Nei film di fantascienza, le astronavi dei buoni vengono spesso intrappolate nell’invisibile raggio traente. Ma quello che una volta era solo fantascienza potrebbe presto diventare realtà. Gli scienziati stanno sviluppando un raggio traente reale, chiamato trattore elettrostatico. Questo raggio però, non risucchierebbe indifese delle astronavi, bensì spingerebbe in sicurezza la spazzatura spaziale (space junk) fuori dall’orbita terrestre.
Sempre più satelliti in orbita
Con il boom dell’industria spaziale commerciale la posta in gioco è decisamente elevata. Si prevede che, il numero di satelliti nell’orbita terrestre, aumenterà esponenzialmente. Quando questa miriade di satelliti alla fine si consumerà, trasformerà lo spazio attorno alla Terra in una gigantesca discarica di detriti. Questi ovviamente potrebbero schiantarsi su veicoli spaziali funzionanti, precipitare sulla Terra, inquinare l’atmosfera con metalli e oscurare la visione del cosmo. Inoltre se lasciato incontrollato, il problema della spazzatura spaziale potrebbe ostacolare il fiorente settore dell’esplorazione spaziale.
Il raggio traente elettrostatico potrebbe potenzialmente alleviare questo problema spostando in sicurezza i destriti lontano dall’orbita terrestre, dove andrebbero alla deriva innocui per l’eternità. Sebbene il raggio traente non risolverebbe completamente il problema della spazzatura spaziale, il concetto presenta numerosi vantaggi.
Un prototipo potrebbe costare milioni ed una versione operativa, in scala reale, anche di più. Ma se gli ostacoli finanziari riuscissero ad essere superati, il raggio traente potrebbe essere operativo entro un decennio. “La scienza è praticamente lì, ma i finanziamenti no”, ha dichiarato la ricercatrice del progetto Kaylee Champion, una dottoranda presso il Dipartimento di Scienze dell’ingegneria aerospaziale dell’Università del Colorado.
Come funziona il raggio traente
I raggi traenti raffigurati Star Trek risucchiano veicoli spaziali attraverso la gravità artificiale o un ambiguo campo energetico. Tale tecnologia è probabilmente irraggiungibile. Ma il concetto ha ispirato Hanspeter Schaub, professore di ingegneria aerospaziale, a concettualizzare una versione più realistica.
Schaub ebbe l’idea per la prima volta dopo la prima grande collisione satellitare nel 2009. Il quel caso un satellite per comunicazioni attivo, Iridium 33, si schiantò contro un defunto veicolo spaziale militare russo, Kosmos 2251. Schaub voleva poter evitare che ciò accadesse di nuovo. Quindi, si rese conto che era possibile allontanare i veicoli spaziali utilizzando l’attrazione tra oggetti caricati positivamente e negativamente .
Il trattore elettrostatico utilizzerebbe un veicolo spaziale (servicer) dotato di un cannone elettronico. Questo sparerebbe elettroni caricati negativamente su un satellite bersaglio morto. Gli elettroni darebbero al bersaglio una carica negativa lasciando al service una carica positiva. L’attrazione elettrostatica tra i due li manterrebbe bloccati insieme nonostante siano separati da 20 a 30 metri di spazio vuoto. Una volta che il servicer ed il bersaglio sono collegati, il servicer sarebbe in grado di estrarre il bersaglio dall’orbita senza toccarlo. Idealmente, il satellite defunto verrebbe trascinato in una orbita cimiteriale più distante dalla Terra.
Vantaggi e limiti della tecnologia
Con la nostra attuale tecnologia l’attrazione elettrostatica tra i due veicoli sarebbe molto debole. Questo comporterebbe manovre molto lente per avvicinarsi quanto più possibile al veicolo da trainare. Potrebbe volerci più di un mese per spostare completamente un singolo satellite fuori dall’orbita. Se i satelliti venissero spostati uno alla volta, un singolo trattore elettrostatico non riuscirebbe a tenere il passo con i satelliti che smettono di funzionare
“Questo è molto diverso dai raggi traenti dei film, che sono inevitabili e trascinano rapidamente la loro preda. Questa è la “principale differenza tra fantascienza e realtà”, ha detto l ricercatore del progetto Julian Hammerl. Ma il trattore elettrostatico ha un indubbio vantaggio rispetto ad altri metodi. Funziona senza alcun contatto diretto.
“Ci sono queste grandi astronavi, delle dimensioni di uno scuolabus, che ruotano molto velocemente”, ha detto Hammerl. “Se spari a un arpione, usi una grande rete o provi ad attraccare con loro, il contatto fisico può danneggiare la navicella. Quindi non fai altro che peggiorare il problema”.
I futuri passi
I ricercatori stanno attualmente lavorando su una serie di esperimenti, nel loro laboratorio di carica elettrostatica, per le interazioni tra plasma e veicoli spaziali (ECLIPS). Una volta che la squadra sarà pronta, l’ultimo e più impegnativo ostacolo sarà garantire i finanziamenti per la prima missione.
La maggior parte del costo della missione deriverebbe dalla costruzione e dal lancio del servicer. I ricercatori vorrebbero idealmente lanciare due satelliti per i primi test, un servicer e un bersaglio. Questo permetterebbeun maggiore controllo sui test, ma raddoppierebbe anche i costi. Se in qualche modo riuscissero a gestire i finanziamenti, un prototipo di raggio traente potrebbe essere operativo in circa 10 anni.
Anche se i raggi traenti possono sembrare un sogno irrealizzabile, gli esperti sono ottimisti riguardo alla tecnologia. “La loro tecnologia è ancora in fase iniziale”, ha detto John Crassidis, uno scienziato aerospaziale. “Ma sono abbastanza fiducioso che funzionerà”.
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