Il mio treno giroscopico non riconosce la parola “deragliare”

Attraverso il trascorrere degli anni e le corrispondenti pieghe degli eventi, è cosa nota: la storia tende a ripetersi. Tranne quelle volte in cui, per una ragione oppur l’altra, avviene esattamente l’opposto! Un ramo cade in mezzo alla foresta e non c’è nessuno, tra i viventi, che possa dir sinceramente di averlo udito. Ma chi potrebbe mai negare, per una ragione o per l’altra, che un simile episodio sia effettivamente avvenuto? Dopotutto la corteccia giace, e sotto le altre fronde si trasforma in materiale marcescente. Il tronco, nel frattempo, sopravvive. Legno costruito in traversine parallele, poste di traverso tra due lunghe strade di metallo. E se ne togli una, cosa resta… Mono-tronco, mono-testa e nel caso specifico, monorotaia. Che presenta, questo lo sappiamo, dei notevoli vantaggi: minore attrito, minori costi di manutenzione e di costruzione dei binari; sempre sia lodata. Per lo meno in epoca moderna. Ma all’inizio del secolo scorso? Erano stati fatti esperimenti, normalmente fatti corrispondere a una serie di “sistemi”: come quello Boynton (1852) ed il Larmanjat (1826) ciascuno dipendente in modo simile da guide parallele secondarie, per potersi assicurare che i vagoni non finissero per deragliare alla prima occasione. Fast-forward fino all’anno 1903; ovvero quello, come registrato dalle cronache, in cui l’inventore britannico di origini irlandesi-australiane Louis Brennan scelse d’investire la maggior parte delle sue considerevoli finanze, guadagnate grazie alla progettazione di un siluro per la marina inglese circa 30 anni prima, nello sviluppo di un’idea che aveva avuto, a quanto pare, da un giocattolo acquistato per suo figlio. Ovvero la visione rivoluzionaria di un possente mezzo di trasporto, in grado di ospitare dozzine di persone, eppur poggiato su una singola fila di ruote. Che approcciandosi a una curva, si sarebbe piegato fino ai 15-20 gradi, per poi allinearsi nuovamente in modo perfettamente perpendicolare al suolo. E questo grazie alla presenza, nel suo corpo principale e in posizione orizzontale, di un doppio dispositivo giroscopico chiamato dal grande ingegnere gyrostat, ovvero nient’altro che una coppia di pesanti ruote di metallo, corrispondenti a circa il 3-5% della massa complessiva del vagone, portate alla velocità di rotazione sufficiente da imporre un proficuo momento angolare all’intero sistema. Proficuo nel senso che, maggiore fosse stata l’inclinazione rispetto alla posizione perpendicolare al suolo, tanto più l’oggetto avrebbe teso a ritornarvi spontaneamente, contrariamente a quanto fatto da un treno dotato di configurazione convenzionale. E sia chiaro come con “oggetto” io voglia riferirmi al semplicissimo modellino in scala, in realtà nient’altro che il meccanismo suddetto costruito alla grandezza di 762×300 mm, contenente un gyrostat alimentato a batteria e null’altro che quello. Creazione rustica, cionondimeno valida a suscitare l’interesse del Dipartimento di Guerra inglese, successivamente a una dimostrazione presso la Royal Society di Londra portata a termine con successo nel 1907, episodio a seguito del quale Brennan avrebbe dovuto ricevere un finanziamento governativo di 10.000 sterline, successivamente ridotto a sole 2.000 per l’avvenuta elezione di un governo di tipo liberale. Era infatti ferma convinzione in essere, a quei tempi, che il concetto stesso della monorotaia dovesse trovare la sua applicazione maggiormente valida in campo militare, data la maggior velocità con cui era possibile usarla per istituire delle linee di rifornimento in territorio potenzialmente ostile. E fu così che l’anno successivo l’India Office, ente preposto a sovrintendere l’espansione inglese nel territorio settentrionale del Kashmir, avrebbe fornito ulteriori 5.000 sterline, di concerto col sovrano locale di quelle terre. Spese destinate a dare i loro frutti entro il 15 ottobre del 1909, quando un primo prototipo del treno giroscopico sarebbe stato posto sui binari circostanti la fabbrica nel Kent, con ben 32 persone a bordo. Il veicolo era lungo 12 metri, largo 3 e dotato di un motore da 20 cavalli a benzina. E l’esperimento venne giudicato un successo….

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La barca è stabile finché ruota la sfera. E poi…




