martedì 10 maggio 2011

Il progetto Icarus, la prima nave interstellare

Il progetto Icarus è uno studio molto ambizioso di cinque anni che prevede il lancio di un veicolo spaziale senza equipaggio verso una destinazione interstellare. Guidato dalla Fondazione Tau Zero e British Interplanetary Society, un gruppo no-profit di scienziati dedicato al volo spaziale interstellare, Icarus (che per estetica non tradurrò in italiano) sta lavorando per sviluppare un veicolo spaziale che possa viaggiare verso una stella vicina.

Icarus in costruzione, sono anche visibili i veicoli SKYLON

Per apprezzare la vasta gamma di sistemi necessari per la missione interstellare, consideriamo un profilo nominale di Icarus. Lo studio d'Icarus è ancora in corso, ma daremo un'occhiata alla missione, tenendo presente l'importanza del raggiungimento dei suoi obiettivi scientifici.

La costruzione di Icarus

La costruzione della navicella dovrebbe necessariamente aver luogo nello spazio. Probabilmente, sarà costruita in orbita terrestre bassa (Low- Earth- Orbit), con un programma riveduto di veicoli di massa per l'assemblaggio. Un ottimo veicolo, sarebbe proprio Skylon.
Una grande infrastruttura scala spaziale sarebbe poi necessaria, che molto probabilmente utilizzarà una vasta gamma di pannelli solari.

Questo cantiere navale in orbita potrebbe apparire come un anello di montaggio in grado di muoversi intorno alla navicella (nella foto sopra), con un numero di manipolatori di lavoro che operano su diverse sezioni.

Gli ingegneri potrebbero essere i controlli di sicurezza dei manipolatori, che lavorano in turni tutto il giorno e da tutto il mondo. Le dimensioni del cantiere orbitante renderebbe il tutto idoneo a visite, diventando la costruzione Icarus una attrazione turistica:

"Hotel Icaro: Tutti i proventi vanno verso la prima nave stellare interstellare dell'umanità."

Estrazione di Elio

La nave stellare Daedalus ha richiesto una quantità enorme (50.000 tonnellate) di un isotopo dell'elio raro, necessari per il motore a fusione: elio-3 - estremamente raro sulla Terra, ma che si trova nel sole e nei pianeti giganti gassosi.

La nostra Luna, bombardata per milioni di anni dal vento solare, contiene elio-3, e questo isotopo raro, si sta lentamente depositando sulla superficie del nostro satellite.
Le fonti più abbondante di elio-3 sono comunque le atmosfere dei giganti gassosi. I due migliori candidati sono Giove, che è il più vicino alla Terra, ma ha un fortissimo campo gravitazionale, e Urano, con una concentrazione leggermente maggiore di elio-3, ma è quasi quattro volte più lontano dalla Terra (ripsetto Giove).

Il Team d'Icarus è impegnato attivamente nella ricerca sulla fusione, sui combustibili e sui diversi interessanti metodi di acquisizione del carburante. Una delle possibilità, anche esaminata in dettaglio dal team di Dedalus, è il posizionamento di palloncini minerari atmosferic nelle atmosfere dei giganti gassosi.

Un altro nuovo concetto in esame si basa su un ramjet tipo aero-spaziale, che utilizza in parte i gas atmosferici per la propulsione.

Un'alternativa sarebbe quella di lasciare dei serbatoi di elio-3 in orbita ai giganti gassosi, in questo modo Icarus può rifornirsi ulteriormente prima di lasciare definitivamente il nostro sistema solare.

Navigazione ed inserimento della traiettoria

Il controllo d'assetto e la navigazione sono di particolare importanza all'interno del nostro sistema solare, dove l'iniziale inserimento della traiettoria interstellare avrà luogo.

Una traiettoria di inserimento orbitale, chiamata manovra di Oberth, che prevede l'effetto "fionda", utilizzato anche tutt'ora.
Questa mossa porta anche la navicella molto vicina al Sole, che ci dà l'opportunità di utilizzare una vela solare per integrare sia il motore principale, o per aiutare l'inserimento in traiettoria.

Operazioni interstellari
L'Icarus può subire malfunzionamenti che avrebbero bisogno di essere riparate di volta in volta.

Il team Daedalus ha deciso di instituire a bordo, robot di riparazione di pattuglia, chiamati "Wardens". Questo ha il fine di effettuare riparazioni utilizzando macchinari, come i robot, mobili.

Se il Team Icarus prendesse la decisione di usare qualcosa di simile, questi robot richiederanno anche un mezzo di propulsione per la locomozione. Questo sarebbe molto probabilmente una forma di "electro-thermal pulsed plasma thruster", che è capace di prestazioni micro-Newton, dando al bot la capacità di posizionarsi con estrema precisione.

Un'alternativa è quella di utilizzare un "binario di riparazione" con manipolatori robotici, ispirato dal Canadarm che ha prestato servizio a bordo dello Space Shuttle (Canadarm 1) e l'ISS (Canadarm 2) per quasi 30 anni (senza neanche un guasto).

Mentre l'Icarus è in viaggio verso la stella di destinazione, ci sono ancora numerose attività richieste ai sistemi di propulsione secondari. I serbatoi di carburante, per esempio, verranno rilasciati appena esauriti.

Serbatoio carburante come scorta
E' anche previsto l'uso dei serbatoi, una volta esauriti, come di antenne. Questo contribuisce a mantenere un legame robusto con le comunicazioni terrestri.

La missione, riassumendo, ha il compito di studiare da molto vicino, un sistema solare differente dal nostro. Questo può concretizzare anche, matematica permettendo, la possibilità di pianeti simili alla Terra anche su distanze corte ("corte" si fa per dire) di 12 anni luce ( ogni anno luce è 10^16 metri). Ovviamente i tempi più ottimisti per questa grandiosa operazione richiedono almeno e minimo 100 anni. 
Secondo molti, questa attesa e l'espansione dell'umanità nello spazio porterà sicuramente un futuro positivo.

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