Via Col Vento…Solare

L’Accesso allo Spazio, e in generale il mondo dei lanciatori, si conferma uno dei temi più caldi del momento, toccato da cambiamenti e innovazioni tecnologiche per molti versi rivoluzionarie. Mentre la cronaca ‘mainstream’ mette in fila i recenti successi di Blue Origin e SpaceX, protagonisti nel campo dei razzi riutilizzabili, alla NASA si “lavora” su una nuova, interessantissima, idea di propulsione: la vela elettrostatica, o E-Sail.

“Si tratta di un settore – commenta il responsabile ASI per i lanciatori, Alessandro Gabrielli – per il quale il nostro paese ha un forte interesse, che stiamo cominciando a studiare. Il campo delle applicazioni è poi potenzialmente molto vasto: solo per fare un esempio, si pensi – aggiunge Gabrielli – all’ipotesi di una ‘Vela Solare’ geostazionaria, tra noi e il Sole, per attività di Space Weather”.

Ma torniamo allo studio della NASA. Conosciuta come Heliopause Electrostatic Rapid Transit System (HERTS) ed ideata – in questa forma – da Bruce Wiegmann, lE-Sail dovrebbe cavalcare il vento solare ed è caratterizzata dalla sua particolare struttura a raggiera, composta da 10 – 20 cavi di alluminio fino a 20 km di lunghezza caricati positivamente. I raggi, spessi solo 1 millimetro, verranno estesi grazie all’effetto centrifugo di una continua rotazione della navicella.

Secondo i ricercatori questa vela sarebbe in grado di raggiungere il confine dell’Eliopausa in 10 anni, più di 100 Unità Astronomiche (UA) dalla Terra. Un traguardo che l’antenato Voyager ha conquistato in 35 anni. Quindi, come può uno spacecraft raggiungere velocità così elevate da arrivare così rapidamente al confine del nostro Sistema Solare?

Il trucco sta nello sfruttare i protoni che il Sole espelle ad altissime velocità nel vento solare. Le particelle, raggiunto lo spacecraft, verranno respinte da una repulsione elettrostatica dai raggi con carica positiva. Una ‘pistola’ di elettroni espellerà gli elettroni in eccesso, per mantenere la carica positiva dei cavi. In questo modo viene prodotta la spinta necessaria per far muovere la navicella. Ha a disposizione energia continua dal Sole e il che la renderebbe un fantastico sistema di propulsione ‘green’.

I suoi lunghi raggi sono in grado di ricoprire un’area sufficientemente grande da permettere una continua propulsione anche dopo le 5 UA, dove la forza del vento solare inizia a dissipare, continuando ad accelerare anche a 20 UA. In questo modo vengono prodotte velocità notevolmente più alte rispetto ai classici sistemi di propulsione.

Un concept decisamente promettente, che gli scienziati NASA stanno mettendo alla prova che numerose simulazioni e test. Il fatto è che a livello tecnologico, l’E-Sail non pone grossi ostacoli. L’hardware è già esistente e si riuscirebbe a realizzarla in tempi brevi. E’ imperativo però chiarire la validità di questo sistema di propulsione.

“Tutti gli aspetti di questo genere di progetti vanno analizzati con grandissima attenzione”, ammonisce ancora Gabrielli. “E importantissimo – continua – studiare le tecnologie, le proprietà termo-ottiche dei materiali che compongono la superficie delle vele e, soprattutto, tutte le strutture di dispiegamento: perché si tratta di superfici gigantesche, tutt’altro che semplici da manovrare”.

Intanto il progetto dell’Agenzia USA è passato alla Fase 2 del programma Nasa Innovatice Advanced Concepts (NIAC), vincendo $500,000 per continuare la sperimentazione. Il NIAC è un laboratorio da cui sono nati numerosi concetti rivoluzionari. E’ stata messa in piedi dall’agenzia spaziale US per valutare nuove tecnologie. Tra gli altri concorrenti vi è anche un sottomarino per studiare i mari di idrocarburi di Titano.

Bruce Wiegmann, con uno dei cavi di alluminio spessi 1 millimetro dell’E-Sail.

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