Gli articoli di questo numero:
Di Luigi Borghi
Di Leonardo Avella
Di Davide Borghi
Buona lettura Cosmica
Dona il tuo 5×1000 all’Associavione A.P.S. Il C.O.S.Mo.
Firma e inserisci il codice fiscale:
La tua firma ci aiuterà nella nostra missione:
Siamo un gruppo di appassionati di Scienza e tutte le nostre attività sono su base volontaria. Il tuo contributo ci aiuterà a migliorare le nostre attività divulgative.
Aiutaci a raccogliere fondi utili a realizzare progetti che talvolta sono al di fuori delle nostre tasche …
Magari diffondi un promemoria ai tuoi amici e conoscenti che ritieni interessati alle nostre attività con un semplice passaparola tramite Whatsapp e i diversi social che utilizzi.
Nel messaggio scrivi:
“Aiuta il COSMO anche tu con il 5×1000. Firma e inserisci il Codice fiscale 94144450361“
Ogni firma ci aiuterà!
Ti sei perso qualche pillola, vorresti rivederne una in particolare ma non ricordi il titolo?
puoi andare sul nostro canale Youtube (clicca qui)
Oppure puoi aprire il nostro elenco
Troverai un pdf (che potrai anche scaricare) con i singoli link alle pillole che abbiamo pubblicato finora
Il primo progetto riguarda la navicella riutilizzabile SUSIE (Smart Upper Stage for Innovative Exploration).
Lo scopo è quello di fornire una navicella riutilizzabile per non dipendere più né dalla Russia (con Soyuz) né dagli USA (con Crew Dragon o Boeing Starliner).
Un progetto che potrebbe concludersi nel 2026.
Un dettaglio del progetto lo trovate qui:
ArianeGroup SUSIE: la navicella spaziale riutilizzabile europea
Il progetto di sviluppo si chiama SALTO (Reusable StrAtegic space Launcher Technologies & Operations) dedicato all’atterraggio dei nuovi vettori che eseguiranno i test dimostrativi da Kiruna in Svezia.
ENLIGHTEN (European iNitiative for Low cost, Innovative & Green High Thrust Engine) invece sarà dedicato ai motori riutilizzabili e sarà il successore di Prometheus. Questi propulsori dovrebbero impiegare metano o idrogeno (insieme all’ossigeno) come alimentazione.
Con l’arrivo di SpaceX sul mercato dei lanci spaziali molto è cambiato sul come affrontare (e a quali costi) l’immissione di un carico utile in orbita. La società di Elon Musk, grazie a un vettore ormai affidabile come Falcon 9, può contare su prezzi ridotti e su una cadenza di lancio impressionante (per esempio recentemente sono state effettuate tre missioni in due giorni).
Ora finalmente anche l’ESA vuole cercare di percorrere la stessa strada e lo farà grazie Un dettaglio del progetto lo trovate qui:
Commentato da Luigi Borghi.
In questi giorni su molti media si parla della scoperta della vita su Marte. Credo utile divulgare un chiarimento in merito al fine di evitare false interpretazioni. Avevo pensato di preparare un articolo specifico poi ho trovato invece su Coelum una sintesi molto chiara che quindi vi ripropongo in questo link.
Buona lettura.
Commentato da Luigi Borghi.
Link correlati:
L’esercito degli Stati Uniti in una nota ha comunicato che il 18 agosto scorso il drone Zephyr-8, un aereo senza pilota ad anergia solare realizzato dall’Airbus europeo, dopo aver volato per 64 giorni, ha incontrato eventi che hanno portato alla sua chiusura inaspettata sulla struttura di prova nel deserto di Yuma Proving Ground in Arizona.ai immortalate dai satelliti in orbita intorno alla terra
Il comunicato non ha fornito dettagli, ma il sito web Simple Flying, che studia i dati di tracciamento dei voli online, ha affermato che l’aereo high-tech stava volando a forma di S negli Stati Uniti sud-occidentali tra i 12 ed i 15 km di quota quando è improvvisamente disceso a gran velocità.
Lo Zephyr a energia solare, con un’apertura alare di 25 metri e un peso di soli 75 kg, aveva più che raddoppiato il precedente record di volo per un aereo senza pilota.
Il volo è caduto poco prima del record di tutti i tempi per qualsiasi aereo a elica.
Nel 1959 infatti, due piloti fecero volare un Cessna 172 (con un motore nuovo di zecca della Continental Motors Corp., dotato di un sistema di iniezione di alcol) nel deserto sudoccidentale degli Stati Uniti per 64 giorni, 22 ore e 19 minuti, facendo rifornimento due volte al giorno da un camioncino che guidava sotto di loro a terra.
Il rifornimento veniva gestito abbassando un gancio tramite un argano fino a un camion di carburante che avrebbe seguito l’aereo su un tratto di strada rettilineo (come si vede nella foto), di solito due volte al giorno.
Per riempire il serbatoio dell’aereo servivano circa tre minuti. Lo stesso sistema è stato utilizzato per raccogliere regolarmente cibo, olio e altre forniture come asciugamani e acqua per la rasatura e il bagno. Un’impresa resa famosa anche da giornali satirici.
L’immagine fa capire bene quali debbano essere state le difficoltà logistiche imposte ai due conducenti dal dover stare per 64 giorni in uno spazio così ridotto. Peggio che gli astronauti delle missioni Gemini degli anni ‘60.
Ma torniamo allo Zephyr che ovviamente non ha avuto questi problemi perché non aveva nessuno a bordo con bisogni fisiologici e necessità alimentari. Ha volato quasi tutto il tempo nella stratosfera, testando la sua capacità di raccogliere e trasmettere dati ed essere diretto tramite connessioni satellitari, secondo l’esercito e l’Airbus.
Ha il potenziale per fungere da “stazione piattaforma ad alta quota” (HAPS: High Altitude Platform Station ), che è un’unità che può rimanere ad alta quota per lunghi periodi fornendo servizi di comunicazione a banda larga alle regioni remote sottostanti.
