Guscio planetario

Descrizione

Il guscio planetario (chiamato anche cupola planetaria o barriera planetaria) è una cupola artificiale che avvolge un oggetto astronomico, che può essere un pianeta, un satellite naturale o un asteroide. È l'evoluzione della cupola nazionale.

Vantaggi nel costruire un guscio planetario

Costruendo una cupola statica attorno a un pianeta è possibile stabilire elementi quali la composizione, la temperatura e la pressione dell'atmosfera. Inoltre è possibile ottenere dei benefici che non si avrebbero con la normale atmosfera, per esempio bloccare le radiazioni ultraviolette.

L'unico fattore non controllabile da una cupola statica è la gravità: tuttavia i gusci planetari sono dinamici e informatizzati, predisposti per generare una gravità artificiale. In questo modo anche i piccoli pianeti possono sperare di ottenere un'accelerazione di gravità che si avvicina molto al valore presente su Gea (9,81 m/s²).

Aspetto e funzionalità

Il guscio planetario è composto in mimateria, quindi offre dei vantaggi evidenti rispetto alla materia ordinaria, tra cui una maggiore leggerezza e la capacità di autoriparare i propri danni. Come qualsiasi oggetto costruito in mimateria, parti dei gusci planetari possono decadere senza preavviso. Per evitare questo disastro, i gusci planetari sono controllati di continuo e progressivamente sostituiti a distanza di anni, creando uno strato parallelo sottostante identico ma fatto di mimateria sempre più efficiente.

Il modello specifico del guscio planetario varia a seconda della mimateria di cui è composto.

Altezza dei gusci e gusci multipli

Numerazione progressiva

In fase avanzata, sulle colonie più importanti si creano due o più gusci planetari, sia per aumentare la sicurezza sia per una questione di prestigio. In questo caso i gusci sono numerati progressivamente a partire da quello più interno (guscio 1). Il guscio planetario più interno (guscio 1) è in genere il primo a essere costruito, perché crearne uno intermezzo richiede di smontare parte dell’architettura di sostegno.

Grazie alla mimateria, il guscio planetario è molto leggero, per cui i pilastri di sostegno necessari per sostenerlo sono in numero limitato. Per la costruzione di un nuovo guscio si usa come base il guscio planetario già presente, sul quale si creano le infrastrutture per sostenere il nuovo guscio planetario. Ogni guscio è costruito a un’altezza tra i 5 km e i 10 km rispetto al guscio sottostante, ma questa distanza può variare a seconda degli scopi della colonia ed essere diversa tra i vari livelli.

Raggio dei gusci

Il raggio di un guscio planetario dipende dalla colonia, dai progetti futuri e da numerosi altri fattori. In genere, comunque, il guscio planetario più interno (guscio 1) è costruito a un’altezza pari a circa 5 km più alto della montagna più elevata. Il guscio 1 quindi comprende i satelliti artificiali inferiori (quelli usati per esempio per rilevare le caratteristiche del terreno e la temperatura che, su Gea, sono presenti nelle orbite polari ad altezze tra i 500 m e 1 km), mentre i satelliti artificiali geostazionari (cioè fermi rispetto al pianeta perché hanno lo stesso moto di rotazione, che su Gea si trovano a 36 000 km di altezza dal suolo) si trovano generalmente oltre il guscio più esterno, anche se non è raro trovare gusci esterni in posizioni più elevate rispetto alle orbite geostazionarie.

Caratteristiche comuni ai vari gusci

Le mimaterie dei gusci sono molto simili tra loro e hanno delle direttive in comune.

Direttive principali

Una delle direttive più importanti ordina di creare una sfera, cioè di continuare a replicarsi in modo da mantenere sempre lo stesso raggio di distanza dal nucleo della colonia (la distanza è un'altra direttiva, che varia a seconda della colonia).

La mimateria del guscio planetario è creata per essere molto leggera e resistente, capace di resistere agli impatti minori di asteroidi e di proiettili; tuttavia la resistenza varia di colonia in colonia, a seconda del tipo di mimateria di cui si è fatto uso. I primi gusci avevano uno spessore rilevante, ma con il tempo si sono sempre più assottigliati, mantenendo la stessa resistenza o migliorandola. I gusci planetari delle prime colonie, sostituiti nei secoli successivi da gusci migliorati, erano poco resistenti e pensati soltanto per essere leggeri e mantenere l’atmosfera e la temperatura voluta, in modo da favorire l’insediamento nella colonia. Con la nascita di armi sempre più potenti innestate sulle astronavi, i gusci sono stati sostituiti da mimaterie con direttive più incentrate sulla resistenza.

