Martedì 23 aprile 2024 un razzo RocketLab Electron ha lanciato la vela solare Advanced Composite Solar Sail System della NASA. L’obiettivo è testare il dispiegamento di grandi vele solari nell’orbita terrestre bassa la NASA ha confermato di aver dispiegato con successo una vela solare di 9 metri.
L’importanza dello sviluppo della vela solare
Le vele solari la nuova frontiera per viaggiare attraversolo Spazio. Facendo un’analogia con le navi a vela del passato, sono uno dei modi più efficienti per spingere le navi nel Cosmo.
Nel 1886 è stata inventata l’automobile. Nel 1903 l’uomo ha sviluppato il suo primo volo a motore. Solo 58 anni dopo, l’uomo ha effettuato il suo primo viaggio nello spazio a bordo di un razzo. La tecnologia missilistica è cambiata in modo significativo nel corso dei secoli.
Lo sviluppo di un razzo è iniziato nel lontano 13° secolo con i cinesi e i mongoli che si lanciavano frecce a razzo l’uno contro l’altro. Da allora le cose sono cambiate un po’ e ora abbiamo propellenti per razzi solidi e liquidi, motori ionici e la vela solare è caratterizzata da una tecnologia complessa.
Sfruttare la potenza del Sole
La vela solare è di particolare interesse perché sfrutta la potenza del Sole o della luce delle stelle per spingere le sonde attraverso lo Sazio. L’idea non è nuova, tuttavia, Johannes Kepler, famoso per il movimento planetario, ha suggerito per primo che la luce solare potesse essere utilizzata per spingere le navicelle spaziali nel XVII secolo nelle sue opere intitolate “Somnium”.
Abbiamo dovuto aspettare fino al XX secolo prima che lo scienziato russo Konstantin Tsiolkovsky delineasse il principio di come una vela solare potrebbero effettivamente funzionare.
Carl Sagan e altri membri della Planetary Society hanno iniziato a proporre missioni utilizzando le vele solari negli anni ’70 e ’80, ma è stato solo nel 2010 che abbiamo visto il primo pratico veicolo a vela solare IKAROS.
Il concetto della vela solare è abbastanza semplice da capire e si basa sulla pressione della luce solare. Le vele sono angolate in modo tale che i fotoni colpiscano la vela riflettente e rimbalzino su di essa per spingere la navicella in avanti.
Ovviamente sono necessari molti fotoni per accelerare un veicolo spaziale utilizzando la luce, ma lentamente, nel tempo, diventa un sistema di propulsione molto efficiente che non richiede motori pesanti o serbatoi di carburante.
Questa riduzione della massa rende più facile per le vele solari essere accelerate dalla luce solare, ma le dimensioni delle vele sono state limitate dal materiale e dalla struttura dei boma che le supportano.
La NASA ha lavorato al problema con la tecnologia Solar Sail Boom di prossima generazione. Il loro sistema avanzato di vele solari composite utilizza un CubeSat costruito da NanoAvionics per testare una nuova struttura composita di supporto del braccio, ed è realizzato con materiali polimerici flessibili e fibra di carbonio per creare un’alternativa più rigida e leggera ai progetti di strutture di supporto esistenti.
Conclusioni
Mercoledì 24 aprile, la NASA ha confermato che il CubeSat ha raggiunto l’orbita terrestre bassa e ha dispiegato una vela di 9 metri. Ora stanno alimentando la sonda e stabilendo un contratto di terra. Ci sono voluti circa 25 minuti per dispiegare la vela che si estende su 80 metri quadrati.
Se le condizioni sono giuste, potrebbe anche essere visibile dalla Terra, forse addirittura rivaleggiando con Sirio in luminosità.
L’interesse per la vela solare come alternativa ai sistemi di propulsione chimici ed elettrici continua ad aumentare. L’uso della luce solare per spingere piccoli veicoli spaziali al posto dei propellenti consumabili sarà vantaggioso per molti profili di missione e offrirà flessibilità nella progettazione dei veicoli spaziali per aiutare la NASA a raggiungere gli obiettivi delle sue missioni nel modo più efficiente.
La vela solare 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.
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.
