La NASA finanzia il futuro dell'esplorazione spaziale

Aerei a propulsione ionica, veicoli spaziali alimentati dal calore del Sole, generatori portatili di ossigeno dedicati ai primi esploratori di Marte. Sono solo alcuni tra i 17 progetti innovativi finanziati dal NIAC, il NASA Innovative Advanced Concept, un programma dell'ente americano che rende disponibile ai ricercatori un fondo da 5,1 milioni di dollari per lo sviluppo di progetti dedicati a nuove tecnologie, spaziali e non solo.

Il programma si articola in due fasi: nella prima, della durata di 9 mesi, ciascun progetto riceverà 175.000 dollari. I team che arriveranno a uno stadio di sviluppo della loro idea giudicato soddisfacente avranno a disposizione altri 600.000 dollari e due anni di tempo per concretizzare il loro lavoro.

Tra le idee più innovative finanziate nell'edizione 2022 del NIAC spicca Silent, un velivolo a decollo verticale spinto da un motore a ioni, perfettamente silenzioso e quindi adatto all'utilizzo in ambiente urbano. Il progetto è curato da un gruppo di ricercatori del MIT. Questo rivoluzionario sistema di propulsione non ha parti in movimento e sfrutta lo spostamento dell'aria generato da un processo di ionizzazione.

La parete anteriore dell'ala dell'aereo è ricoperta da fili orizzontali all'interno dei quali scorre corrente a 40.000 volt proveniente da una batteria collocata nella fusoliera. Il fronte dell'ala, caricato positivamente, strappa gli elettroni alle molecole dell'aria. L'aria così ionizzata scorre verso il bordo d'uscita generando un vento ionico che si scontra con milioni di altre molecole di aria. E sono proprio queste collisioni a spingere l'aereo in avanti. Un prototipo di piccole dimensioni è già stato fatto volare con successo in laboratorio e adesso l'obiettivo dei ricercatori è quello di realizzare un velivolo più grande e con maggior autonomia.

Altro progetto interessante è quello di Bonnie Dunbar, della Texas A&M University. Obiettivo della ricerca è quello di mettere a punto una tecnologia che, a partire dalla scansione 3D del corpo umano, permetta la realizzazione di tute spaziali su misura per l'astronauta, a costi ragionevoli e manutenibili anche nel cosmo o a bordo di un razzo.

Il tema è complesso: attualmente le tute che gli astronauti utilizzano all'esterno della ISS sono in tutto 18, con varie combinazioni di misure di torso, arti, stivali eccetera. Si tratta di apparati delicati e costosi, di fatto piccole navi spaziali indossabili che devono garantire la sopravvivenza dell'uomo nello spazio. La mancanza di personalizzazione, negli anni, ha creato numerosi problemi: astronauti che non sono riusciti ad indossarle (troppo piccole/corte/strette), che hanno riportato traumi o lesioni, o che hanno dovuto rinunciare all'EVA a causa di guasti non riparabili a bordo della ISS o dello Shuttle.

Con questo progetto la Dunbar vuole ovviare a questi problemi, mettendo a punto nuovi e più efficienti processi di progettazione e realizzazione delle tute spaziali.

Uno dei problemi più rilevanti che i primi esploratori di Marte si troveranno ad affrontare è quello della produzione di ossigeno: servirà per respirare all'interno di veicoli, tute e moduli abitatitivi, per far crescere le piante, ma anche come combustibile.

L'atmosfera marziana contiene piccole quantità di ossigeno e l'obiettivo di Ivan Ermanoski e dei suoi colleghi della Arizona State University è quello di mettere a punto un nuovo processo di estrazione, fino a 10 volte più efficiente dal punto di vista energetico rispetto a quelli attuali.

Nei prossimi decenni l'esplorazione spaziale, oltre che su Marte, si concentrerà sugli oceani extraterrestri di Encelado (luna di Saturno) ed Europa (luna di Giove). Ethan Schaler dei Jet Propulsion Laboratory di Pasadena sta lavorando a SWIMM, piccoli robot autonomi stampati in 3D, capaci di nuotare nelle acque di Europa trasportando vari tipi di sensori in grado di raccogliere informazioni sull'ambiente circostante e di cercare tracce biologiche. I robottini verrebbero rilasciati nell'acqua da una "nave madre", un rover anfibio di grandi dimensioni, che avrebbe il compito di trasportarli nelle varie zone di studio e di recuperarli a fine missione.