Una sorta di satellite artificiale “quasi” geostazionario ma a bassissima quota.
Il primo UAS stratosferico del suo genere, Zephyr fornisce una soluzione persistente e adattabile, a differenza di altri velivoli senza pilota.
La sua persistenza consente la capacità di volare ininterrottamente per mesi, a circa 21 km di quota, al di sopra delle condizioni meteorologiche e del traffico aereo convenzionale.
È l’unico HAPS ad aver dimostrato la longevità giorno/notte nella stratosfera.
Questo significa che è stato trovato il giusto compromesso tra area utile dei pannelli solari, peso del velivolo, peso delle batterie agli ioni di litio (24 kg) che devono immagazzinare l’energia dei pannelli incamerata in eccesso durante il volo diurno. Grazie a questo, il tempo di volo di Zephyr è carbon neutral.
Altre caratteristiche:
Zephyr è in grado di supportare un’ampia gamma di capacità di carico utile, tra cui: radar elettro-ottico, infrarosso, iperspettrale, radar a radiofrequenza passiva (RF), radar ad apertura sintetica (SAR), Early Warning, Lidar e sistema di identificazione automatica (AIS), il sistema di osservazione della Terra interno di Airbus progettato per la stratosfera che fornisce immagini e video elettro-ottici da 18 cm, infrarossi da 70 cm e video. È inoltre compatibile con le capacità di elaborazione avanzate di Airbus Intelligence.
Zephyr ha un’ampia copertura visiva del carico utile di 20 x 30 km che gli consente di fornire una gamma di sorveglianza continua per soddisfare i requisiti della missione, nonché immagini ad alta risoluzione e acquisizione video per la raccolta di informazioni.
I sensori situati nella stratosfera possono rilevare prontamente i cambiamenti nell’ambiente, raccogliendo dati più precisi.
Per quanto riguarda la connettività, uno Zephyr ha la copertura equivalente a quella di 250 torri cellulari in 4G/5G diretto al dispositivo.
Zephyr è uno di tanti esperimenti prodotti in questo campo. Ne voglio citare alcuni che, a mio avviso, meritano attenzione e che non sono da meno in termini di prestazioni ma che hanno avuto percorsi evolutivi meno edificanti.
Il Boeing SolarEagle (Vulture II) era un velivolo spia solare senza pilota ad alta quota e lunga durata (HALE) sviluppato da Boeing Phantom Works .
L’aereo proposto aveva un’apertura alare di 120 metri ed era destinato a rimanere in volo per un massimo di cinque anni alla volta senza dover atterrare.
Aveva 20 motori dello stesso tipo di quelli dello Zephyr progettato dall’Università di Newcastle . Boeing si è aggiudicata un contratto da 89 milioni di dollari dal programma Vulture della DARPA, con Boeing che copre il resto. Doveva effettuare il suo primo volo nel 2014, ma nel 2012 il progetto SolarEagle è stato cancellato.
Poi ci ha provato la ARCAspace con il AirStrato, un veicolo aereo senza pilota di medie dimensioni a energia solare. Erano previste due varianti, AirStrato Explorer con un “ceiling” target di 18 km e AirStrato Pioneer con un ceiling target di 8 km. Si prevedeva di trasportare un carico utile di 45 kg composto da apparecchiature di sorveglianza, strumenti scientifici o batterie aggiuntive per una maggiore autonomia.
Il primo prototipo di volo inaugurale ha avuto luogo il 28 febbraio 2014. Era dotato di un carrello di atterraggio fisso. Furono costruiti altri due prototipi privi di carrello di atterraggio. Invece ARCA ha optato per una catapulta pneumatica come lanciatore e pattini di atterraggio e un paracadute di recupero per l’atterraggio.
Entrambi i prototipi hanno eseguito test di decollo e atterraggio e voli a bassa quota.
Vedremo proliferare questi UAV per la comunicazione e controllo del territorio. L’avvento del 6G tra qualche anno ne provocherà l’espansione (vi invito a leggere un articolo dedicato al 6G sul numero 54 della nostra rivista “Il C.O.S.Mo. News” in uscita su questo sito il primo settembre). I costi arriveranno ad essere ampiamente competitivi rispetto ai ripetitori a terra ma offriranno contemporaneamente servizi importanti sia dal punto di vista civile che militare.
Commentato da Luigi Borghi.
Tratto ed elaborato da diversi articoli tra cui:
https://www.airbus.com/en/products-services/defence/uas/uas-solutions/zephyr
Gli articoli di questo numero:
Di Leonardo Avella
Di Mauro Castagnetti
Di Enzo Mantovani
Di Ciro Sacchetti e Leonardo Avella
Di Luigi Borghi
Potrai accedere ai contenuti della rivista qui, sul nostro sito:
Se ti sei perso uno o più dei numeri arretrati potrai trovarli per leggerli o scaricarli sempre nel Menu principale col percorso: IL COSMO NEWS / ARCHIVIO RIVISTA
Buona lettura Cosmica
L’eruzione avvenuta lo scorso 15 gennaio è stata una delle più potenti mai immortalate dai satelliti in orbita intorno alla terra
Quella che vedete qui sopra è una foto satellitare di una spettacolare eruzione avvenuta il 15 gennaio scorso in un posto chiamato Hunga Tonga, nell’oceano pacifico al largo della Australia.
L’isola è disabitata e nella foto qui sotto potete vedere come si presentava a febbraio 2019. Quella al centro è la parte sommitale della caldera che talvolta emerge dall’acqua mentre altre volte collassa e torna ad immergersi
L’esplosione di sabato scorso ha provocato uno tsunami ed ha generato un’onda d’urto che ha abbracciato tutto il globo e che è stata vista dallo spazio. Qui sotto è possibile ammirare l’onda d’urto grazie all’immagine ottenuta dal satellite giapponese Himawari 8. Cliccando sull’immagine si può vedere anche l’animazione dell’evento.