Sicurezza

I pilastri di sostegno che reggono i gusci sono sempre costruiti con una mimateria diversa rispetto al guscio planetario, per impedire che un proiettile antiblasto faccia cedere sia la cupola planetaria sia i sostegni collegati.

In colonie tecnologicamente più avanzate e più vecchie, i gusci planetari possono essere dotati di doppio strato, ciascuno formato da mimateria diversa. Questo permette al guscio di sopravvivere in caso di attacco con antiblasto, perché sarebbe distrutto soltanto lo strato superiore, mentre quello inferiore rimarrebbe integro; in questo modo si protegge tra l’altro l’architettura informatizzata presente all’interno.

Sistema informatizzato

I gusci planetari hanno una struttura cava all’interno, in modo da lasciar passare un sistema informatizzato e da lasciar scorrere l’energia necessaria per ricevere i dati informatici. La linea informatizzata di un guscio è suddivisa in segmenti autonomi, che comunicano con i segmenti limitrofi attraverso una connessione fisica molto sottile. In caso di avaria a un segmento, quindi, quest’ultimo viene isolato e i segmenti limitrofi non vengono coinvolti.

La buona salute del sistema informatizzato è continuamente monitorata. L’intera linea è ricoperta da nanobot autosufficienti, che si alimentano attraverso l’energia che scorre nel guscio stesso. Lo scopo dei nanobot è di prevenire gli errori, riparare i piccoli danni e impedire che i danni maggiori si espandano. In caso di anomalie, un allarme è inviato dalle aree limitrofe sane per avvertire il personale umano di intervenire.

Tempi di formazione e materiale da disgregare

Quando la mimateria si sta formando su un pianeta già provvisto di atmosfera, il processo richiede un tempo variabile. Se la mimateria trova gli atomi necessari per seguire le sue direttive e creare il guscio planetario, l'operazione può completarsi in pochi anni anche nei pianeti di largo diametro. Se invece non trova materiale da disgregare, i terrestri sono costretti a inviarle gas in astronavi automatiche; infatti non possono avvicinarsi con equipaggio, perché la mimateria disgregherebbe anche le astronavi pur di soddisfare le direttive.

Creazione durante la prima colonizzazione di un pianeta

Agli inizi della colonizzazione di un nuovo pianeta si costruiscono gusci in aree ristrette (simili alle cupole nazionali, anche se non ricalcano i confini di una Nazione) e si aspetta la formazione di atmosfera in queste aree; questa fase è fatta molto tempo prima di formare il guscio planetario e permette di iniziare una colonizzazione in zone ristrette. Nel frattempo, si inizia a creare una cupola più grande che avvolge le aree così definite e si genera al suo interno l'atmosfera adatta: una volta terminato il processo, le cupole minori sono distrutte (perché inutili).

Il processo si ripete con cupole sempre più grandi, fino a quando l’intero pianeta non è avvolto da un unico guscio planetario che contiene un’atmosfera diffusa. In realtà tutte le cupole, dalle più piccole al guscio planetario, sono iniziate quasi in contemporanea per accelerare la colonizzazione e quelle interne sono progressivamente smantellate quando una cupola superiore è pronta all'uso.

Generalmente il guscio planetario più interno (guscio 1) è il primo a essere costruito.

Funzionalità di base del guscio planetario

Le caratteristiche descritte di seguito fanno parte dei gusci planetari più avanzati.

Contenimento e regolazione dell’atmosfera

Nelle colonie prive di un campo magnetico capace di trattenere un’atmosfera, il guscio planetario si occupa di impedire che i gas atmosferici si disperdano. Inoltre permette di attuare misure interne per:

• regolare la temperatura;
• regolare la pressione atmosferica;
• regolare la composizione dei gas: se un gas è presente in quantità eccessive, si occupa di lasciar filtrare il gas voluto per disperderlo nello spazio.

Smistamento e regolazione della luce e delle onde

Assorbe le onde provenienti dalla colonia e si occupa di smistarle all’occorrenza. Per esempio, dirige le onde della connessione UWW con le altre colonie, permettendo quindi di registrare ogni messaggio nella rete partito dalla colonia; oppure rimanda indietro il segnale per indicare la posizione geografica a un dispositivo.

