Non possiamo certo dire che il 2021 sia cominciato bene: la pandemia sta galoppando e, tanto per non farci mancare nulla, siamo pure senza governo. Ma la notizia che 9 giorni fa l’Agenzia spaziale europea (ESA) ha firmato un contratto da quasi 296 milioni di euro con Thales Alenia Space per costruire un modulo europeo per la stazione spaziale Lunar Gateway della NASA, mi fa pensare che la nostra industria aerospaziale ha dimostrato ancora una volta di essere tra i leader a livello mondiale.
Una notizia attesa perché Thales Alenia Space aveva già annunciato il 14 ottobre di essere stata selezionata per costruire il modulo ESPRIT Gateway.
Il 7 gennaio il contratto è stato finalizzato e firmato da entrambe le parti.
Il progetto sarà guidato da Thales Alenia Space a Cannes, in Francia, con il supporto di Thales Alenia Space in Italia e nel Regno Unito.
Il modulo ESPRIT (Sistema europeo che fornisce rifornimento, infrastrutture e telecomunicazioni) fornirà capacità di comunicazione e rifornimento a Gateway, la stazione spaziale internazionale pianificata in orbita attorno alla luna e destinata a supportare missioni con equipaggio sulla superficie lunare e oltre.
ESPRIT consisterà di due elementi principali (frecce gialle nell’immagine credit NASA), l’Halo Lunar Communication System (HLCS) e il modulo di rifornimento ESPRIT (ERM).
HLCS fornirà alla stazione spaziale Gateway comunicazioni dati, voce e video. Il sistema è in fase di sviluppo accelerato e dovrebbe essere lanciato nel 2024 come parte dell’US Habitation and Logistics Outpost (HALO) costruito da Northrop Grumman Innovation Systems americana.
L’ERM consentirà alla stazione di ricevere propellenti dai veicoli spaziali in visita per mantenere la sua orbita attorno alla luna e per rifornire di carburante i veicoli in transito sulla superficie lunare. Inoltre, il modulo offrirà un piccolo spazio di lavoro pressurizzato per l’equipaggio della stazione dotato di ampie finestre che offrono una vista a 360 gradi. L’ERM dovrebbe essere consegnato nel 2026 con il suo lancio successivo un anno dopo. Oltre al modulo ESPRIT, Thales Alenia Space sarà anche responsabile del modulo International Habitation (I-HAB) che fornirà alloggi per l’equipaggio e porti di attracco per supportare i veicoli in transito. Il modulo è una collaborazione congiunta tra ESA, NASA e le agenzie spaziali di Canada e Giappone. Il lancio è previsto nel 2026.
Rendering della stazione lunare Gateway (Credit NASA)
Quindi, noi ci siamo! Saremo responsabili di una buona parte dell’hardware che costituirà il Gateway che a sua volta si integrerà con il programma della NASA “Artemis” che prevede di ritorno sulla Luna di astronauti entro in 2024.
Vi propongo un link di astronautinews dove potrete trovare maggiori dettagli.
Il prototipo Starship SN04 durante il test criogenico Credit: NASASpaceflight/BocaChicagal
Il programma spaziale della SpaceX rischia di produrre mezzi di trasporto spaziale che supereranno, come prestazioni, quelli di qualsiasi agenzia spaziale governativa, NASA compresa. Il veicolo completamente recuperabile e riutilizzabile sognato da Elon Musk, lo Starship, sarà la soluzione finale (almeno per un certo periodo) per il trasporto passeggeri nello spazio. Lo “spazio” inteso da Musk non è solo la Stazione Spaziale, cioè l’orbita bassa terrestre. No! Starship è (sarà) un veicolo studiato per portare passeggeri, tanti, sulla Luna e su Marte e, perché no, anche da un continente all’altro in poco più di un’ora. Lui usa un metodo collaudatissimo e vincente per portare avanti i suoi progetti innovativi: un passo alla volta, piano piano (ma poi neanche tanto). Fa errori, li capisce, rimedia modificando il progetto e poi avanti con il prossimo passo. È così via fino all’obiettivo. È stato cosi, se vi ricordate, con il recupero del primo stadio dei Falcon. All’inizio tanti fallimenti e poi… ora non fa più notizia, ma resta a tutti gli effetti, l’unico lanciatore orbitale al mondo in esercizio ad essere recuperabile. Con lo Starship, sarà la stessa cosa. Lo abbiamo visto “scoppiare” sul sito di prova già diverse volte. Poi lo vedremo fare un balzetto per aria a 150 metri di quota. Dopodiché ce lo troveremo pieno di gente che va su Marte. Beh… forse è ancora presto, ma non mi stupirei se arrivasse ad essere pronto prima lui degli altri (per altri intendo il resto del mondo) per questa missione marziana.