L’onda di pressione è stata avvertita anche in Italia come si può vedere dal grafico qui sotto, curato da Salvatore Quattrocchi.
La nuvola di polvere nel giro di qualche ora ha raggiunto le dimensioni di alcune centinaia di chilometri. Per dare un’idea, queste sono le dimensioni della nuvola rispetto all’Europa:
il pennacchio di cenere nella colonna eruttiva ha raggiunto una altezza di 20 chilometri, ma dobbiamo ricordare che l’origine di questa eruzione è stata con tutta probabilità subacquea. Nell’immagine seguente si può vedere l’edificio vulcanico nella sua interezza: la maggior parte è sommersa.
Il vulcano Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai ha eruttato regolarmente negli ultimi decenni. Gli ultimi eventi degni di nota sono stati quelli del 2009 e del 2014/15. Ma queste eruzioni erano piccole, rispetto a quanto avvenuto il 15 gennaio 2022.
Da recenti ricerche come questa sembra che questo vulcano provochi esplosioni così grandi circa una volta ogni mille anni.
Ma per quale motivo l’eruzione è stata così potente? Perchè è avvenuta sottacqua e quando il magma incandescente incontra l’acqua questa diventa vapore e quindi l’evento diventa esplosivo. Il termine tecnico è “Eruzione di tipo Freatico Magmatico” oppure “Surtseyano”, dalla località a sud dell’Islanda.
L’eruzione è iniziata intorno alle 17.10 ora locale. Nelle isole vicine il cielo è subito diventato molto scuro.
Quest’altra foto è delle 18.09 ora locale:
L’eruzione ha provocato anche uno Tsunami, per fortuna senza grosse conseguenze
Come si presenterà l’isola vulcanica adesso? Come potrete immaginare non abbiamo suggestivi scatti fotografici effettuati sul posto, ma il satellite Sentinel-1 ci viene in aiuto. Ecco come si presentava l’isola a dicembre 2021 (piuttosto simile alla foto di febbario 2019)
Ed ecco invece come si presenta adesso. Direi che c’è rimasto ben poco!
Gli scienziati hanno individuato il periodo dell’anno nel quale cadde la cometa (o l’asteroide) che estinse i dinosauri
Sessantasei milioni di anni fa ci fu una giornata veramente brutta per i dinosauri.
Non solo per loro, ma per tutti gli esseri viventi, visto che da quel momento in poi il 75% delle specie sulla Terra si estinse in breve tempo. Non c’è dubbio ora che il principale motore di questo omicidio di massa, chiamato evento di estinzione di K-Pg, fu un enorme impatto di un corpo celeste, un asteroide o forse una cometa. Un oggetto di 10 chilometri di diametro che si schiantò contro il pianeta appena al largo della costa dello Yucatan. Si creò un cratere largo circa 150 chilometri ed avvennero una serie di eventi catastrofici, sia immediati che a lungo termine, che spazzarono via la maggior parte della vita sulla Terra.
Non sappiamo la data esatta di questo evento, ma gli scienziati stanno scoprendo in che periodo dell’anno è avvenuto. E sembra che quel giorno del mese di giugno sia stato davvero, davvero brutto.
Conoscere il periodo dell’anno dell’impatto è interessante perchè influisce sulla biologia. Ad esempio, è più probabile che una specie sopravviva se l’evento si verifica dopo che ha deposto le uova in un luogo protetto. Anche se gli adulti venissero spazzati via, una seconda generazione potrebbe comunque avere una possibilità. Influisce anche su quanto tempo potrebbe essere necessario alle piante per riguadagnare il loro posto nelle nicchie ambientali aperte dall’impatto, o quali specie potrebbero dominare nel breve termine dopo l’impatto.
Già in passato furono proposte ipotesi che l’impatto avvenne tra la tarda primavera e l’inizio dell’estate , ma non ci fu un vero e proprio consenso. Tuttavia, un nuovo articolo appena pubblicato ha portato nuove prove piuttosto valide che il periodo proposto in passato sia proprio quello giusto.
Nella nuova ricerca, gli scienziati si sono rivolti al sito fossile di Tanis nel Nord Dakota occidentale. Il sito fa parte della vasta formazione di Hell Creek, uno strato geologico che si estende su diversi stati americani e deposto proprio al momento dell’impatto. Circa 10-13 minuti dopo l’impatto in Messico, immense onde sismiche hanno attraversato il sito di Tanis, provocando inondazioni che molto probabilmente provenivano dal vicino Western Interior Seaway , un mare enorme ma poco profondo che all’epoca correva da nord a sud attraverso il Nord America occidentale. Questo a sua volta ha creato quella che viene chiamata una sessa, un’enorme onda stazionaria in acqua che può generare onde alte un centinaio di metri. E’ accaduto, in una scala molto più grande, quello che avviene quando ti muovi avanti e indietro in una vasca da bagno in sincrono con le onde generate, amplificando i picchi abbastanza da schizzare l’acqua fuori dalla vasca.
Solo che in quel caso le onde che sono schizzate fuori dal lago erano alte come un palazzo di 20 piani…
E’ proprio quello che accadde a Tanis e, grazie alla geografia dell’area abbiamo una risoluzione temporale estremamente precisa degli eventi. Nel sito ci sono tanti fossili inclusi pesci, insetti, piante e altro ancora. Ebbene: esaminando questi fossili, è possibile capire in che periodo dell’anno è avvenuto l’impatto.
Ma come hanno fatto??!? Gli scienziati hanno esaminato i fossili di storione, in particolare la punta della pinna pettorale. Lo storione è anadromo, ovvero migra dal fiume al mare e viceversa, quindi passa dall’acqua dolce a quella salata. La sua migrazione è stagionale e la crescita delle ossa nello storione dipende dunque dal periodo dell’anno. La crescita di questo osso appuntito si è interrotta improvvisamente sulla punta, sicuramente a causa della morte del pesce per l’impatto.
