Viaggi nello spazio: A vela verso le stelle - La NASA testa una nuova vela solare come sistema di propulsione

Lanciato dalla Nuova Zelanda il 23 aprile, l'Advanced Composite Solar Sail System (ACS3) ha le dimensioni di un forno a microonde, ma potrebbe rivoluzionare i viaggi nello spazio grazie alla tecnologia di navigazione a risparmio di carburante e consentire missioni a lungo termine finora impossibili. Per superare l'attrazione gravitazionale della Terra con la tecnologia dei razzi convenzionali è necessario molto carburante. Circa il 90% della massa di lancio di un razzo è occupato dal carburante necessario per il decollo. Non rimangono quindi quasi più riserve per accelerare ulteriormente nello spazio. Inoltre, ogni grammo di carburante in più riduce il carico utile. La NASA e altre agenzie spaziali stanno quindi lavorando da anni per spingere i veicoli spaziali con l'aiuto del vento solare. L'idea è semplice: il sole invia un flusso continuo di particelle nello spazio e, se il veicolo spaziale è dotato di un riflettore, la quantità di moto dei fotoni può essere utilizzata per la propulsione. Sebbene l'energia dei singoli fotoni sia minima, con un riflettore di dimensioni adeguate e un tempo sufficiente si possono raggiungere velocità enormi, senza consumare carburante.

La posizione della vela controlla l'orbita

L'Advanced Composite Solar Sail System della NASA è dotato proprio di questa tecnologia. Il satellite richiede un razzo convenzionale per il lancio; una volta in orbita, a un'altitudine di 1000 chilometri, verrà srotolata una vela solare di 80 metri quadrati. L'ACS3 sarà quindi in grado di influenzare la propria orbita semplicemente cambiando la posizione della vela. La missione mira a migliorare l'efficienza e l'affidabilità delle vele solari utilizzando nuovi materiali. Tra questi, in particolare, i bracci arrotolabili in fibra di carbonio, che sono più leggeri, più flessibili e più resistenti alle fluttuazioni estreme di temperatura nello spazio rispetto alle costruzioni metalliche tradizionali.

Un altro vantaggio dei bracci in CFRP è la loro compattezza prima del lancio. Come ha sottolineato Alan Rhodes, lead systems engineer della missione presso l'Ames Research Center della NASA: "Sette metri di bracci dispiegabili possono essere arrotolati in una forma che sta in una mano". Questa caratteristica li rende ideali per il trasporto nello spazio e apre nuove possibilità per le missioni future. Ad esempio, verso lune ricoperte di ghiaccio come Europa o Encelado, dove le condizioni potrebbero essere favorevoli alla vita extraterrestre. In precedenza, tali destinazioni erano difficili da raggiungere perché le sonde spaziali dovevano trasportare molto carburante ed eseguire le manovre necessarie.

Un aspetto particolarmente affascinante di questa missione è la visibilità della vela solare dalla Terra. Una volta completamente dispiegata, la vela brillerà come Sirio, la stella più luminosa del cielo notturno.

Stecche per vele secondo lo stesso principio

I velisti conoscono bene l'idea dei profili avvolgibili, ad esempio quelli sviluppati da Harken e Rutgerson. Listelli a rullo basato su un principio simile. Tuttavia, le stecche per le vele di prua avvolgibili non utilizzano un laminato di fibra di carbonio, ma semplicemente una striscia curva di acciaio inossidabile. Un'altra applicazione è rappresentata dal gancio retrattile per la barca e dall'antenna di emergenza VHF di Revolve.