Nell’immagine il prototipo ridotto di SN02 durante il test criogenico. Credit: NASASpaceflight/BocaChicagal
Non c’è dubbio che il presidente USA uscente, Donald Trump, voglia lasciare il segno sulla politica spaziale americana. È di dieci giorni fa la notizia che Trump ha firmato un decreto (lui non fa i DPCM come in Italia, ma i DPR), il SPD-6, con cui lancia ufficialmente il percorso della NASA per arrivare ad avere entro fine decennio la capacità di alimentare le future colonie marziane e lunari con generatori elettrici ad energia nucleare a fissione e contemporaneamente aprire la strada alla propulsione nucleare, ed è quest’ultima la vera svolta!
Fino ad oggi le sonde nello spazio profondo ed i recenti rover marziani sono stati alimentati ad energia nucleare ma solo attraverso il calore del decadimento radioattivo del plutonio, gli RTG (Radioisotope thermoelectric generator). Fino ad ora non è mai stato reso esecutivo nessun tipo di propulsione nucleare, anche se sono stati realizzati prototipi fin dagli inizi degli anni ’60 del secolo scorso.
Ora con il programma Kilopower di cui abbiamo già parlato e che si trova già in fase sperimentale presso i laboratori di Los Alamos, si volta pagina decisamente.
Illustrazione artistica di un sistema di alimentazione a fissione sulla superficie di Marte utilizzando cinque unità da 10 kilowatt.
Potete trovare un approfondimento su questo argomentonell’articolo: “Kilopower, il generatore nucleare della NASA”, che trovate a pagina 21 del numero 37 (giugno 2018) nella nostra rivista “Il C.O.S.Mo. News” disponibile gratuitamente su questo sito qui:
Il limite degli RTG era nella potenza massima che arrivava ad essere di poche centinaia di Watt, con i Kilopower si rende disponibile una “famiglia” scalabile di generatori che vanno da pochi KW a centinaia di KW. Ciò che serve per alimentare per decenni una colonia lunare o marziana.
Questi dispositivi convertono l’energia nucleare di un reattore a fissione con uranio poco arricchito in calore per il riscaldamento delle postazioni abitative e per la strumentazione ed energia elettrica per il fabbisogno delle colonie.
Esistono già da mezzo secolo i generatori elettrici alimentati da mini-reattori nucleari a fissione. Sono da tempo installati su sottomarini, portaerei, rompighiaccio, ecc., da parte di molti paesi come USA, Russia, Cina, Europa. Ma su una nave, raffreddare l’enorme quantità di calore di “scarto” emesso da tale tecnologia è decisamente facile: si usa l’acqua dell’oceano. Su una nave spaziale o sulla Luna o su Marte le cose sono molto diverse.
Ecco che con il Kilopower si cambia proprio la tecnologia. Anziché una conversione calore-vapore-turbina-generatore, come nelle centrali installate sulle portaerei, si è passati ad una soluzione calore, fluido-Stirling-generatore.
Non pensate al classico motore Stirling con il pistone che va su e giù in un cilindro. L’usura lo distruggerebbe nel giro di pochi anni. Lo Stirling usato dalla NASA ha sì un pistone che scorre in un cilindro ma non tocca le pareti, quindi non c’è usura. Può funzione per anni senza manutenzione.
Ciò che invece produrrà una svolta epocale sarà la propulsione nucleare.
Ecco un frame del filmato che troverete nell’articolo di cui vi parlo.
Nel SPD-6, all’interno dello space nuclear power and propulsion SNPP, è previsto anche la propulsione e questo cambierà tutto!
Ne parleremo a tempo debito, quando avremo a disposizioni maggiori dettagli, per ora vi posso dire che ho in cantiere un articolo sul numero 48 che uscirà a fine febbraio e pure una pillola, la nona della serie volare, che uscirà su YouTube a metà gennaio.