Ma la chiave di tutto è negli elementi di cui è composto l’osso. La concentrazione dell’isotopo ossigeno-18 nelle ossa fluttua durante l’anno. Quando il pesce è in acqua dolce non c’è tanto ossigeno-18. Quando è in acqua salata di mare l’isotopo viene incorporato maggiormente nelle ossa. È vero il contrario per l’isotopo carbonio-13: il suo assorbimento è maggiore in acqua dolce ed inferiore in acqua di mare.
Gli scienziati hanno visto queste abbondanze salire e scendere nella lisca di pesce mentre le tracciavano verso la punta. In più sono sfasate (quando una sale l’altra scende e viceversa), una chiara indicazione delle fluttuazioni stagionali. Tracciando queste fluttuazioni, gli scienziati hanno scoperto che l’impatto è avvenuto in tarda primavera o all’inizio dell’estate.
Hanno trovato la stessa cosa nelle effimere. Questi insetti scavano nel legno per deporre le uova che si schiudono durante un brevissimo intervallo poche settimane all’inizio della primavera. Il fatto che le effimere adulte siano state trovate fossilizzate mostra che l’impatto è avvenuto mentre le effimere adulte erano attive, quindi dopo la schiusa delle uova. I loro corpi sono fragili, quindi l’impatto deve essere avvenuto all’inizio della loro età adulta, altrimenti non sarebbero stati trovati fossili intatti.
Inoltre, alcune larve di insetti mangiano le foglie, lasciando tracce caratteristiche (questo è chiamato leaf-mining, un termine adorabile). I solchi intatti in alcune foglie fossilizzate, comprese alcune ancora attaccate ai rami, mostrano che le larve si nutrivano attivamente al momento dell’impatto. E questo è un altro indizio che punta verso la primavera/estate, quando le larve sono impegnate ad ingrassare e crescere prima della metamorfosi.
Tutto ciò è veramente sorprendente. Solo pochi anni fa l’ipotesi dell’impatto dell’asteroide era molto controversa. Ora non solo è accettata, ma sono emerse ulteriori prove in eventi come l’eruzione vulcanica durata un milione di anni ed avvenuta a causa della forza dell’impatto che apre nuove vie al magma sotterraneo.
Ed ora tutto ciò non solo è accettato, ma gli scienziati possono ipotizzare in quale mese sia successo.
Sono troppi gli argomenti interessanti di questo periodo di fine anno quindi mi limiterò a parlarvi delle notizie che ritengo meritino attenzione per importanza strategica, peculiarità e proiezione nel 2022.
Davanti a tutti vi è sicuramente il lungo viaggio del JWST, che è decollato il giorno di Natale dalla base di lancio ESA del Centro spaziale guyanese, sito a Kourou nella Guyana francese con un Ariane 5. Un lancio perfetto!
Ma non mi voglio dilungare oltre anche perché per saperne di più abbiamo il nostro Roberto Castagnetti che ci tiene continuamente aggiornati sulla complicatissima missione da 10 miliardi di dollari, che culminerà con l’arrivo in L2 a oltre 1,5 milioni di km da Terra.
Trovate tutti gli aggiornamenti sul nostro canale Telegram “Il COSMo News” a cui vi rimando.
Poi vorrei anche aggiornarvi sugli eventi in fase di sviluppo che sono attesi nel 2022 e che determineranno una svolta nella esplorazione spaziale.
3) Infatti, l’altro evento sarà il primo volo orbitale della Starship di Elon Musk, che dovrebbe avvenire in primavera. La Starship verrà portata in orbita bassa dal possente razzo Super Heavy, sempre della SpaceX. Questo evento assumerà particolare importanza dato il fatto che la NASA avrebbe scelto questo mezzo, cioè la Starship, come sistema di allunaggio per il progetto Artemis. Se tutto andrà come previsto, questa “navetta” di una cinquantina di metri verrà caricata sopra ad un SLS (o su un Super Heavy) e spedita sulla Luna, con astronauti a bordo. Un altro grande passo per l’umanità, direbbe Neil Armstrong.
4) Prevista a settembre la partenza per l’orbita terrestre del nuovo razzo pesante New Glenn della Blue Origin (di Jeff Bezos) che conta di entrare nel ricco mondo dei lanciatori con questo nuovo razzo pesante di ultima generazione. Ne parleremo approfonditamente nel corso del 2022.
9) Comincerà sul serio la ricerca mineraria sugli asteroidi. Con la missione Psyche, in partenza nell’agosto 2022, l’ente spaziale americano vuole un primo piano di uno degli oggetti più intriganti e forse tra i più preziosi che conosciamo, l’asteroide 16 Psyche. Il lanciatore della missione che sarà completamente robotica e a basso costo sarà uno SpaceX Falcon Heavy. Con questa missione la NASA ha l’obiettivo di scoprire se quell’oggetto è davvero composto di ferro e nichel (e se vale la pena aprire lì una miniera) e per capire come si è formato.
NUOVE TECNOLOGIE
Come dicevo, oltre ai fatti eclatanti che caratterizzeranno il prossimo anno e sperando che il covid stia sparando le sue ultime cartucce, vi voglio parlare anche di una notizia che ritengo interessante perché riguarda una tecnologia veramente innovativa: la levitazione sulla Luna!
Gli ingegneri del MIT testano un’idea per un nuovo rover lunare a levitazione
Da un articolo di Jennifer Chu per MIT News, Boston MA (SPX) 27 dicembre 2021; https://www.moondaily.com/reports/MIT_engineers_test_an_idea_for_a_new_hovering_Lunar_rover_999.html
Questa illustrazione mostra un’immagine concettuale del rover.
Gli ingegneri aerospaziali del MIT stanno testando un nuovo concetto per un rover sospeso che levita sfruttando la carica naturale della luna.