Il professore deve spingere delicatamente sulle spalle dello studente, data la sua esitazione dovuta a un ragionevole grado di perplessità. Quindi lo fa sedere sulla sedia da ufficio rotante, ultimo miglioramento dell’aula principale del dipartimento di fisica all’università. “Vedi, ragazzo mio…” Inizia quindi: “…È una fortuna che il rettore abbia stipulato un contatto di fornitura con il mobilificio svedese. Perché…” E qui fa una pausa a effetto, mentre preleva qualcosa dall’armadietto dei libri di testo, posizionato in maniera perpendicolare alla cattedra sul fondo della cavea dall’aspetto vagamente teatrale “Questo ci permette di dimostrare l’effetto dell’ENERGIA ANGOLARE” In quel momento si ode un distante boato nei corridoi dell’edificio, probabilmente dovuto alla caduta di un cumulo di libri mal trasportato da un addetto della biblioteca. Approfittando dell’attimo di distrazione, l’insegnante allunga gli avambracci, porgendo qualcosa di sfocato all’allievo, che lo afferra istintivamente spalancando al massimo gli occhi. Ed è per questo, che tutto intorno al ui inizia a girare vorticosamente. “Non preoccuparti!” La voce arriva stranamente cambiata, a causa dell’effetto doppler: “Ti fermerai tra undici o dodici minuti. La cosa che stingi tra le tue mani è una ruota di bicicletta ROTANTE. Non. Lasciarla. Per nessuna ragione!” Un brusio perplesso inizia a diffondersi tra i presenti della lezione, che simili dimostrazioni ricordavano di averle viste ai tempi del liceo. Ma il regista degli eventi ha ancora un asso nella sua manica: “Osservate, gente, questo pulsante rosso. Nel momento preciso in cui l’azionerò, l’interfaccia pentadimensionale installata nel pavimento dell’aula inscriverà la ruota di bicicletta in una sfera, e…” Silenzio in sala. Si ode una protesta indistinguibile dal soggetto dell’insolito esperimento, ormai impossibilitata a fermarsi in qualsivoglia maniera. “…Ma forse sarà meglio che ve lo faccia vedere direttamente.” Con la mimica di un demiurgo biblico, l’uomo compie il suo solenne movimento. Ed è allora che la sedia, ormai simile a un tornado del Wyoming, inizia lentamente ad inclinarsi da una parte. I polpacci dell’occupante, estesi per l’effetto della forza centrifuga, formano un’immagine residua di una coda di pavone che si allarga verso l’esterno. Allora il prof. prende la bacchetta usata per indicare le formule sulla lavagna, e con un colpo secco la insinua nell’area, spingendo con forza di lato il malcapitato pupillo. Improvvisamente, la sedia si ferma. Adesso è l’intera stanza, che sta girando in tutte le direzioni!
Già, Gino, il giroscopio. Può influenzare il movimento di quello che lo circonda. Per l’effetto del moto di precessione, ovvero la variazione dell’asse rotante dovuto alla coppia di accelerazione. In un oggetto che modifica il naturale comportamento delle piattaforme inerziali in maniera… Interessante. Utile, persino, quando adeguatamente veicolata, attraverso marchingegni che sono il più raffinato frutto del pensiero avanzato umano. Strumenti che possono, talvolta, risolvere un problema. Ecco un esempio di problema: Jimmy soffriva di mal di mare. Nonostante suo padre fosse stato un marinaio, e il padre di suo padre e così via, fino al bisnonno primigenio, colui che salpò dal porto delle ancestrali circostanze. Jimmy dunque, stanco di soffrire le pene dell’inferno ogni volta che andava a pescare, pensò di assicurare una pesante sfera d’acciaio alla sua barca a remi, dentro la quale era inscritto un disco rotante motorizzato, sospeso nel vuoto. Ora, ovviamente il suddetto arnese era libero di orientarsi in tutte le direzioni. E altrettanto ovviamente, esso poteva modificare l’effetto delle onde sulla piccola imbarcazione. In che modo? Dipende. Difficile immaginare quale fosse la precisione con cui Jimmy aveva definito i dettagli del suo inusitato approccio alla stabilizzazione marittima, mentre sappiamo invece che il giroscopio navale, da lungo tempo, è uno strumento relativamente diffuso nel suo specifico campo operativo. L’ultimo e più visibilmente moderno, ampiamente pubblicizzato online, prende il nome di Seakeeper, condiviso con l’azienda produttrice del nostro video di apertura, ed è uno strumento di precisione esteriormente non così diverso dal tourbillon di Abraham-Louis Breguet. Soltanto che invece di misurare il passaggio del tempo, si occupa di creare uno spazio in cui sia possibile, persino gradevole, dimenticarsi del trascorrere stesso dei minuti. Si tratta di una scena davvero fantastica a vedersi: il piccolo yacht/traghetto/transatlantico di linea che vengono sconquassati dalle onde di una lieve perturbazione in avvicinamento. Finché gradualmente, pochi minuti alla volta, il loro movimento si riduce e cessa del tutto. Ecco allora la nave nel mezzo della tempesta, perfettamente orizzontale, che sale e scende come trasportata da un montacarichi. All’interno, i passeggeri inconsapevoli giocano allegramente a biliardo.
Cosa è successo, come è possibile tutto questo? La risposta va rintracciata nel sistema d’inclinazione attivo della sfera e in un minuscolo componente presente anche in tutti i nostri moderni smartphone: l’accelerometro, capace d’interpretare le inclinazioni subite da un dato oggetto nello spazio fisico. Ed agire di conseguenza, nel caso presente, spostando in maniera opposta la sfera. “Eureka, ho capito!” Esclama quindi lo studente sulla sedia inscritta nella sfera pentadimensionale improvvisamente ferma nello spazio; ma di nuovo, nessuno può comprendere le sue parole. Il professore è soltanto una macchia sfocata ai margini del suo campo visivo…




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