meccanico sullo scheletro, la regolazione cardiovascolare e la distribuzione dei fluidi corporei.
La gravità artificiale potrebbe in linea di massima ripristinare alcuni degli stimoli persi, ma l'efficacia dipende dalla modalità e dalla durata dell'esposizione.
Un'importante verifica sperimentale è stata condotta nell'ambito del programma AGBRESA (Artificial Gravity Bed Rest with European Space Agency) realizzato con la partecipazione di NASA, ESA e del DLR (Centro aerospaziale tedesco).
Nello studio, 24 volontari sono stati sottoposti a 60 giorni di riposo a letto con inclinazione della testa verso il basso, una procedura utilizzata per simulare alcuni effetti fisiologici della microgravità.
I partecipanti sono stati suddivisi in tre gruppi: controllo, centrifugazione continua e centrifugazione intermittente: due gruppi sperimentali ricevevano ogni giorno 30 minuti di centrifugazione con un'accelerazione di circa 1 g al centro di massa.
I risultati sono interessanti ma non autorizzano a concludere che la gravità artificiale risolva tutti i problemi. (8)
Uno studio pubblicato nel 2023 su Clinical Autonomic Research ha rilevato che la centrifugazione quotidiana attenuava la riduzione della tolleranza ortostatica, cioè la capacità di mantenere la pressione e la circolazione sanguigna in condizioni erette dopo il periodo di riposo a letto.
La riduzione del tempo necessario a raggiungere una condizione di presincope era inferiore nei gruppi sottoposti a gravità artificiale rispetto al gruppo di controllo.
Un altro lavoro, pubblicato nel 2021 sull'European Journal of Applied Physiology, ha esaminato la capacità aerobica e la funzione muscolare: la centrifugazione non ha preservato significativamente la capacità aerobica, ma ha attenuato alcune perdite di forza e potenza muscolare.
Questi risultati suggeriscono che la gravità artificiale possa offrire benefici fisiologici selettivi ma non dimostrano che un essere umano possa vivere per mesi in una struttura rotante senza subire alterazioni significative.
Occorre ricordare una distinzione metodologica: il riposo a letto è un modello sperimentale utile ma non riproduce integralmente il volo spaziale nel quale intervengono anche radiazioni, confinamento, stress psicologico ed altri fattori; inoltre 24 partecipanti rappresentano un campione relativamente piccolo per valutare effetti complessi e di lunga durata.
Una revisione pubblicata nell’ottobre 2026 su Frontiers in Space Technologies giunge ad una conclusione analoga: le evidenze sono promettenti per alcuni aspetti cardiovascolari e funzionali, ma rimangono insufficienti per affermare una protezione duratura e generalizzata di ossa, sistema neuro-oculare, sistema immunitario, sonno e altre funzioni.
Gli autori sottolineano la necessità di studi più ampi e di una validazione progressiva, dagli esperimenti terrestri ai dimostratori in orbita.
La conclusione più ragionevole è dunque che la gravità artificiale costituisca una possibile contromisura integrativa ma non una cura universale contro gli effetti della permanenza nello spazio.
Il cavo di Kevlar non è l’unica soluzione possibile: una prima alternativa consiste nel costruire una struttura rotante di grandi dimensioni (come una ruota o un cilindro) dove la zona abitabile si troverebbe lungo la periferia mentre l'asse centrale potrebbe ospitare sistemi che non necessitano di gravità artificiale.
Una seconda soluzione consiste nell'installare nella navicella una centrifuga a braccio corto nella quale gli astronauti possano trascorrere periodi limitati ogni giorno.
Il vantaggio è evidente, non sarebbe necessario mettere in rotazione l'intero veicolo, tuttavia il limite di questa soluzione sta nel fatto che l'accelerazione varierebbe sensibilmente lungo il corpo: se la testa si trova vicino all'asse ed i piedi sono più lontani questi ultimi sperimentano un'accelerazione maggiore (inoltre le forze di Coriolis possono provocare malessere durante i movimenti).
Gli studi AGBRESA hanno dimostrato che protocolli di centrifugazione intermittente possono essere tollerati da volontari selezionati, ma la tollerabilità di sessioni relativamente brevi non equivale alla dimostrazione della sicurezza di un habitat rotante abitato ininterrottamente.
Le due architetture rispondono inoltre a obiettivi diversi: una centrifuga interna offre brevi esposizioni quotidiane mentre un habitat rotante potrebbe garantire una stimolazione gravitazionale continua permettendo agli astronauti di camminare e svolgere le normali attività quotidiane.
La scelta dipenderà da quanto sarà necessario proteggere ciascun sistema fisiologico, per quanto tempo e con quale livello di gravità.
Potrebbe anche emergere una soluzione intermedia: una centrifuga per il trattamento quotidiano, accompagnata dall'esercizio fisico e da altre contromisure fisiologiche.
Uno degli aspetti ancora irrisolti riguarda l'intensità dell'accelerazione necessaria a mantenere in salute l'organismo.