Poiché non hanno un’atmosfera, la luna e altri corpi senz’aria come gli asteroidi possono creare un campo elettrico attraverso l’esposizione diretta al sole e al plasma circostante. Sulla luna, questa carica superficiale è abbastanza forte da far levitare la polvere a più di 1 metro dal suolo, proprio come l’elettricità statica può far rizzare i capelli di una persona. La bassa magnitudine del campo elettrico superficiale naturale (ordine 10 V / m) limita comunque fortemente la capacità di un veicolo di sfruttare la levitazione elettrostatica come strategia di manovra, in particolare su grandi corpi planetari, come la Luna
Gli ingegneri della NASA e altrove hanno recentemente proposto di sfruttare questa carica superficiale naturale per far levitare un aliante con ali in Mylar, un materiale che mantiene naturalmente la stessa carica delle superfici dei corpi senz’aria. Hanno ragionato che le superfici con carica simile dovrebbero respingersi, con una forza che solleva l’aliante da terra.
Ma un tale progetto sarebbe probabilmente limitato a piccoli asteroidi, poiché i corpi planetari più grandi avrebbero un’attrazione gravitazionale più forte e contrastante.
Il rover levitante del team del MIT potrebbe potenzialmente aggirare questo limite di dimensioni.
Il concept, che ricorda un disco volante in stile retrò, utilizza minuscoli fasci di ioni per caricare il veicolo e aumentare la carica naturale della superficie. L’effetto complessivo è progettato per generare una forza repulsiva relativamente grande tra il veicolo e il suolo, in un modo che richiede pochissima potenza.
In uno studio di fattibilità iniziale, i ricercatori mostrano che un tale aumento di ioni dovrebbe essere abbastanza forte da far levitare un piccolo veicolo da 2 libbre sulla luna e grandi asteroidi come Psiche.
I risultati del team appaiono nell’ultimo numero del Journal of Spacecraft and Rockets. I coautori di Jia-Richards sono Paulo Lozano, il professore di aeronautica e astronautica M. Aleman-Velasco e direttore dello Space Propulsion Lab del MIT; e l’ex studente in visita Sebastian Hampl, ora alla McGill University.
Forza ionica.
Il design levitante del team si basa sull’uso di propulsori ionici in miniatura, chiamati sorgenti ioniche ioniche-liquide. Questi piccoli ugelli microfabbricati sono collegati a un serbatoio contenente liquido ionico sotto forma di sale fuso a temperatura ambiente. Quando viene applicata una tensione, gli ioni del liquido vengono caricati ed emessi come un raggio attraverso gli ugelli con una certa forza.
Il team di Lozano ha aperto la strada allo sviluppo di propulsori ionici e li ha utilizzati principalmente per spingere e manovrare fisicamente piccoli satelliti nello spazio. Recentemente, Lozano aveva visto una ricerca che mostrava l’effetto levitante della superficie carica della luna sulla polvere lunare.
Ha anche preso in considerazione il progetto dell’aliante elettrostatico della NASA e si è chiesto: un rover dotato di propulsori ionici potrebbe produrre abbastanza forza repulsiva ed elettrostatica da librarsi sulla luna e su asteroidi più grandi?
Per testare l’idea, il team ha inizialmente modellato un piccolo rover a forma di disco con propulsori ionici che caricavano da solo il veicolo. Hanno modellato i propulsori per irradiare ioni caricati negativamente fuori dal veicolo, il che ha effettivamente conferito al veicolo una carica positiva, simile alla superficie caricata positivamente della luna.
Ma hanno scoperto che questo non era abbastanza per far decollare il veicolo.
Puntando poi ulteriori propulsori a terra ed emettendo ioni positivi per amplificare la carica della superficie, il team ha pensato che il boost potesse produrre una forza maggiore contro il rover, sufficiente a farlo levitare da terra.
Hanno elaborato un semplice modello matematico per lo scenario e hanno scoperto che, in linea di principio, potrebbe funzionare.
Sulla base di questo semplice modello, il team ha previsto che un piccolo rover, del peso di circa due libbre, potrebbe raggiungere una levitazione di circa un centimetro da terra, su un grande asteroide come Psiche, utilizzando una sorgente di ioni da 10 kilovolt. Per ottenere un simile decollo sulla luna, lo stesso rover avrebbe bisogno di una sorgente da 50 kilovolt.
Questo tipo di design ionico utilizza pochissima energia per generare molta tensione.
In sospensione.
Per essere sicuri che il modello rappresentasse ciò che potrebbe accadere in un ambiente reale nello spazio, hanno eseguito un semplice scenario nel laboratorio di Lozano.
I ricercatori hanno prodotto un piccolo veicolo di prova esagonale del peso di circa 60 grammi e delle dimensioni del palmo di una mano. Hanno installato un propulsore ionico rivolto verso l’alto e quattro verso il basso; quindi, hanno sospeso il veicolo su una superficie di alluminio da due molle calibrate per contrastare la forza gravitazionale terrestre. L’intera configurazione è stata collocata all’interno di una camera a vuoto per simulare l’ambiente senz’aria della luna e degli asteroidi.
I ricercatori hanno anche sospeso un’asta di tungsteno dalle molle dell’esperimento e hanno usato il suo spostamento per misurare la forza prodotta dai propulsori ogni volta che venivano attivati. Hanno applicato varie tensioni ai propulsori e misurato le forze risultanti, che hanno poi usato per calcolare l’altezza che il solo veicolo avrebbe potuto levitare. Hanno trovato questi risultati sperimentali abbinati alle previsioni dello stesso scenario dal loro modello, dando loro la certezza che le sue previsioni per il volo di un Rover su Psiche e sulla luna fossero realistiche.
Il modello attuale è progettato per prevedere le condizioni richieste per ottenere semplicemente la levitazione, che si trovava a circa 1 centimetro da terra per un veicolo da 2 libbre.