Per ora vi consiglio questo articolo tratto da Space.com
Trump firma la direttiva sulla politica spaziale-6 (SPD-6) sull’energia nucleare e la propulsione spaziale. Di Mike Wall 16/12/2020.
Uno degli obiettivi stabiliti in SPD-6 è il test di un sistema di alimentazione a fissione sulla luna entro la metà e la fine degli anni ’20.
L’energia nucleare rappresenterà una parte importante degli sforzi di esplorazione spaziale degli Stati Uniti in futuro, afferma un nuovo documento politico.
Il presidente Donald Trump mercoledì (16 dicembre) ha emesso la direttiva sulla politica spaziale-6 (SPD-6), che definisce una strategia nazionale per l’uso responsabile ed efficace dei sistemi di energia e propulsione nucleare spaziale (space nuclear power and propulsion SNPP).
Mercoledì scorso Scott Pacevice assistente del presidente e segretario esecutivo del National Space Council ha dichiarato:“L’energia nucleare e la propulsione spaziale sono una tecnologia fondamentale per le missioni nello spazio profondo americane su Marte e oltre. Gli Stati Uniti intendono rimanere il leader tra le nazioni che viaggiano nello spazio, applicando la tecnologia dell’energia nucleare in modo sicuro, protetto e sostenibile nello spazio”.
I sistemi nucleari sono stati parti importanti del portafoglio di esplorazione della nazione per decenni. Ad esempio, molti degli esploratori robotici di più alto profilo della NASA, comprese le sonde interplanetarie Voyager 1 e Voyager 2, la sonda New Horizons nella missione su Plutone e il rover Curiosity Mars, hanno ricavato la loro energia dai generatori termoelettrici a radioisotopi (RTG), che convertono in elettricità il calore generato dal decadimento radioattivo del plutonio-238.
Un uso più esteso dei sistemi SNPP potrebbe aiutare tale portafoglio ad espandersi notevolmente nel prossimo futuro. Ad esempio, la NASA e il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti stanno lavorando insieme a un progetto di reattore a fissione chiamato Kilopower (https://www.space.com/nuclear-reactor-for-mars-outpost-2022.html), che potrebbe fornire il supporto essenziale per gli avamposti con equipaggio sulla Luna e su Marte.
E l’amministratore della NASA Jim Bridenstine ha salutato la propulsione termica nucleare, che sfrutterebbe il calore emesso dalle reazioni di fissione per accelerare i propellenti a velocità incredibili, come potenziale punto di svolta per gli sforzi di esplorazione dello spazio profondo dell’agenzia.
SPD-6 rafforza e formalizza tale impegno nei confronti dei sistemi SNPP. Ad esempio, il documento, che puoi leggere qui , afferma che gli Stati Uniti dovrebbero sviluppare, entro la metà del 2020, capacità di produzione e lavorazione di carburante sufficienti a supportare una varietà di sistemi spaziali nucleari, dagli RTG alla propulsione nucleare termica e nucleare.
Un altro obiettivo stabilito da SPD-6 è la dimostrazione di un “sistema di alimentazione a fissione sulla superficie della luna che è scalabile fino a un intervallo di potenza di 40 kilowatt elettrici (kWe) e superiore per supportare una presenza lunare sostenuta e l’esplorazione di Marte. “Se possibile, ciò dovrebbe avvenire entro la metà e la fine del 2020” afferma il documento.
SPD-6 è la sesta direttiva sulla politica spaziale firmata dal presidente Trump, come suggerisce il nome.
SPD-1 ha ufficialmente incaricato la NASA di riportare gli astronauti sulla luna per aiutare a prepararsi per le missioni su Marte con equipaggio;
SPD-2 ha alleggerito i regolamenti sull’industria dei voli spaziali privati;
SPD-3 mirava ad aiutare con la gestione del traffico spaziale;
SPD-4 ha ordinato al Dipartimento della Difesa di istituire la US Space Force;
SPD-5 hanno definito una politica di sicurezza informatica per i sistemi spaziali statunitensi.
Come indica l’elenco, il presidente Trump è stato piuttosto attivo nel dominio della politica spaziale. Ha anche resuscitato il National Space Council, che era rimasto inattivo dall’inizio degli anni ’90.
E proprio la scorsa settimana, ha emesso una nuova politica spaziale nazionale , che mira a rafforzare la sicurezza nazionale e la leadership americana nello spazio, tra gli altri obiettivi.
