La NASA ha confermato la data di lancio della sua innovativa missione ACS3 (Advanced Composite Solar Sail System). La missione prevede un lancio mercoledì 24 aprile 2024 a bordo di un razzo Rocket Lab Electron. Il piccolo veicolo di lancio satellitare decollerà dal Complex 1 di Rocket Lab sulla penisola di Mahia, in Nuova Zelanda.
La missione ACS3
ACS3 continuerà quello che The Planetary Society ha iniziato nel 2021 con LightSail 2, dimostrando la fattibilità delle vele solari per missioni spaziali ambiziose e di vasta portata.
Mentre la NASA ha affermato che le vele solari potrebbero consentire missioni a basso costo sulla Luna e su Marte, alcuni scienziati ritengono che potrebbero inviare una sonda su un altro sistema stellare. Se tutto andrà secondo i piani, il veicolo Electron di Rocket Lab schiererà il CubeSat della NASA a circa 965 km sopra la superficie terrestre.
La missione ACS3 volerà a più del doppio dell’altitudine della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). A quell’altitudine, la NASA ha dichiarato che la forza della luce solare sulla vela sarà sufficiente per superare la resistenza atmosferica e aumentare la sua altitudine.
Tutto quello di cui ha bisogno è “l’equivalente del peso di una graffetta appoggiata sul palmo della mano”, ha spiegato la NASA in un comunicato. Nelle settimane successive eseguirà diverse manovre di puntamento per dimostrare il sollevamento e l’abbassamento dell’orbita.
Missioni LightSail su Proxima Centauri
Nel 2019, la missione LightSail 2 della Planetary Society ha dimostrato per la prima volta che una LightSail potrebbe essere utilizzata per elevare l’orbita di un piccolo satellite attorno alla Terra.
La LightSail ha utilizzato un materiale mylar incredibilmente leggero. Disteso, catturò abbastanza fotoni dal Sole per spingersi verso l’alto. La missione ACS3 “si propone di dimostrare la sua capacità di navigare attraverso lo Spazio, aumentando l’accesso e consentendo missioni a basso costo sulla Luna, Marte e oltre”.
In effetti, alcuni dei concetti di missione spaziale più ambiziosi fino ad oggi stanno lavorando per portare LightSails al livello successivo. La rivoluzionaria Starshot, ad esempio, mira a addestrare un milione di laser su una sonda LightSail in modo che possa raggiungere il nostro sistema stellare più vicino, Proxima Centauri, nel corso della nostra vita.
La missione è stata proposta nel 2016 da Breakthrough Initiatives, un programma scientifico fondato dai miliardari israeliani Yuri e Julia Milner, con il sostegno di Mark Zuckerberg e Stephen Hawking.
Space Initiatives Inc. e Initiative for Interstellar Studies (i4is), nel frattempo, hanno recentemente proposto una missione simile su Proxima Centauri. Invece di inviare una sonda, tuttavia, invierebbe un intero sciame di LightSails per scoprire i misteri del sistema solare più vicino alla Terra.
Usare la luce solare per potenziare l’esplorazione del Deep Space
La NASA ha sviluppato nuove strutture dispiegabili e tecnologie dei materiali per i sistemi di propulsione a vela solare destinati alle future missioni nello spazio profondo a basso costo. Proprio come una barca a vela è alimentata dal vento, le vele solari sfruttano la pressione della luce solare per la propulsione, eliminando la necessità del convenzionale propellente per razzi.
La dimostrazione tecnologica dell’Advanced Composite Solar Sail System, o ACS3, una combinazione di materiali con proprietà diverse nei suoi nuovi bracci leggeri che si dispiegano da un CubeSat.
I dati ottenuti da ACS3 guideranno la progettazione di futuri sistemi compositi di vele solari su larga scala che potrebbero essere utilizzati per satelliti di allerta precoce sulla meteorologia spaziale, missioni di ricognizione di asteroidi vicini alla Terra o relè di comunicazione per missioni di esplorazione con equipaggio.
L’obiettivo principale della dimostrazione della tecnologia ACS3 è il successo del dispiegamento della vela solare con braccio composito nell’orbita terrestre bassa. Dopo aver raggiunto lo Spazio, la vela ACS3 dispiegherà i suoi pannelli di energia solare tramite quattro bracci che attraversano le diagonali del quadrato e si srotolano per raggiungere i circa 7 metri di lunghezza.
Dopo circa 25 minuti, la vela solare sarà completamente dispiegata e la vela solare di forma quadrata con una misura di circa 9 metri per lato. Una serie di fotocamere digitali di bordo otterrà immagini della vela durante e dopo l’apertura per valutarne la forma e l’allineamento.
Le vele dell’ACS3 sono supportate e collegate alla navicella tramite boma, che funzionano in modo molto simile al boma di una barca a vela che si collega all’albero e mantiene la vela tesa. I bracci compositi sono realizzati in materiale polimerico flessibile e rinforzato con fibra di carbonio.
Questo materiale composito può essere arrotolato per uno stivaggio compatto, ma rimane resistente e leggero una volta srotolato. È inoltre molto rigido e resistente alla flessione e alla deformazione dovuta agli sbalzi di temperatura.
Le vele solari possono funzionare indefinitamente, limitate solo dalla durabilità dei materiali delle vele solari e dei sistemi elettronici dei veicoli spaziali nell’ambiente spaziale. La dimostrazione della tecnologia ACS3 metterà alla prova anche un innovativo sistema di estrazione del braccio con bobina di nastro progettato per ridurre al minimo l’inceppamento dei bracci arrotolati durante l’implementazione.