Siamo abituati a considerare 1 g come il riferimento naturale perché è l'accelerazione alla quale il corpo umano si è adattato sulla Terra ma non è dimostrato che ogni sistema fisiologico richieda necessariamente un'accelerazione terrestre completa, né che tutti i sistemi abbiano la stessa soglia.
La gravità sulla Luna è circa un sesto di quella terrestre, su Marte è circa il 38%: non sappiamo ancora con sufficiente certezza se una permanenza prolungata a questi livelli sia adeguata per mantenere la salute di ogni sistema corporeo.
La questione è particolarmente importante per missioni di lunga durata e per eventuali insediamenti permanenti: gli effetti della gravità parziale su bambini, gravidanze e sviluppo umano richiederebbero studi specifici: non possono essere considerati automaticamente sicuri sulla base dei dati raccolti sugli astronauti adulti.
Anche la durata dell'esposizione potrebbe essere determinante: un'accelerazione di 1 g per pochi minuti al giorno potrebbe produrre benefici per alcune funzioni ma essere insufficiente per altre mentre un'esposizione continua ad un'accelerazione inferiore potrebbe offrire vantaggi diversi.
La revisione di Briard e Baatout del 2026 insiste proprio su questo punto: la gravità artificiale deve essere valutata in funzione della specifica risposta biologica che si vuole ottenere anziché essere trattata come una soluzione unica e universalmente efficace.
La ricerca futura dovrà quindi determinare non soltanto il valore di accelerazione ottimale, ma anche la durata, la frequenza e la geometria dell'esposizione: si tratta di una questione sperimentale, non di un problema risolvibile con la sola meccanica classica.
Perché un sistema di gravità artificiale diventi realmente utilizzabile occorrerà dimostrare che i benefici biologici compensino la massa, la complessità ed i rischi aggiuntivi.
Un veicolo interplanetario dotato di due capsule collegate da un cavo dovrebbe poter passare dalla configurazione di lancio a quella rotante, controllare la rotazione, mantenerla stabile durante il viaggio e arrestarla quando necessario.
Dovrebbe inoltre poter gestire emergenze, manutenzione, attracco e trasferimenti dell'equipaggio.
L'esigenza di sicurezza è particolarmente elevata perché una missione verso Marte non consente un ritorno rapido sulla Terra: un problema strutturale o un guasto del sistema di controllo potrebbe compromettere l'intera missione.
La NASA affronta questi temi attraverso i propri standard per i sistemi spaziali abitati che includono requisiti relativi alla salute degli astronauti, alla progettazione degli ambienti, ai fattori umani e alla sicurezza operativa; questi standard tuttavia non costituiscono una validazione del progetto discusso da Siegel, ma illustrano il livello di analisi necessario prima che una tecnologia possa essere considerata adatta al volo umano.
Un percorso di sviluppo ragionevole potrebbe articolarsi in diverse fasi quali:
Esperimenti terrestri, per studiare gli effetti fisiologici della centrifugazione e individuare i regimi di rotazione tollerabili.
Dimostratori robotici in orbita, per verificare dispiegamento del cavo, stabilità dinamica, vibrazioni e controllo dell'assetto.
Prove con equipaggio, per misurare l'adattamento sensomotorio e la risposta fisiologica in condizioni reali.
Validazione operativa, per dimostrare che il sistema possa essere mantenuto in sicurezza durante missioni prolungate.
Questa progressione è infatti coerente con le raccomandazioni della letteratura recente sulla gravità artificiale: prima dimostrare l'efficacia biologica, poi verificare la compatibilità con l'ambiente spaziale e infine integrare la tecnologia in un'architettura di missione.
La vera lezione che si può ricavare dall'analisi di Siegel si può riassumere nel fatto che per organizzare un volo umano su Marte non sia sufficiente risolvere un problema di fisica; la proposta del cavo di Kevlar è senz'altro interessante in quanto riduce un problema apparentemente gigantesco a pochi elementi, e cioè due masse, un collegamento ed una rotazione.
La fisica ci dice che è possibile produrre un'accelerazione equivalente a quella terrestre, la meccanica classica permette di calcolare la velocità angolare necessaria mentre la scelta dei materiali e dei sistemi di controllo appartiene all'ingegneria.
Tuttavia l'organismo umano introduce un livello di complessità ulteriore: la stessa accelerazione può essere ottenuta con configurazioni molto diverse che tuttavia non sono fisiologicamente equivalenti (un sistema che funziona perfettamente in termini meccanici potrebbe risultare scomodo o persino intollerabile per le persone che dovrebbero abitarlo).
È una distinzione che vale ben oltre questo particolare progetto: nello spazio (come in molti altri settori della tecnologia) la fattibilità fisica rappresenta soltanto il primo gradino pertanto una soluzione deve essere anche stabile, affidabile, efficiente e compatibile con le capacità dell'organismo umano.
La gravità artificiale ottenuta mediante rotazione è una possibilità scientificamente fondata ma non è una tecnologia già pronta per le missioni interplanetarie.
Il cavo potrebbe rivelarsi utile per dimostrazioni sperimentali o per specifiche architetture di missione; per un habitat di lunga durata potrebbe tuttavia essere preferibile una struttura rotante più complessa, oppure una combinazione di centrifugazione intermittente e contromisure fisiologiche.
