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L’innovativa vela solare diffrattiva

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Mentre la NASA continua ad espandere la nostra esplorazione dello spazio, l’agenzia ha selezionato un nuovo concetto di vela solare per lo sviluppo verso una missione dimostrativa che potrebbe portare la scienza verso nuove destinazioni.

Il progetto Diffractive Solar Sailing è stato selezionato per lo studio di Fase III nell’ambito del programma NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC). La fase III mira a trasferire strategicamente i concetti NIAC con il maggiore impatto potenziale per la NASA, altre agenzie governative o partner commerciali.

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Mentre ci avventuriamo più lontano che mai nel cosmo, avremo bisogno di tecnologie innovative e all’avanguardia per portare avanti le nostre missioni“, ha affermato l’amministratore della NASA Bill Nelson. “Il programma Innovative Advanced Concepts della NASA aiuta a sbloccare idee visionarie, come le nuove vele solari, e ad avvicinarle alla realtà“.

Proprio come una barca a vela che usa il vento per attraversare l’oceano, le vele solari usano la pressione esercitata dalla luce solare per spingere un’imbarcazione nello spazio. I modelli esistenti di vele solari riflettenti sono generalmente molto grandi e molto sottili e sono limitati dalla direzione della luce solare, costringendo a compromessi tra potenza e navigazione.
La vela solare diffrattiva userà piccoli reticoli incorporati in film sottili per sfruttare una proprietà della luce chiamata diffrazione, che fa sì che la luce si diffonda quando passa attraverso un’apertura stretta. Ciò consentirebbe al veicolo spaziale di utilizzare in modo più efficiente la luce solare senza sacrificare la manovrabilità.

Esplorare l’universo significa che abbiamo bisogno di nuovi strumenti, nuove idee e nuovi modi di andare nei luoghi“, ha affermato Jim Reuter, amministratore associato della Space Technology Mission Directorate (STMD) della NASA presso la sede centrale della NASA a Washington. “Il nostro obiettivo è investire in queste tecnologie durante tutto il loro ciclo di vita per supportare un solido ecosistema di innovazione”.

Il nuovo premio NIAC Fase III darà al team di ricerca 2 milioni di dollari in due anni per continuare lo sviluppo tecnologico in preparazione per una potenziale futura missione dimostrativa. Il progetto è guidato da Amber Dubill del Laboratorio di Fisica Applicata della Johns Hopkins University a Laurel, nel Maryland.

NIAC ci consente di promuovere alcuni dei concetti tecnologici più creativi nel settore aerospaziale“, ha affermato Mike LaPointe, dirigente del programma ad interim per il programma NIAC presso la sede della NASA. “Il nostro obiettivo è cambiare il possibile, e la navigazione solare diffrattiva promette di fare proprio questo per una serie di nuove entusiasmanti applicazioni di missione“.

La vela diffrattiva potrebbe estendere la capacità della vela solare oltre ciò che è possibile con le missioni in via di sviluppo oggi. Il progetto è guidato da Amber Dubill del Laboratorio di Fisica Applicata della Johns Hopkins University a Laurel, nel Maryland.

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La fattibilità del concetto è stata precedentemente studiata nell’ambito dei premi Fase I e Fase II della NIAC, guidati dal Dr. Grover Swartzlander del Rochester Institute of Technology di New York, che continua come co-investigatore del progetto. Les Johnson, capo di due delle prossime missioni a vela solare della NASA presso il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, in Alabama, è anche un co-investigatore. In base ai premi precedenti, il team ha progettato, creato e testato diversi tipi di materiali per vele diffrattive; esperimenti condotti;

Il lavoro nell’ambito della Fase III ottimizzerà il materiale della vela ed eseguirà test a terra a sostegno di questa missione solare concettuale. Le orbite che passano sopra i poli nord e sud del Sole sono difficili da raggiungere utilizzando la propulsione di veicoli spaziali convenzionali. Vele luminose diffrattive leggere, spinte dalla pressione costante della luce solare, potrebbero posizionare una costellazione di veicoli spaziali scientifici in orbita attorno ai poli del Sole per migliorare la nostra comprensione del Sole e migliorare le nostre capacità di previsione meteorologica spaziale.

La navigazione solare diffrattiva è una versione moderna della visione vecchia di decenni delle vele a luce solare. Sebbene questa tecnologia possa migliorare una moltitudine di architetture di missione, è pronta ad avere un forte impatto sulla necessità della comunità eliofisica di capacità uniche di osservazione solare”, ha affermato Dubill. “Con l’esperienza combinata del nostro team in ottica, aerospaziale, navigazione solare tradizionale e metamateriali, speriamo di consentire agli scienziati di vedere il Sole come mai prima d’ora“.

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