I propulsori ionici potrebbero generare più forza con una tensione maggiore per sollevare un veicolo più in alto da terra. Ma Jia-Richards afferma che il modello avrebbe bisogno di essere rivisto, poiché non tiene conto di come si comporteranno gli ioni emessi ad altitudini più elevate.
“In linea di principio, con una migliore modellazione, potremmo levitare ad altezze molto più elevate”, afferma.
In tal caso, Lozano afferma che le future missioni sulla luna e sugli asteroidi potrebbero schierare rover che utilizzano propulsori ionici per librarsi e manovrare in sicurezza su terreni sconosciuti e irregolari.
Con un Rover levitante, non ci si deve preoccupare delle ruote e il percorso potrebbe essere totalmente irregolare, tipico di un asteroide o della Luna.
Gli esperimenti vengono condotti in un ambiente di laboratorio per dimostrare la fattibilità dell’utilizzo di sorgenti ioniche ioniche-liquide per la ricarica combinata di veicoli e superfici creando una forza elettrostatica di 1 mN attraverso il trasporto di carica e richiedendo solo 0,2 mW di potenza in ingresso.
Questa ricerca è stata supportata, in parte, dalla NASA.
Commentato da Luigi Borghi
Rapporto di ricerca: “Levitazione elettrostatica su corpi planetari privi di atmosfera con sorgenti ioniche liquido-ioniche”
https://arc.aiaa.org/doi/pdf/10.2514/1.A35001
https://news.mit.edu/2021/moon-hovering-rover-1221 https://www.tomshw.it/scienze/il-mit-prepara-un-rover-lunare-a-levitazione-elettrostatica/
È il momento giusto per augurare a tutti i nostri follower un
magnifico 2022!
Due aspetti che hanno poco a che fare l’uno con l’altro ma sono notizie che meritano attenzione.
DETRITI! Partiamo dai detriti che hanno colpito la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) per fortuna senza grossi danni, ma che hanno comunque costretto ad un cambio di quota per evitare il peggio.
Per questo “incidente” dobbiamo ringraziare ancora una volta i Cinesi e il loro leader Xi Jinping che con i loro test militari per attribuirsi la capacità di distruggere satelliti in orbita bassa hanno fatto la frittata. La spazzatura spaziale infatti è stata lasciata dal satellite cinese Fengyun-1C, secondo quanto riferito dalla Russian State Space Corporation Roscosmos.
Il satellite cinese è stato distrutto nel 2007 in un test missilistico anti-satellite.
Esplose in più di 3.500 pezzi di detriti, la maggior parte dei quali sono ancora in orbita attorno al pianeta.
Piani orbitali noti di detriti Fengyun-1C un mese dopo la sua disintegrazione da parte dell’ASAT cinese (orbite esagerate per la visibilità).
All’inizio di quest’anno un pezzo di questa spazzatura spaziale ha colpito il sistema robotico remoto canadesedella ISS, ma l’incidente non ha influito sul funzionamento del dispositivo o dell’ISS in generale.
Secondo quanto riferito dalla Russian State Space Corporation Roscosmos, la Stazione Spaziale Internazionale ha dovuto poi comunque eseguire una manovra per evitare una collisione con la spazzatura spaziale.
Si legge nel comunicato.
“L’altitudine orbitale dell’Iss è stata innalzata per evitare la congiunzione con i detriti spaziali. Secondo i dati preliminari, la manovra ha alzato l’orbita della stazione di circa 1,2 chilometri”.
Illustrazione della famiglia cinese di satelliti meteorologici Fengyunello SPARC.
Poteva andare molto peggio! Questo incidente (non è stato l’unico) fa pensare parecchio su quanto la spazio stia diventando pericoloso. Già lo è senza bisogno dell’intervento umano, con temperature estreme, vuoto e radiazioni. Ma quei vincoli almeno si conoscono, mentre i detriti, quelli piccoli sotto al centimetro di diametro, sono insidiosi, maledettamente insidiosi e possono essere fatali. Devo dire ad amor del vero che questi esperimenti di distruzione di satelliti a scopo militare non sono stati un’idea dei soli cinesi. Prima di loro ci hanno provato americani e russi.
Ora non dobbiamo fare altro che aspettare lo facciano anche indiani, inglesi, francesi, iraniani e israeliani poi siamo veramente a posto ed avremo la certezza che qualche “pezzo” della imbecillità umana farà veramente un disastro.
Di positivo in questa notizia c’è il fatto che se si prevede in tempo untile la traiettoria dell’intruso il disastro si può evitare. Assomiglia molto alla dinamica degli asteroidi: se arrivi un tempo ci salviamo tutti.
I dettagli li trovate qui:
https://www.spacedaily.com/reports/ISS_changes_orbit_to_avoid_collision_with_Chinese_debris_999.html
LA LUNA. L’altra notizia riguarda il mitico progetto Atrtemis della NASA di riportare un uomo, anzi una donna, sulla Luna che aveva subito uno stop “giudiziario”. Infatti, a seguito della reazione di Jeff Bezos della Blue Origin (ed anche di Amazon) che non aveva digerito la scelta della NASA di affidare alla SpaceX del suo rivale Elon Musk il contratto per il lander lunare di Artemis HLS, il progetto Arteims subì uno stop. Diciamo che forse, visti i ritardi del primo lancio del megarazzo SLS, i ritardi vi sarebbero stati ugualmente. Comunque, ora sembra tutto sbloccato e che il gentil-piede sulla Luna si vedrà non nel 2024, come promesso da Trump, ma l’anno dopo, nel 2025.
Infatti, la U.S. Court of Federal Claims ha respinto la denuncia di Blue Origin alla NASA, facendo di fatto riprendere la corsa alla Luna!
