di  -  lunedì 24 maggio 2010

Uno dei primi post che scrissi in questo blog riguardava un argomento che mi ha sempre affascinato, fin dall’inizio dei miei studi di fisica. Si tratta delle vele solari, l’idea di poter viaggiare nello spazio per mezzo du una vela che viene spinta dalla pressione della luce solare.

Come ho spiegato nel post precedente, l’idea non è del tutto nuova: è dal 1920 che si sogna di poter navigare nello spazio con una vela, evitando di portarsi in giro pesanti taniche di carburante.

L’idea originale del vento solare è stata in seguito sostituita dalla pressione di radiazione dei fotoni che compongono la luce del Sole. Quando un fotone colpisce la superficie della vela, vi trasferisce il suo momento, spingendo la navetta.

Questa spinta è di per se molto molto piccola, ma grazie alla totale assenza di attrito nello spazio una navetta a propulsione solare può raggiungere velocità fino a 10 volte superiori di quella ottenuta dalla normale propulsione chimica.

Nel post di più di un anno fa, concludevo dicendo che molti tentativi erano stati fatti ed erano in corso per testare l’idea di poter sfruttare la pressione della luce come mezzo di propulsione, ma nessuno di questi test era andato a buon fine. Sarà un luogo comune, ma in genere sembra che quando si vuole avere una cosa tecnologicamente all’avanguardia che funzioni bene, bisogna rivolgersi ai giapponesi. Ed infatti anche in questa occasione ci stanno lasciando a bocca aperta!

IKAROS (Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun), degno del nome da sognatore che porta, è partito il 21 Maggio alle 6:58 a.m. ora locale dal Tanegashima Space Center, nella prefettura di Kagoshima. Il progetto, dell’agenzia aerospaziale JAXA (Japan Aerospace eXploration Agency) è cominciato bene, e il giorno dopo sono cominciate le comunicazioni ed è stato confermato che tutto funziona a dovere.

La navicella di circa 307 kg di peso, si è separata dal razzo di lancio H-IIA e ha cominciato a roteare su se stessa, preparandosi per spiegare le vele di 14 metri di diametro. Questo processo è ovviamente la parte più importante e cruciale della missione, e occuperà diverse settimane di lavoro.

La vela, costituita da uno strato sottilissimo (spesso solo 0.0075 millimetri!) di poliamide, contiene anche una pellicola di celle solari, rendendo così la navetta Ikaros ibrida a tutti gli effetti: alla spinta della luce solare può aggiungere anche l’energia elettrica ottentuta dalle fotocellule. Nell’immagine qui sotto si può vedere uno schema riassuntivo del piano della missione.

Il progetto si prefigge fondamentalmente di testare questa tecnologia, monitornando costantemente le condizioni di Ikaros e delle sue vele, e vedere, in base alla distanza dal Sole, quanta potenza viene generata e quanta invece viene consumata. L’intero processo di spiegamento delle vele viene documentato da numerose telecamere di bordo.

Ikaros non è quindi che un prototipo, ma il suo successo sarà molto importante per dare vita al suo fratello maggiore: una navetta equipaggiata con vele di 50 metri di diametro, che sarà lanciata nel 2020 alla volta del pianeta Giove.

Ikaros, al contrario, raggiungerà “solo” Venere, assieme all’altra missione con cui ha condiviso il razzo del lancio. La missione di cui sto parlando si chiama Akatsuki (alba, in giapponese), che si prefigge di studiare a fondo il pianeta Venere, con la sua atmosfera “infernale” e l’attività vulcanica che si pensa ci sia sulla sua superficie.

Akatsuki si andrà ad affiancare alla missione Venus Express, lanciata dall’agenzia spaziale europea (ESA) nel 2005, e che sta osservando il pianeta dal 2006.

Speriamo quindi di avere presto notizie sul successo di queste missioni: il sito del JAXA è sempre aggiornato e non credo che le prime immagini tarderanno molto ad arrivare!

20 Commenti »

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  • # 1
    Cesare Di Mauro
     scrive: 

    Il prossimo obiettivo sarà aggiungere le vele a questa: http://neoshinka.files.wordpress.com/2007/10/arcadia01400.jpg :D

    Bellissimo progetto. Speriamo che i risultati siano concreti, perché potremmo contare su un “carburante gratuito” anche per lunghe traversate (nel nostro sistema solare).