Sappiamo già costruire veicoli spaziali capaci di ruotare: la vera sfida è trasformare quella rotazione in un ambiente nel quale il corpo umano possa vivere per mesi, mantenendo salute, equilibrio e capacità operative.
Finché non avremo risposto a questa domanda attraverso esperimenti adeguati, la gravità artificiale rimarrà una delle prospettive più promettenti dell’esplorazione spaziale, ma anche una delle più impegnative da realizzare.
Note:
(1) "E' probabile che il cervello, più ancora de rischio oncologico, rappresenti il vero limite biologico operativo per una missione umana su Marte", 10 aprile 2026.
(2) L'astronauta Randolph Bresnik ha chiarito bene i termini del problema in un video divulgativo: "... quando affronti un viaggio di 9 mesi verso Marte l'ultima cosa vorresti che ti succedesse è di romperti una gamba appena uscito dall'astronave ...".
Il tema è discusso anche da Emilio Cozzi in Geopolitica dello spazio, Il Saggiatore, 2024.
(3) Come osserva Luciano Rezzolla nel saggio "L'irresistibile attrazione della gravità" (2021), il nostro rapporto con gravità terrestre precede di molto la conoscenza consapevole delle leggi fisiche: il corpo impara infatti sin dall'inizio della vita a reagire ai suoi effetti.
Rezzolla cita nel testo il riflesso di Moro - una risposta involontaria ed innata ad un'improvvisa sensazione di perdita di sostegno (ma anche ad uno stimolo acustico intenso) per cui il bambino estende bruscamente le braccia, apre le mani e poi le richiama verso il corpo - presente alla nascita e che tende a scomparire intorno ai quattro-sei mesi.
È suggestivo interpretarlo come una delle prime manifestazioni della sensibilità del neonato alle variazioni del sostegno corporeo e dell'orientamento nello spazio, fenomeni questi legati alla gravità, ma occorre precisare che tale riflesso non ne costituisca una risposta specifica né si possa considerarlo la prima esperienza della gravità.
Infatti già nell'utero materno il feto è sottoposto alla gravità terrestre sebbene immerso nel liquido amniotico e sostenuto dai tessuti materni.
Il riflesso rappresenta piuttosto una risposta neurologica primitiva a stimoli improvvisi, tra cui quelli che simulano una perdita di sostegno.
La nascita segna quindi non il primo incontro con la gravità, ma un cambiamento radicale nel modo in cui il corpo deve confrontarsi con essa: da un ambiente di sostegno diffuso ad uno nel quale postura, equilibrio e movimenti devono progressivamente adattarsi alle forze che agiscono sul corpo.
(4) Si tratta del post "Can a Kevlar tether create artificial gravity in space? A huge obstacle for human bodies in space is that we fare poorly in zero/reduced gravity. Can two rotating, tethered capsules overcome that?" pubblicato sul blog BIG THINK da Ethan Siegel il 9 ottobre 2026
(5) L'obiettivo perseguito dalla NASA era quello di ottenere una rotazione lenta del sistema sfruttando il collegamento e la dinamica orbitale.
Vedi NASA, documentazione sulla missione Gemini 11 e sull’esperimento di rotazione con il veicolo Agena, 1966: l’esperimento produsse un’accelerazione molto piccola, non paragonabile a quella necessaria per un habitat abitato con gravità terrestre.
(6) In forma vettoriale, nel sistema di riferimento rotante, essa è espressa da a(c) = - 2 ω x v dove ω è il vettore velocità angolare e v la velocità del corpo rispetto al sistema rotante; il segno "-" dipende dalla convenzione adottata per le accelerazioni apparenti.
(7) Un rapporto disponibile nel NASA Technical Reports Server - "Sensorimotor aspects of high-speed artificial gravity: III. Sensorimotor adaptation", NTRS del 1 gennaio 2002 - è dedicato agli aspetti sensomotori della gravità artificiale ad alta velocità; documenta come tali effetti possano compromettere il comfort e richiedere un periodo di adattamento .
Un altro riferimento classico è il lavoro di Laurence R. Young, del MIT, "Artificial Gravity Considerations for a Mars Exploration Mission", pubblicato negli Annals of the New York Academy of Sciences, dove l'autore discute il compromesso tra accelerazione, raggio e velocità di rotazione, sottolineando che i movimenti della testa e le forze di Coriolis possono limitare l'utilità delle centrifughe di piccolo raggio quando si voglia ottenere un'esposizione prolungata.
(8) "... Il centro medico Medes di Tolosa avvia regolari campagne di reclutamento di volontari che per 60 giorni devono rimanere stesi su un letto inclinato di 6° dalla parte della testa e senza mai potersi muovere: il tempo di impiego totale, comprese le analisi preliminari e successive, è di 88 giorni per un compenso di 18.000 euro elargiti in 4 anni. Si tratta di una tipologia di ricerca chiamata "bed rest" in grado di simulare gli effetti della microgravità al suolo ..." (vedi il saggio "Geopolitica dello spazio" di Emilio Cozzi, Saggiatore 2024)
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