Facendo un passo indietro, come sapete eravamo rimasti un po’ impantanati con il programma Artemis in un procedimento legale. Blue Origin infatti aveva intentato una causa contro la NASA lo scorso 13 agosto. La denuncia era stata fatta allo U.S. Court of Federal Claims, un tribunale federale americano che esamina le richieste contro il governo e che ha giurisdizione sulle proteste dopo le revisioni del GAO
A ciò si era aggiunta più recentemente la raccomandazione che l’Appropriations Committee, il più grande comitato del Senato Americano che sovrintende a tutta la legislazione di spesa discrezionale del Senato stesso, aveva rivolto alla NASA affinché scegliesse una seconda azienda, oltre a SpaceX vincitrice del contratto per il primo lander lunare di Artemis HLS, per sviluppare anch’essa un secondo sistema di allunaggio.
La notizia del rigetto della U.S. Court of Federal Claims è arrivata ieri.
Il tribunale federale si è espresso a favore dell’ente spaziale americano sostenendone la scelta effettuata in sede di assegnazione del contratto a SpaceX per la realizzazione del primo lander lunare HLS (Human Landing System) del programma Artemis.
Via libera quindi alla NASA per riprendere il più presto possibile le attività con l’azienda di Elon Musk per tornare “al pezzo”.
Rendering dello starship della SpaceX sulla superficie lunare come lander di Artemis. Lo vedremo (forse) nel 2025.
Inoltre, la NASA continuerà a lavorare con varie società americane per rafforzare e stimolare la concorrenza per i sistemi di trasporto per esseri umani sulla superficie lunare. A breve, infatti, ci saranno nuove opportunità per le aziende private di collaborare con la NASA per stabilire una presenza umana a lungo termine sulla Luna, sempre nell’ambito del programma Artemis.
Tra queste, nel 2022 partirà una selezione indirizzata alle aziende USA per fornire servizi di atterraggio lunare per esseri umani.
In una teleconferenza stampa svoltasi martedì scorso nove novembre è stato presentato da parte dei vertici della NASA quello che è il primo aggiornamento ufficiale dell’Agenzia sotto l’amministrazione Biden-Harris, riguardante il programma Artemis di esplorazione della Luna. Qui la conferenza:
http://www.newsspazio.it/2021/11/lo-us-court-of-federal-claims-ha.html
L’amministratore capo della NASA Bill Nelson ha guidato la teleconferenza, tracciando il percorso per le prime missioni di Artemis, che precederanno le missioni con esseri umani sulla superficie lunare. Tra l’altro Nelson ha detto: “Siamo soddisfatti della valutazione approfondita della US Court of Federal Claims sul processo di selezione della NASA per il sistema di atterraggio per esseri umani (HLS, Human Landing System) ed abbiamo già ripreso il dialogo con SpaceX. È chiaro che siamo entrambi ansiosi di tornare a lavorare insieme e stabilire un nuovo cronoprogramma per le nostre missioni dimostrative lunari iniziali. Ritornare sulla Luna nel modo più rapido e sicuro possibile è una priorità dell’agenzia.
Tuttavia, con la recente denuncia ed altri fattori, il primo atterraggio umano di Artemis avverrà probabilmente non prima del 2025″.
Nel frattempo, la NASA continua le attività sui test flight Artemis I (senza equipaggio) ed Artemis II, con equipaggio intorno alla Luna, quest’ultimo programmato entro maggio 2024.
A ciò seguirà una missione SpaceX di test, la prima che farà atterrare senza equipaggio il proprio lander lunare.
Solo dopo questo test potrà aver luogo Artemis III, la prima missione dai tempi del programma Apollo che riporterà gli esseri umani sulla superficie del nostro satellite naturale.
La NASA prevede di lanciare una nuova call la prossima primavera alla ricerca di nuovi servizi di atterraggio lunare per esseri umani.
Nelson: “Guardando avanti, la NASA sta pianificando per il futuro almeno 10 allunaggi, e l’agenzia ha bisogno di aumenti significativi dei finanziamenti per la futura competizione dei lander, a partire dal budget del 2023″.
Nel frattempo, vi è l’impegno di ridurre i costi e snellire le operazioni tutt’ora in corso. L’agenzia ha inviato una richiesta di informazioni all’industria per massimizzare l’efficienza dello Space Launch System (SLS) ed ha anche chiesto ai partner industriali di realizzare tute spaziali e fornire servizi di passeggiate spaziali per le missioni sia della Stazione Spaziale Internazionale che per il programma Artemis.
Non vi sono ripercussioni sui successivi programmi delle missioni Artemis e sui piani per le attività di superficie sulla Luna, incluso lo sviluppo del Gateway Lunare e le altre attività previste per i prossimi anni.
La NASA insieme ai partner internazionali e commerciali sta infatti costruendo il Gateway Lunare, un avamposto che orbiterà intorno alla Luna che fornirà infrastrutture e funzionalità critiche per l’esplorazione a lungo termine della Luna e di Marte, nonché altre tecnologie abilitanti.
Commentato da Luigi Borghi.
Link correlati:
https://youtu.be/AB7sSG2Rl9k http://www.newsspazio.it/2021/11/programma-nasa-artemis-rimandata-di-1.html#more
Ridurre fino ad eliminare completamente la produzione di gas serra è un dovere indiscutibile che avremmo dovuto onorare molto tempo fa. Siamo partiti tardi a preoccuparci del surriscaldamento globale ed il motivo è duplice: de carbonizzare la produzione costa parecchio e poi ancora oggi vi sono categorie di persone che negano tale necessità (per convenienza, per ignoranza, per protagonismo, ecc.)
Le alternative che abbiamo oggi sono le fonti rinnovabili pulite (sole, vento, mare) ma sono intermittenti e non sufficienti per garantire la crescita in un mondo che, nei prossimi trent’anni, arriverà a 10 miliardi di anime.
La soluzione del problema esiste e sta nello sfruttamento della energia nucleare attraverso il processo di fusione. Al contrario delle centrali a fissione, la fusione sfrutta un processo assolutamente pulito ed innocuo per l’ambiente.