Mike Wall è l’autore di ” Out There ” (Grand Central Publishing, 2018; illustrato da Karl Tate), un libro sulla ricerca della vita aliena.
La prima sensazione che ci pervade leggendo questo titolo è la paura.
Abbiamo spesso parlato, qui su queste pagine, di buchi neri super massicci con masse di miliardi di volte il Sole e con diametri che ingloberebbero l’orbita di Venere. Beh… tranquillizziamoci! Un buco nero di quella natura e dimensioni non lo potremo mai vedere nel sistema solare per due solide ragioni: 1) la vita in prossimità non potrebbe mai attecchire; 2) un sistema planetario come quello solare ci sarebbe finito dentro tutto intero. Ma questo è un altro discorso. Se fino ad ora non abbiamo mai visto questo ipotetico e piccolissimo blackhole all’interno del sistema solare, nonostante telescopi a terra di 36 metri di diametro, un motivo ci sarà: forse, oltre ad essere “nero”, molto piccolo e anche molto distante (nella fascia di Kuiper), molto semplicemente non c’è!
Ma è una ipotesi più che lecita e vediamo il perchè.
Tutto è partito diversi anni fa quando i ricercatori hanno cominciato e vedere, oltre Nettuno, strane coincidenze. In quella fascia di Kuiper, dove orbitano tanti asteroidi, una popolazione di piccoli mondi ghiacciati simili a Plutone, non tutti si comportano allo stesso modo. In diversi hanno un’orbita dall’eccentricità anomala o molto più inclinata rispetto a tutti gli altri. Solo il campo gravitazionale di un pianeta piuttosto massiccio potrebbe produrre questi effetti.
Alcuni sono arrivati a sospettare vi sia un pianeta molte volte la massa della Terra. E così la presenza di “Planet 9” viene più volte richiamata sul palcoscenico del Sistema solare. Nel 2016 furono annunciate le prove indirette della sua esistenza. Ma nessuno lo ha mai visto. Troppo lontano e buio. Si pensa sia una “super-Terra”, da cinque a dieci volte la massa del nostro Pianeta, dovrebbe trovarsi talmente lontano (da almeno 300 volte la distanza Terra-Sole, circa 45 miliardi di chilometri, fino a mille volte tanto) da essere praticamente invisibile a qualsiasi telescopio ottico.
Il problema è che nessuno può immaginare come un pianeta abbastanza grande da farlo possa formarsi così lontano dal sole.
Ecco che dal momento che dalle osservazioni si deduce in modo indiretto solo la massa dell’oggetto allora un anno fa è venuto il sospetto che possa essere unbuco nero primordiale.
Senza dubbio la trama del film di fantascienza “Interstellar” ha pescato proprio da questi dubbi.
Se fosse vero, sarebbe una scoperta sensazionale.
I buchi neri primordiali ci darebbero una nuova finestra sull’universo primordiale. Potrebbero persino comprendere la materia oscura, la misteriosa sostanza che tiene insieme le galassie. Tutto ciò spiega perché i cosmologi hanno setacciato l’universo per loro. Ma nessuno aveva osato sognare che avremmo potuto trovarne uno nel nostro cortile.
A suggerire questa ipotesi sono stati due fisici: Jakub Scholtz, dell’Università di Durham e James Unwin, dell’università di Chicago e Berkeley.
Lo studio, tuttavia, è stato pubblicato solo sulla piattaforma Arxiv e pare non sia stato nemmeno sottoposto a una rivista per essere valutato da altri esperti (peer review).
Ma la loro teoria sta già facendo il giro del mondo perché è suggestiva e coinvolge un tipo di oggetti ancora solo teorizzati e mai osservati, nemmeno nei loro effetti.
Come premesso in apertura non stiamo parlando di un gigante super massiccio divoratore di stelle e pianeti. Quelli stanno al centro delle galassie. Né di un buco nero di massa stellare che si trovano in giro per il cosmo, magari in coppia con altre stelle. L’ipotesi di Scholtz e Unwin è ancora più suggestiva: un buco nero primordiale. Si tratta di oggetti, per ora solo teorizzati, che potrebbero essersi formati quando l’Universo era ancora giovanissimo e la concentrazione di materia era talmente densa da formare piccoli buchi neri, con masse di molto inferiori a quella necessaria per formarne uno “di massa stellare” (che si origina dal collasso di una stella molto più massiccia del Sole).