Il guscio planetario è pensato per assorbire le onde, immagazzinare il loro valore e replicarle all’interno. In questo modo può regolare il passaggio sia della luce luminosa sia delle comunicazioni esterne (indispensabile per accogliere gli aggiornamenti delle sonda UWW). Nel caso in cui la colonia non abbia una luce stellare esterna di cui beneficiare, in genere è il guscio 1 a provvedere all’illuminazione, simulando la luce stellare attraverso l’energia artificiale prodotta dal pianeta.

Protezione dallo spazio

Il guscio planetario blocca i livelli dannosi di radiazioni cosmiche, proteggendo la vita interna. Inoltre, i frammenti di materiale stellare di piccole dimensioni sono facilmente respinti dallo strato di mimateria (mentre i frammenti di medie-grandi dimensioni rappresentano un pericolo e sono anticipati con vari sistemi di allarme).

Difese automatiche da attacchi

Il materiale è resistente a sufficienza per sopportare gran parte degli impatti e dei proiettili. Tuttavia attacchi mirati, soprattutto di artiglieria pesante, possono provocare dei danni molto vasti impedendo al guscio planetario di auto-ripararsi in tempo utile per difendere la colonia o il successivo guscio interno. Ecco quindi che i gusci sono dotati di difese esterne o integrate. In caso di attacco, soprattutto se massiccio, si attivano determinate difese automatiche che possono essere disattivate manualmente solo tramite autorizzazione:

• un potente campo magnetico repulsivo che rallenta o devia i proiettili sparati a grande velocità;
• sigillazione di tutte le porte di accesso;
• attivazione di sistemi massicci di monitoraggio;
• se un guscio viene bucato, il guscio sottostante si ispessisce nella stessa posizione per prepararsi a un secondo attacco mirato (assottigliandosi di conseguenza in zone più esterne).

Difese per proteggere i gusci planetari

Se il pianeta è giovane e i coloni non sono ancora riusciti a creare l’atmosfera vivibile sulla colonia, la distruzione del guscio planetario può portare all’estinzione della vita sul pianeta. Lo stesso avviene se la colonia, pur non essendo giovane, si trova in una posizione tale che in mancanza di un guscio protettivo, potrebbe finire bruciata o congelata dallo spazio e dalle stelle. Ecco perché le colonie si dotano sempre di protezioni di base:

• sin da subito, i gusci planetari incorporano dei rilevatori antiblasto sparsi ovunque e sistemi di difesa che si attivano non appena è inviato un segnale di allerta, per esempio se si sta avvicinando un proiettile.
• leggi severe per impedire l’uso e il possesso di proiettili antiblasti, che possono distruggere un intero guscio fatto di uno specifico tipo di mimateria.
• gusci planetari più esterni composti da mimateria leggermente diversa (in modo che non ci sia il rischio di fondersi con la mimateria dei gusci sottostanti), che fungono semplicemente da barriera: se uno è distrutto, l’atmosfera è comunque trattenuta dagli altri gusci. Lo svantaggio è che sono più costosi e costringono a tecniche particolari per far uscire o entrare le astronavi.
• proiettili da sparare dall’interno della colonia, in grado di far esplodere alcune sezioni dei gusci planetari. I proiettili sono fatti esplodere attorno all’area colpita dall’antiblasto, in modo da isolarla dal resto del guscio e da bloccare la disintegrazione a catena; la mimateria sana seguirà la direttiva di ricostruire il guscio. Lo svantaggio è che per qualche tempo il guscio resterà con un buco, provocando scompensi nell’atmosfera.

Riparazione di un guscio danneggiato

Generalmente i danni ai gusci si autoriparano in poco tempo, grazie alle proprietà della mimateria con cui sono costruiti. Anche la linea informatizzata interna a un guscio è monitorata di continuo e, in caso di danni, è riparata dai nanobot presenti nell’intera linea.

In caso di danni considerevoli, tuttavia, si devono seguire delle procedure particolari: il segmento danneggiato della linea informatizzata viene riparato manualmente da persone umano (o robot esterni specializzati). Prima di tutto è necessario distruggere la guaina di mimateria che ricopre la linea informatizzata e tenerla poi aperta tramite dei divaricatori composti in mimateria diversa, che impediscono la chiusura del buco. Una volta risolto il danno, il divaricatore è tolto e la mimateria del guscio si occuperà di richiudere il buco.

Regolazione della gravità

Sistema gravitazionale

In genere la gravità artificiale è attivata all'interno del guscio 1. La strumentazione gravitazionale va ad alterare la legge di attrazione estesa (una legge di frequenza responsabile dell’attrazione gravitazionale) di un versino presente nel nucleo della colonia. Il versino è scelto stabilendo delle coordinate spaziali a partire dal guscio planetario, pertanto è un’operazione che richiede estrema precisione.

