Gli scienziati di Pechino affermano di aver sviluppato un generatore in grado di trasformare il gas caldo che si muove a velocità ipersonica in un’intensa corrente elettrica in grado di alimentare armi futuristiche.
L’elettricità prodotta potrebbe essere utilizzata per caricare laser militari, armi a microonde, cannoni a rotaia e altre armi a energia pulsata, secondo l’Istituto di Meccanica dell’Accademia delle Scienze cinese.
Secondo i ricercatori, la tecnologia potrebbe essere utilizzata anche per scopi civili, come dispositivi per la produzione di energia da fusione nucleare o per inviare una raffica di forti segnali SOS in caso di emergenza. Il dispositivo ha prodotto più di 10 volte la potenza generata negli esperimenti precedenti, hanno dichiarato i ricercatori in un articolo pubblicato il 19 gennaio sul Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics. Il sistema di generazione funziona innescando esplosioni che trasformano il gas in un plasma in rapido movimento. Poi converte l’energia del plasma in elettricità ad alta potenza.
In un esperimento, il sistema ha generato onde d’urto ad alta energia attraverso un’esplosione di idrogeno e ossigeno. Le onde d’urto hanno compresso il gas argon e lo hanno accelerato fino a Mach 14, ovvero 14 volte la velocità del suono, trasformando il gas inerte in un plasma altamente conduttivo pieno di ioni caldi ed elettricamente carichi. Il plasma è passato attraverso un componente chiamato generatore di magnetoidrodinamica, Mhd, uno strumento simile a un tubo in grado di raccogliere l’energia degli ioni in rapido movimento e di convertirla in elettricità, rirporta Scmp.
Il generatore Mhd ha prodotto rapidi impulsi di corrente elettrica fino a 212 kilowatt utilizzando meno di un litro di gas ipersonico, dimostrando il suo potenziale nel rilasciare un’esplosione di energia in un tempo estremamente breve per uso militare, secondo i ricercatori.
Il generatore Mhd rappresenta una soluzione ad alcuni dei maggiori limiti nello sviluppo e nel dispiegamento di armi a energia pulsata, che rilasciano enormi esplosioni di energia per distruggere un bersaglio. La combustione convenzionale, come la combustione di combustibili fossili in un motore a reazione, non può produrre fluidi ionizzati abbastanza velocemente per la generazione di elettricità ad alta potenza.
Questo tipo di generazione di elettricità richiede in genere una struttura grande e sofisticata con generatori che hanno molti componenti meccanici e richiedono una manutenzione regolare.
L’elettricità prodotta in questi impianti deve essere immagazzinata in supercondensatori in modo che l’energia possa essere rilasciata in una frazione di secondo. I supercondensatori sono pesanti e ingombranti e l’uso ripetuto comporta un enorme onere per i loro costosi e complessi componenti. Il generatore MHD può invece produrre elettricità ad alta potenza in un sistema semplice e relativamente compatto.
«Il generatore MHD non ha parti rotanti e presenta numerosi vantaggi unici (…) Ha una grande capacità e un’alta efficienza. Non sono necessari componenti intermedi per l’accumulo di energia. L’energia può essere trasferita direttamente al carico senza un interruttore ad alta potenza. E il dispositivo può avviarsi rapidamente» si legge nello studio.
Alcune armi laser di grandi dimensioni in fase di sviluppo necessitano di un megawatt o più di elettricità per distruggere un bersaglio a grande distanza.
La Cina sta sviluppando un’arma a microonde ad alta potenza per disturbare aerei e satelliti, un dispositivo che richiederebbe un gigawatt di energia in ingresso.
Il team di ricerca ha dichiarato che il suo sistema di generazione potrebbe produrre un gigawatt di elettricità da soli cinque metri cubi di plasma ipersonico. Il team ha detto che altri ricercatori avevano provato a far esplodere la dinamite per generare onde d’urto ipersoniche per un generatore Mhd, ma questo approccio richiedeva molti esplosivi chimici ed è stato ampiamente abbandonato a causa di problemi di sicurezza.
Le piattaforme mobili per le armi a energia pulsata, come le navi da guerra, gli aerei e i camion, dovrebbero superare molti problemi ingegneristici per poter ospitare un dispositivo a detonazione d’urto.
Il sistema allo studio contiene un tunnel di detonazione composto da diverse sezioni di tubi, ciascuna separata da membrane metalliche che consentono agli scienziati di controllare le esplosioni.
Tuttavia, il ricercatore di Pechino ha osservato che ricaricare nuove membrane dopo ogni colpo potrebbe essere difficile sul campo di battaglia, a meno che il lavoro non possa essere automatizzato in modo rapido e affidabile.
L’esplosione che genera energia potrebbe anche produrre un forte rumore che rivelerebbe la posizione dell’arma. Il generatore del team di ricerca è stato assemblato e testato presso una struttura di ricerca per lo sviluppo di armi ipersoniche. L’istituto di Pechino, creato nel 1956 svolge un ruolo importante nella ricerca ipersonica del Paese.
Il programma di armi ipersoniche della Cina è stato fondato con l’obiettivo di sviluppare missili in grado di viaggiare a più di cinque volte la velocità del suono e di penetrare un sistema di difesa aerea.
Maddalena Ingroia