Un obiettivo difficile ma che garantirà energia pulita per tutti in quantità e rivoluzionerà positivamente il modo di produrre, viaggiare, vivere.
Per chi vuole approfondire questo argomento consiglio questo filmato https://youtu.be/85LNFER9MhQ dove, in 15 minuti, cerco di esaminare tutti gli aspetti della produzione di energia elettrica pulita nell’immediato futuro.
Il grosso, grossissimo problema tecnico nello sviluppo di reattori nucleari a fusione controllata sta nella necessità di mantenere “confinato”, cioè lontano dalle pareti del contenitore, il gas ionizzato. Un gas che per poter fondere i suoi atomi in uno altro elemento deve raggiungere temperature di decine di milioni di gradi. Parliamo di deuterio e trizio che fondendo si trasformano in elio di massa minore della somma dei due atomi di partenza, con un rilascio enorme di energia.
Sono in fase di sperimentazione diverse tecniche che vanno dal confinamento inerziale a quello magnetico. Ed è di quest’ultimo di cui vi voglio parlare oggi, perché vi sono delle novità.
La notizia di oggi infatti arriva da Cambridge, Mass. Dalla Commonwealth Fusion Systems (CFS) e Plasma Science and Fusion Center (PSFC) del MIT
La CFS ha annunciato il successo del test del magnete superconduttore ad alta temperatura (HTS) più potente al mondo, la tecnologia chiave per un dispositivo che sbloccherà la strada per l’energia da fusione commerciale pulita.
Fotografia di un HTS.
Il test fondamentale, condotto presso il Plasma Science and Fusion Center del MIT, ha dimostrato che il magnete costruito su larga scala può raggiungere un campo magnetico sostenuto di oltre 20 tesla, sufficiente per consentire al dispositivo tokamak compatto di CFS, chiamato SPARC (un prototipo del tutto simile a ITER, quello che si sta sviluppando con un consorzio internazionale in Francia a Cadarache, vicino a Marsiglia), di ottenere energia netta dalla fusione (cioè il punto di parità dalla fusione dove l’energia immessa è uguale o minore di quella resa dal processo) . Un vero primato!
Spaccato dello SPARC.
Bob Mumgaard, CEO di CFS, ha affermato: “Questo magnete da record è il culmine degli ultimi tre anni di lavoro e offrirà al mondo un chiaro percorso verso l’energia da fusione per la prima volta. Il mondo ha bisogno di una tecnologia fondamentalmente nuova che supporterà gli sforzi per decarbonizzare in una sequenza temporale che possa mitigare i cambiamenti climatici. Questo test del nostro magnete dimostra che abbiamo quella tecnologia e siamo sulla buona strada per produrre energia pulita e illimitata per il mondo intero”.
CFS e PSFC del MIT hanno utilizzato nuovi superconduttori ad alta temperatura (HTS) disponibili in commercio per costruire i magneti che consentiranno campi magnetici significativamente più forti in un dispositivo di fusione chiamato tokamak.
Con il superconduttore a 20 gradi Kelvin e con 40.000 Ampere si raggiungono i 20 Tesla di campo magnetico.
I tokamak esistenti si affidano a dispositivi molto più voluminosi per tentare di confinare il plasma supercaldo, i magneti HTS consentono invece un approccio ad alto campo che consentirà a CFS di raggiungere il punto di parità dalla fusione con un dispositivo sostanzialmente più piccolo, a basso costo e con tempistiche più rapide.
Dennis Whyte, direttore del PSFC del MIT e co-fondatore di CFS ha affermato: “Questo rivoluzionario magnete apre un’opportunità di trasformazione e accelera ampiamente il processo per arrivare all’energia di fusione per la produzione commerciale di energia elettrica”.
I tokamak sono dispositivi a forma di ciambella che utilizzano magneti per controllare e isolare un plasma in cui avviene la fusione. Sebbene nessun dispositivo di fusione debba ancora ottenere energia netta, i tokamak si sono avvicinati di più con più di 160 tokamak costruiti e gestiti con successo in tutto il mondo. In passato, i tokamak utilizzavano magneti superconduttori a bassa temperatura che richiedevano fossero di dimensioni enormi per creare il campo magnetico necessario per tentare di ottenere l’energia netta. I magneti CFS HTS consentiranno campi magnetici significativamente più forti e, di conseguenza, tokamak significativamente più piccoli. Le centrali elettriche a fusione avranno vantaggi rispetto alle centrali elettriche tradizionali a fissione, in quanto saranno prive di carbonio, trasportabili, avranno una fornitura di carburante illimitata e sono intrinsecamente più sicure di altri tipi di impianti. Si possono spegnere e riaccendere, non producono scorie radioattive, non possono scoppiare e non producono materiale adatto a bombe sporche. Il combustibile non è radioattivo.
Questa tecnologia del magnete HTS verrà successivamente utilizzata in SPARC, che è in costruzione a Devens, nel Massachusetts, e sulla buona strada per dimostrare l’energia netta dalla fusione entro il 2025. SPARC aprirà la strada alla prima centrale elettrica a fusione commercialmente valida chiamata ARC.
A proposito di CFS
CFS è sulla buona strada per portare sul mercato la tecnologia dell’energia da fusione. CFS è stato creato dal MIT e combina i decenni di esperienza di ricerca del Plasma Science and Fusion Center del MIT con l’innovazione e la velocità del settore privato. Supportato dai principali investitori mondiali in tecnologie energetiche innovative, CFS è in una posizione unica per fornire il percorso più veloce verso l’energia da fusione commerciale. Per ulteriori informazioni sulla CFS, visitare www.cfs.energy .
Commentato da Luigi Borghi.
Link correlati:
https://cfs.energy/news-and-media/cfs-commercial-fusion-power-with-hts-magnet
Rilascio del MIT: https://news.mit.edu/2021/MIT-CFS-major-advance-toward-fusion-energy-0908