A seconda delle dimensioni della colonia, bisogna imprimere una quantità diversa di energia zero al guscio affinché alteri la legge; in colonie composte da una grande quantità di materia, la quantità di energia richiesta è enorme. Il valore di un singolo versino può essere alterato con molta precisione, ma poiché è quasi impossibile stabilire con precisione come saranno alterati a cascata i versini più periferici della colonia, l’alterazione della gravità risulta approssimativa. L’idea è comunque di tendere a una gravità vicina a quella terrestre.

La linea di spazio-gravità di transizione

Spesso il guscio planetario interno si occupa anche di contenere l’alterazione gravitazionale all’interno dello spazio da esso racchiuso, senza modificare la parte esterna; il motivo è di evitare l’alterazione naturale della colonia nello spazio esterno (alterazione pericolosa se sono presenti altri corpi celesti nelle vicinanze). Questo può essere fatto abbastanza facilmente alterando ogni singolo versino subito sopra il guscio stesso, riportandolo al valore naturale della colonia: poiché la modifica del singolo versino è precisa e poco costosa in termini di energia da immettere e le coordinate spaziali di questi versini sono facili da trovare, è possibile smorzare gradualmente l’attrazione, fino a raggiungere il valore della gravità naturale. Questa zona con gravità in diminuzione è chiamata linea di spazio-gravità di transizione.

Alcune strutture spaziali isolate potrebbero non richiedere la presenza di una linea di spazio-gravità di transizione.

Colonia e spazio attorno

La strumentazione gravitazionale altera l’attrazione gravitazionale entro un certo raggio, ma non cambia la massa o la materia della colonia. Al di fuori del raggio alterato, la colonia deforma lo spaziotempo come farebbe se fosse priva del guscio planetario. Esternamente la colonia sembra deformata verso l’origine della gravità artificiale (in genere il centro del nucleo), apparendo "stirata" verso i margini in cui la gravità riprende il suo valore naturale. A seconda di quanto la gravità è stata modificata, la deformazione può apparire più o meno marcata.

In genere la gravità artificiale si espande in modo uniforme e un soggetto che entra nel nuovo spazio gravitazionale avvertirà un fastidio sopportabile e facilmente ammortizzato dalle armature spaziali (anche se il corpo si dovrà adattare al cambiamento). Ma se la gravità artificiale viene improvvisamente interrotta o avviata, come avviene nelle linee di spazio-gravità di transizione, la presenza di armature spaziali è indispensabile per evitare traumi letali al corpo.

Quantità di energia zero richiesta

Anche in colonie ridotte, come le piccole lune, si richiede il continuo apporto di energia zero per mantenere stabile il valore della legge di attrazione estesa e quindi della gravità. Questo richiede di deviare una grande quantità di energia dai generatori zero del pianeta al guscio planetario. La quantità cresce di molto se la colonia è massiccia o se si prevede la creazione di uno spazio-gravità di transizione.

Rischi e sistemi gravitazionali alternativi

I rischi maggiori sono di due tipi:

• apporto di energia zero sotto i livelli minimi: il malfunzionamento di alcuni generatori zero di solito non comporta danni, perché in genere si dedicano interi generatori di scorta soltanto per il guscio planetario. Nel caso in cui i generatori rimasti attivi non bastassero ad apportare l’energia zero minima necessario per mantenere la gravità ai livelli voluti, si possono verificare alterazioni della gravità nell’intera colonia.
• la distruzione del guscio planetario: se sottoposto ad attacchi capaci di distruggere una sua parte, il guscio devia nelle zone ancora integre l’energia zero necessaria per mantenere la gravità ai normali livelli. Quando però il guscio viene distrutto oltre una certa percentuale si possono verificare gli effetti visti prima per la mancanza di apporto di energia zero sopra i livelli minimi. Quando il danno si estende e, in casi peggiori, il guscio viene completamente distrutto, la colonia perde la gravità artificiale e in poche ore o in pochi giorni (dipende da quanto è massiccia la colonia) ritorna a possedere la sua gravità naturale.

Passaggio delle astronavi attraverso i gusci planetari

In genere le astronavi attraccano nei porti spaziali, per poi scendere sul pianeta con navette inferiori o ascensori spaziali; ma capita spesso che le astronavi di piccole dimensioni ottengano il consenso di attraccare direttamente negli hangar del pianeta: in tal caso devono prima penetrare nel guscio planetario.

