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Il nuovo motore ionico per lo Spazio

Le navicelle spaziali a propulsione ionica permetteranno di portare rifornimenti non vitali ai nostri avamposti nello Spazio.

Illustrazione: la sonda Dawn è equipaggiata con un motore ionico di "vecchia generazione", ora rimasto senza carburante. Sullo sfondo, il pianeta nano Cerere.|Nasa

In questo periodo di grande fermento astronautico, con la prospettiva di un prossimo ritorno dell'uomo nello Spazio oltre l'orbita della Stazione spaziale, in particolare attorno alla Luna - con il progetto della base in zona cislunare, la Nasa e altre agenzie spaziali stanno mettendo a punto non solo i potenti razzi per il trasporto di carichi pesanti, ma anche nuovi mezzi di propulsione. Rispetto ai razzi convenzionali, a propulsione chimica, ai nuovi sistemi si chiede molta potenza (per sollevare da Terra maggiori carichi) con un minore consumo di propellente.

 

La zona cislunare è quella dove la gravità della Terra e della Luna si annullano: in quell'area è possibile posizionare un ambiente senza fornirgli energia per mantenere la posizione e senza doverlo fare necessariamente orbitare attorno a uno dei due corpi. Nella foto: i piani della Nasa per Marte, anno per anno. | Nasa

Test riuscito. Insieme a Aerojet Rocketdyne, una società californiana specializzata nella propulsione missilistica, la Nasa sta sviluppando un nuovo e potente motore a propulsione elettrica solare, l'Advanced Electric Propulsion System (AEPS). Negli ultimi giorni è stato condotto l'ultimo di una serie di test, presso il Glenn Research Center della Nasa, servito a dimostrare la notevole efficienza e affidabilità del motore.

 

Grandi spinte, meno carburante. L'AEPS non è concettualmente nuovo: i motori ionici, che utilizzano cioè un campo elettrico prodotto da pannelli solari per ionizzare (ossia togliere un elettrone da un atomo) e accelerare il propellente (che nella maggior parte dei casi è un gas nobile, come lo xeno) per produrre la spinta, sono già utilizzati. Questi motori hanno il vantaggio di poter spingere nello spazio carichi simili a quelli lanciati con motori convenzionali, utilizzando però una frazione del propellente.

 

Illustrazione: la luce blu prodotta dal gas Xenon ionizzato. Allo stato attuale i motori ionici raggiungono velocità elevate solo in tempi molto lunghi, a differenza dei razzi a propulsione chimica. | Nasa

C'è però anche uno svantaggio: hanno una bassa accelerazione, e perciò il tempo necessario a raggiungere un'elevata velocità è piuttosto lungo - rispetto alle prestazioni possibili a un razzo a spinta chimica. Al momento, il loro utilizzo ideale è dunque quello di cargo, per il trasporto di carichi non urgenti o vitali.

 

Con un motore di questo genere è stata equipaggiata la sonda Dawn, che ha visitato per noi l'asteroide Vesta (2011-12) e che ora si trova attorno al pianeta nano Cerere: la Dawn ha raggiunto la velocità di 41.260 chilometri all'ora, ma solo dopo diversi mesi di accelerazione nello Spazio.

Il nuovo motore di Aerojet Rocketdyne può sviluppare una potenza quasi 5 volte superiore al motore ionico della Dawn. Nei prossimi mesi seguiranno altri test, ma tutto lascia pensare che questo è il primo vero e concreto passo verso la stazione cislunare.

 

06 Settembre 2018 | Luigi Bignami
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