Quello che dovremmo cercare è dunque un buco nero davvero minuscolo, dalle cinque alle dieci masse terrestri che starebbero comodamente nel palmo di una mano.
Dieci Terre starebbero dentro ad una palla da bowling!
La loro teoria sta in piedi perché dal momento che è impossibile che nella formazione di una stella come il Sole, un pianeta roccioso così grosso si formi a quella distanza, si ipotizza che l’eventuale pianeta 9 possa essere di origine extrasolare e che sia stato catturato dalla gravitazione solare. Ma questa teoria ha le stesse probabilità che ha un buco nero primordiale di essere catturato nello stesso modo. In astronomia le teorie non osservabili stanno in piedi con le percentuali, quindi una vale l’altra.
Ma come trovarlo visto che si tratta di un oggetto molto più “nero” di un pianeta? Come per tutti i buchi neri, occorre osservare gli effetti su quello che lo circonda. In particolare, materia oscura. Secondo Unwin e Scholtz, l’alone di materia oscura che lo circonderebbe potrebbe estendersi per otto unità astronomiche (un miliardo e 200 milioni di chilometri, la distanza tra la Terra e Saturno). Come la Relatività generale insegna (e abbiamo sperimentato) la gravità piega anche la luce. Tutta quella materia (oscura e non) dovrebbe dunque generare un effetto di “lente gravitazionale”, deviando l’immagine delle stelle sullo sfondo. Oggetti così piccoli danno origine a microlensing. Il progetto polacco Ogle, a caccia di materia oscura e richiamato nello studio, ne ha osservati diversi.
Secondo l’ipotesi, dunque, i segnali da ricercare per scovare il misterioso intruso ai confini del Sistema solare sono quelli tipici di un buco nero, alte energie come raggi X e raggi gamma.
Il bello è che in Fisica e tra le stelle, per la scienza, non si può mai escludere nulla. Nemmeno ipotesi più ardite come questa del buco nero.
Tuttavia, resterà il dubbio sui calcoli dei due fisici, se il loro lavoro non sarà sottoposto a revisione da altri colleghi.
Come si sono formati questi ipotetici buchi neri primordiali?
(da un articolo di Leah Crane): all’inizio “la luce fu”.
Poi, apparvero altre macchie scure, la luce le circondava prima di cadervi dentro come acqua in uno scarico.
Questi sarebbero stati i primi abitanti del nostro universo, strani piccoli buchi neri che si rimpinzavano delle radiazioni fuoriuscite dal big bang.
Man mano che il cosmo si espandeva e si raffreddava, i loro banchetti rallentarono.
Dopo milioni di anni, parte della radiazione che aveva riempito il cosmo lsciò il posto alla materia, che alla fine si è aggregò per formare le prime stelle, pianeti e galassie.
Nel corso del tempo, alcune stelle sono diventate così grandi che quando hanno esaurito il carburante e sono collassate, si sono trasformate in buchi neri. Ma cosa è successo ai loro lontani antenati dall’alba dei tempi? Forse quei primissimi buchi neri primordiali svanirono (radiazione di Hawking) o forse erano abbastanza grandi da sopravvivere fino al presente. In ogni caso, potrebbero aiutare a risolvere alcuni dei maggiori problemi della cosmologia.
C’è voluto mezzo secolo per superare la risoluzione e la sensibilità del radiotelescopio di Arecibo a Portorico. Ci ha pensato il FAST cinese di 500 metri e la natura con il tornado che ha definitivamente messo la parola fine ad Arecibo (forse).
Questi radiotelescopi terrestri hanno tutti un paio di problemi abbastanza invadenti.
Il primo: le emissioni elettromagnetiche provocate dall’uomo e dalle sue attività. Ovviamente queste intrusioni, questi “disturbi” vengono filtrati ed esclusi dal segnale che si vuole realmente vedere ma questo comporta comunque una riduzione delle loro capacità ed anche, a volte, sovrapposizione e ambiguità del risultato.
Secondo: la barriera degli strati alti della ionosfera che riflette verso l’esterno le onde lunghe provenienti dallo spazio. La stessa che, dal basso, consente ad un radioamatore di arrivare in tutto il mondo utilizzando appunto la riflessione verso il basso che in questo caso è di aiuto.
