Una vela solare prenderà presto di mira Mercurio


Una nuova missione spaziale, chiamata Mercury Scout, propone di esplorare Mercurio utilizzando una vela solare. A differenza dei motori a razzo convenzionali che richiedono carburante, una tale struttura sfrutta la pressione esercitata dalla luce solare su vaste aree per spingere un veicolo spaziale attraverso lo spazio.

Una vecchia idea che riemerge

L’idea di utilizzare le vele solari nello spazio risale al XVII secolo. Infatti, nel 1610, il famoso astronomo Giovanni Keplero scrisse al suo amico e collega: Galileo Galileiper proporre la sua teoria sull'utilizzo della pressione della luce solare per spingere gli oggetti nello spazio.

Nel dettaglio, l'efficacia delle vele solari sta nel fatto che la luce, costituita da particelle chiamate fotoni, esercita pressione quando colpisce la vela. Sebbene non abbiano massa, i fotoni hanno quantità di moto e quando colpiscono la vela solare, lo fanno trasferire una piccola spinta che si accumula lentamente, consentendo alla navicella spaziale di farlo acquisire velocità nello spazio.

Tuttavia, all’epoca, la tecnologia necessaria per realizzare questa idea visionaria era ben oltre le capacità tecniche disponibili. Fu solo all’inizio del 21° secolo che la tecnologia si adeguò a questa idea audace. Nel 2001 la Planetary Society, un'organizzazione scientifica senza scopo di lucro dedita all'esplorazione spaziale, ha lanciato un ambizioso progetto chiamato Cosmo 1. Fu allora la prima navicella spaziale a vela solare mai costruita come parte di una missione spaziale. Sfortunatamente, il lancio di Cosmos 1 nel giugno 2005 si è concluso con un fallimento, poiché il razzo vettore non è riuscito a raggiungere l'orbita pianificata.

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Tuttavia, nonostante questo fallimento iniziale, l’idea delle vele solari continuò a guadagnare slancio. Nel 2010, la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) ha lanciato con successo il veicolo spaziale Icaro, la prima navicella spaziale a vela solare a raggiungere l'orbita terrestre. Ikaros ha poi dimostrato la fattibilità di questa tecnologia eseguendo manovre di volo controllate utilizzando la sua vela solare nello spazio.

vela solare
Rappresentazione di una vela solare in orbita attorno alla Terra. Crediti: NASA

Una vela per sondare Mercurio

Da allora, diversi altri progetti hanno esplorato e utilizzato questa tecnologia per applicazioni scientifiche. La missione Mercurio Esploratore coglierà presto l'occasione per esplorare Mercurio.

Questa vela solare avrà una superficie di circa 2500 mq ed uno spessore di 2,5 micron. Fatto in CP1 alluminatosimile a quello utilizzato nello scudo termico del telescopio James Webb, sarà diviso in quattro quadranti che si dispiegheranno lungo supporti in fibra di carbonio.

Una volta lì, tra 3,8 anni, la missione sarà responsabile della mappatura della superficie del pianeta cercare depositi d'acqua nei crateri in ombra. Tali studi richiederanno aggiustamenti regolari alla struttura, proprio come una barca a vela che regola l’angolo e la posizione della vela a seconda del vento.

Ci sono diversi motivi per cui l’utilizzo di una vela solare è vantaggioso rispetto ai razzi convenzionali. Da un lato ci sono i costi di produzione e di lancio significativamente ridotto. Ciò rende più frequenti le missioni spaziali che utilizzano vele solari economico e accessibile. D'altra parte, queste vele non richiedono carburante aggiuntivo. Le missioni che ne beneficiano sono quindi più efficienti dal punto di vista energetico e meno pesanti, il che lo consente per integrare più strumenti a bordo.

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Offriamo anche vele solari maggiore flessibilità in termini di design e configurazione. Ad esempio, la superficie riflettente di quella proposta per questa missione potrebbe essere utilizzata per illuminare i crateri in ombra di Mercurio, rendendo più facile trovare depositi d'acqua o altre caratteristiche geologiche.

Infine, a differenza dei razzi convenzionali, la cui durata è limitata dalla quantità di carburante, le vele possono potenzialmente funzionare indefinitamente purché il materiale rimanga intatto. Ciò offre la possibilità di estendere la durata delle missioni spaziali.





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