Accesso a impatto

Uno dei modi per permettere il passaggio delle astronavi attraverso il guscio planetario è di creare a forza un buco nella mimateria del guscio, delle dimensioni sufficienti per attraversare. Per eseguire la procedura si fa uso di missili antiblasti; in seguito, la mimateria si preoccuperà di autorigenerare il danno.

Lo svantaggio di questo sistema è che l’entrata e l'uscita delle astronavi sono limitate nel numero, per non lasciare troppi buchi aperti nel guscio (anche per impedire l’entrata di astronavi profughe), e i buchi devono essere fatti in zone isolate dalle città; inoltre questa struttura permette la creazione di pochi gusci multipli, in genere 3 al massimo, perché i proiettili antiblasti sono molto costosi.

L’accesso a impatto è antiquato e poco usato, generalmente creato in colonie poco importanti o con gusci planetari costruiti con tecniche superate.

Accesso a livelli

Nei gusci planetari più avanzati si sono introdotte direttive nella mimateria affinché si componga creando quasi una sfera perfetta, a eccezione di un buco circolare chiamato porta di accesso e protetto da materiale ordinario dotato di dispositivi elettronici. Generalmente esistono due porte di accesso per singolo guscio, poste in punti opposti della colonia. La porta di accesso è integrata con un tunnel attraverso cui far uscire ed entrare le astronavi, generalmente con materiale di altri tipi di mimateria.

Lo svantaggio di questo sistema è che richiede la continua sorveglianza, perché è un punto altamente vulnerabile, e protezioni e armi difensive avanzate. Inoltre, il guscio creato permette esclusivamente porte di accesso preventivate, perché in futuro la direttiva che le ha create non può essere alterata (a meno di creare un guscio da zero la cui mimateria ha nuove direttive).

Proprio a causa della sua vulnerabilità, l’accesso a livelli è usato su colonie che comprendono vari gusci planetari; più gusci sono presenti, più la protezione risulta elevata. Il funzionamento difensivo è il seguente:

• negli hangar delle colonie passano solo le navette per far atterrare gli equipaggi e le navi di piccole dimensioni; solo poche navi di medie dimensioni possono accedere. Tutte le altre sono ancorate nei porti spaziali (porti BS) o devono sbarcare su questi.
• le navi che hanno il permesso di accedere all'hangar attraversano la porta di accesso del guscio più esterno. Una volta attraversato il guscio, devono percorrere diversi chilometri nello spazio sottostante prima di trovare la porta di accesso del guscio successivo; e così via fino a raggiungere l'ultimo guscio e ad entrare nell'atmosfera terrestre, dove possono sbarcare nell'hangar. Il lungo giro è uno strumento di protezione, durante il quale la colonia può monitorare in profondità la nave ed eventualmente attivare i sistemi di difesa.
• invece l'equipaggio delle navi che sbarcano nei porti BS usano un ascensore spaziale (vulnerabile ad attacchi esterni) o piccole navette per raggiungere la porta di accesso del guscio planetario più esterno. A ogni porta di accesso devono ottenere l'autorizzazione a passare, dopodiché vengono imbarcati su una navetta da trasporto proprietaria della colonia per raggiungere la porta di accesso successiva.

In origine, la direttiva per la creazione delle porte di accesso è stata molto difficile da implementare e le prime volte creava numerosi buchi sparsi. Non è mai stata perfezionata del tutto e da sempre si procede a tentativi finchè la forma non risulta esatta. La direttiva è studiata per spingere la mimateria a seguire i contorni di un oggetto e, una volta circondato tutto, manterrà per sempre la memoria di forma.

Storia e creazione

Il guscio planetario comincia a diffondersi durante l'Epoca dell'Uomo e ha reso possibile un rapido sviluppo delle colonizzazioni.

Il primo guscio planetario è costruito nel 4:12582 (2582 d.C.) attorno a Europa, satellite naturale di Giove, dopo cinquant'anni di progettazione e di discussioni. Il successo rappresenta un precedente che porterà la creazione di gusci planetari sulle altre colonie presenti e, in seguito, immediatamente sugli oggetti celesti in via di colonizzazione. Europa è la prima colonia ad aver ricostruito il suo guscio 1 dotandolo di strumentazione gravitazionale, che permette di adattare l’attrazione gravitazionale del pianeta. Seguiranno a ruota tutte le altre colonie dotate di una gravità di molto diversa rispetto a quella terrestre.