Ma c’è un posto qui vicino a noi (abbastanza) che è “pulito” da elettromagnetismo androgeno o di origine artificiale provocato da tecnologia terrestre: la faccia nascosta della Luna!
Un sogno pensato e ridiscusso da molto tempo, ma ora la NASA ha cominciato ad investire in questo progetto per arrivare ad una proposta fattibile ed economicamente accettabile.
Il concetto iniziale della NASA potrebbe vedere dei robot appendere una rete metallica in un cratere sul lato più lontano della Luna, creando un potentissimo radiotelescopio in grado di sondare lo spazio fino all’alba dell’universo.
Dopo anni di sviluppo, il progetto Lunar Crater Radio Telescope (LCRT) ha ricevuto $ 500.000 per supportare il lavoro aggiuntivo mentre entra nella Fase II del programma Innovative Advanced Concepts (NIAC) della NASA.
Questa illustrazione mostra un radiotelescopio concettuale del cratere lunare sul lato opposto della Luna.
L’obiettivo principale dell’LCRT sarebbe quello di misurare le onde radio a lunga lunghezza d’onda generate in un periodo che è durato alcune centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang, ma prima che le prime stelle iniziassero a lampeggiare.
I cosmologi sanno poco di questo periodo, ma le risposte ad alcuni dei più grandi misteri della scienza potrebbero essere rinchiuse nelle emissioni radio a lunga lunghezza d’onda generate dal gas che avrebbe riempito l’universo durante quel periodo.
“Anche se non c’erano stelle, c’era una grande quantità di idrogeno durante quel breve periodo dell’universo – idrogeno che alla fine sarebbe servito come materia prima per le prime stelle”, ha detto Joseph Lazio, radioastronomo del Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California e membro del team LCRT. “Con un radiotelescopio sufficientemente grande al largo della Terra, potremmo seguire i processi che avrebbero portato alla formazione delle prime stelle, forse anche trovare indizi sulla natura della materia oscura”.
I radiotelescopi sulla Terra non possono sondare questo periodo misterioso perché le onde radio a lunga lunghezza d’onda di quell’era vengono riflesse da uno strato di ioni ed elettroni nella parte superiore della nostra atmosfera, la ionosfera.
Le emissioni radio casuali della nostra rumorosa civiltà possono interferire anche con la radioastronomia, soffocando i segnali più deboli.
Ma sul lato più lontano della Luna, non c’è atmosfera che rifletta questi segnali e la Luna stessa bloccherebbe le “chiacchiere” radio dell’umanità sull Terra.
Il lato lunare più lontano potrebbe essere la prima postazione fissa per condurre studi senza precedenti sull’universo primordiale.
Saptarshi Bandyopadhyay, un tecnologo di robotica al JPL e ricercatore capo del progetto LCRT ha detto: “I radiotelescopi sulla Terra non possono vedere le onde radio cosmiche di circa 10 metri o più (< 30 MHz) a causa della nostra ionosfera, quindi c’è un’intera regione dell’universo che semplicemente non possiamo vedere. Ma le idee precedenti di costruire un’antenna radio sulla Luna erano molto complesse e impegnative in termini di risorse, quindi siamo stati costretti a inventare qualcosa di diverso”.
Costruire telescopi con i robot.
Per essere sensibile alle lunghe lunghezze d’onda radio, l’LCRT dovrebbe essere enorme.
L’idea è di creare un’antenna di oltre 1 chilometro di larghezza in un cratere di oltre 3 chilometri di larghezza.
I più grandi radiotelescopi a parabola singola sulla Terra, come il telescopio con apertura di 500 metri (FAST) in Cina e l’ormai inoperativo di 305 metri di larghezza ad Arecibo a Porto Rico – sono stati costruiti all’interno di depressioni naturali simili a scodelle nel paesaggio per fornire una struttura di supporto.
Questa classe di radiotelescopi utilizza migliaia di pannelli riflettenti sospesi all’interno della depressione per rendere l’intera superficie dell’antenna riflettente alle onde radio. Il ricevitore si sospende quindi tramite un sistema di cavi in un punto focale sopra la parabola, ancorato da torri al perimetro della parabola, per misurare le onde radio che rimbalzano sulla superficie curva sottostante.
Ma nonostante le sue dimensioni e complessità, anche FAST non è sensibile alle lunghezze d’onda radio più lunghe di circa 4,3 metri (< 69 MHz).
