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La vela ultrasottile potrebbe accelerare il viaggio verso altri sistemi stellari

22 maggio 2020
Una piccola vela realizzata con il materiale più sottile attualmente noto - un grafene denso di atomi di carbonio - ha superato i test iniziali progettati per dimostrare che potrebbe essere un materiale utilizzabile per creare le vele solari da inserire nelle sonde spaziali.

Le vele leggere sono una delle tecnologie di propulsione spaziale esistenti più promettenti che potrebbero permetterci di raggiungere altri sistemi stellari entro alcuni decenni. I veicoli spaziali tradizionali devono trasportare carburante per alimentare i loro viaggi e sfruttare complesse manovre orbitali attorno ad altri pianeti. Il peso di questo carburante li rende complessi da lanciare e le complicate manovre di flyby allungano notevolmente la durata del viaggio.
Le vele solari al contrario non hanno bisogno di carburante. I veicoli spaziali dotati di questa tecnologia sarebbero quindi molto più leggeri e più facili da lanciare.
Due veicoli spaziali volati nell'ultimo decennio hanno già dimostrato la tecnologia, ma hanno utilizzato vele in poliimmide e inmylar, un film di poliestere. Il grafene invece è molto più leggero e, per verificare se potesse essere usato come vela, i ricercatori ne hanno usato un frammento di soli 3 millimetri di diametro. L'hanno lasciato cadere da una torre alta 100m a Brema, in Germania, per verificare il suo funzionamento nel vuoto e in microgravità.
Una volta che il frammento è entrata in caduta libera - eliminando gli effetti della gravità - è stato colpito da diversi fasci laser per vedere se avesse potuto comportarsi da vela solare.
L'emissione laser da 1 watt ha fatto accelerare la vela fino a 1m/s2, simile all'accelerazione di un ascensore, ma nelle vele solari l'accelerazione continua finché la luce solare continua a colpire le vele, portando così i veicoli spaziali a velocità sempre più elevate.
"Realizzare il grafene è relativamente semplice e potrebbe essere facilmente ridimensionato fino a vele di un chilometro di larghezza, sebbene lo spiegamento di una vela gigante sarebbe una sfida importante", afferma Santiago Cartamil-Bueno, leader del team GrapheneSail e direttore di SCALE Nanotech, una start-up di ricerca operativa in Estonia e Germania.
SCALA Nanotech è ora alla ricerca di partner strategici per ampliare la tecnologia per un eventuale test nello spazio. Lo sviluppo del prodotto della tecnologia delle vele è stato attualmente accelerato attraverso il Business Incubator Center dell'ESA a Hessen e nel Baden-Württemberg, in Germania. Astrid Orr, del programma di ricerca sui voli spaziali umani dell'ESA, sovrintende agli esperimenti di scienze fisiche sull'assenza di gravità per l'esplorazione umana e robotica.
"Questo progetto è un meraviglioso esempio di ricerca scientifica che può essere eseguita in assenza di gravità senza lasciare la Terra. Far cadere il grafene e colpirlo con i laser è affascinante. Pensare che questa ricerca possa aiutare gli scienziati a inviare nuovi strumenti attraverso il Sistema Solare e, se si osa sognare, nei sistemi stellari distanti negli anni a venire, è davvero un ciliegina sulla torta."

fonti: ESA

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