Il team di ingegneri, robotisti e scienziati del JPL, ha condensato e concentrato questa classe di radiotelescopi fino alla sua forma più elementare. Il loro concetto elimina la necessità di trasportare materiale pesantemente proibitivo sulla Luna e utilizza robot per automatizzare il processo di costruzione.
Invece di utilizzare migliaia di pannelli riflettenti per focalizzare le onde radio in arrivo, l’LCRT sarebbe costituito da una sottile rete metallica al centro del cratere.
Un veicolo spaziale consegnerebbe la rete e un lander separato depositerà rover DuAxel per costruire la parabola per diversi giorni o settimane.
DuAxel, un concetto robotico in fase di sviluppo presso JPL, è composto da due rover ad asse singolo (chiamati Axel) che possono sganciarsi l’uno dall’altro ma rimanere collegati tramite un cavo. Una metà fungerebbe da ancora sul bordo del cratere mentre l’altra si cala in corda doppia per costruire l’edificio. In questo filmato lo vediamo all’opera nel deserto del Mojave in California, due ore di auto a sud di Las Vegas.
La superficie della Luna è coperta di crateri, e una delle depressioni naturali potrebbe fornire una struttura di supporto per un piatto del radiotelescopio. Come mostrato in questa illustrazione, i rover DuAxel potevano ancorare la rete metallica dal bordo del cratere.
Credits: Vladimir Vustyansky
“DuAxel risolve molti dei problemi associati alla sospensione di un’antenna così grande all’interno di un cratere lunare”, ha detto Patrick Mcgarey, un tecnologo di robotica al JPL e membro del team dei progetti LCRT e DuAxel. “I singoli rover Axel possono entrare nel cratere mentre sono legati, collegarsi ai cavi, applicare tensione e sollevare i cavi per sospendere l’antenna”.
In questa illustrazione, il ricevitore può essere visto sospeso sopra il piatto tramite un sistema di cavi ancorati al bordo del cratere.
Credits: Vladimir Vustyansky.
Identificare le sfide.
Affinché il team possa portare il progetto al livello successivo, utilizzerà i finanziamenti della Fase II del NIAC per affinare le capacità del telescopio e i vari approcci di missione identificando le sfide lungo il percorso.
Una delle maggiori sfide del team durante questa fase è la progettazione della rete metallica.
Per mantenere la sua forma parabolica e la precisa spaziatura tra i fili, la rete deve essere resistente e flessibile, ma abbastanza leggera da poter essere trasportata.
La maglia deve anche essere in grado di sopportare i mostruosi cambiamenti di temperatura sulla superficie della Luna – da un minimo di – 173 gradi Celsius a un massimo di + 127 gradi Celsius – senza deformazioni o cedimenti.
Un’altra sfida è identificare se i rover DuAxel devono essere completamente automatizzati o se sia necessario coinvolgere un operatore umano nel processo decisionale.
La costruzione DuAxels potrebbe essere completata anche da altre tecniche di costruzione?
Sparare arpioni sulla superficie lunare, ad esempio, può ancorare meglio la rete dell’LCRT, richiedendo meno robot.
Inoltre, per ora, il lato lunare è “radio silenzioso”, ciò però potrebbe cambiare in futuro.
L’agenzia spaziale cinese ha attualmente una missione che esplora quel lato lunare lontano, dopotutto, e l’ulteriore sviluppo della superficie lunare potrebbe avere un impatto su possibili progetti di radioastronomia.
Per i prossimi due anni, il team LCRT lavorerà per identificare anche altre sfide e domande. Se avranno successo, potranno essere selezionati per un ulteriore sviluppo.
Patrick Mcgarey ha detto: “Lo sviluppo di questo concetto potrebbe produrre alcune scoperte significative lungo il percorso, in particolare per le tecnologie di distribuzione e l’uso di robot per costruire strutture gigantesche al largo della Terra. Sono orgoglioso di lavorare con questo team diversificato di esperti che ispirano il mondo a pensare a grandi idee che possono fare scoperte rivoluzionarie sull’universo in cui viviamo”.
NIAC è finanziato dalla direzione della missione della tecnologia spaziale della NASA, che è responsabile dello sviluppo delle nuove tecnologie e capacità trasversali necessarie all’agenzia.