  • # 2
    n0v0
     scrive: 

    se vogliamo buttarla sugli anime rilancio Galaxy Express 999 tutta la vita (pur considerando superlativo anche Capitan Harlock, ma del resto l’ autore è il solito…).

    riguardo alla notizia, non saprei: ho sempre visto un po’ storte queste vele solari… quanto siano efficienti, quanta superficie occorra per avere effetti tangibili, quanto influisca la distanza dalla stella, ecc..

    boh. A occhio mi piaceva molto di più il Progetto 242 di Rubbia ;-)

  • # 3
    n0v0
     scrive: 

    e comuqneu l’ articolo è pieno di riferimenti per otaku!

    akatsuki, per dirne un’ altra… http://naruto.wikia.com/wiki/Akatsuki

  • # 4
    elevul
     scrive: 

    Il nome Ikaros è bellissimo, contando che la navicella si avvicinerà, appunto, al sole nel viaggio verso venere… :D

  • # 5
    ginojap
     scrive: 

    “Sarà un luogo comune, ma in genere sembra che quando si vuole avere una cosa tecnologicamente all’avanguardia che funzioni bene, bisogna rivolgersi ai giapponesi. Ed infatti anche in questa occasione ci stanno lasciando a bocca aperta!”

    No, non e’ un luogo comune. Sono 13 anni che vivo con loro e so come lavorano e quanto sono seri. Se avessimo il 10% del loro senso di abnegazione nel far funzionare bene le cose, saremmo una superpotenza. Invece ci piace mettere cialtroni raccomandati nei posti dirigenziali.

  • # 6
    Alberto
     scrive: 

    @ginojap

    Scusami, non ho la tua esperienza (in Giappone ho abitato solo due anni) ma non mi sembra che nei loro posti dirigenziali ci sia poi chi sa chi (ho studiato per anni il Giappone dal pdv politico). Poi per quanto riguarda lo spirito d’abnegazione diffuso tra la popolazione, beh, su quello non posso che darti ragione. Scusate l’OT!

  • # 7
    Daniele
     scrive: 

    Grande sperimentazione…

    Leggendo l’articolo non ho potuto fare a meno di pensare al film d’animazione Disney IL PIANETA DEL TESORO.

    :-)

  • # 8
    ginojap
     scrive: 

    @Alberto

    Credo che due anni di vita in Giappone non siano sufficienti a capire la cultura di questo popolo per quanto uno sia intelligente e informato.
    E poi scusami, ma e’ proprio lo spirito di abnegazione e serieta’ che fa la differenza. Visto che hai abitato 2 anni in Giappone avrai notato che ogni servizio funziona regolarmente come un orologio, a partire dai treni che su tutto il territorio nipponico viaggiano spaccando il secondo e non c’e’ mai bisogno di aspettare piu’ di qualche attimo per fare il biglietto.
    Sono piu’ intelligenti di noi? A questo non so rispondere. Ma sicuramente chi occupa i posti dirigenziali, non sara’ Eistein, ma fa scrupolosamente il suo lavoro e si sente prima di tutto responsabile per il bene della collettivita’, cosa quasi impossibile agli italiani.
    Poi per carita’, i problemi ci sono anche qui…..

  • # 9
    radisc
     scrive: 

    Bellissimo articolo, mi ha davvero fatto volare con l’immaginazione! Non ho capito una cosa però: se la navicella sfrutta l’energia elettrica presa dalle vele per la propulsione e come.

  • # 10
    g0dmaphia
     scrive: 

    @radisc

    No in realta´parte dell´energia viene utilizzata per alimentare i dispositivi a bordo di comunicazione e rilevamento, mentre la spinta propulsiva avviene dallo scambio di quantita di moto tra fotone e superficie della vela.. in parole povere e´lo stesso principio che ti fa muovere una barca a vela sull´acqua, ovvero particelle di aria che “spingono” la vela… con la differenza che devi avere una vela in grado di “recepire” e sfruttare la spinta dei fotoni, quindi una trama fitta e sottile (altrimenti i fotoni trasportati dal vento solare ci passerebbero attraverso come in un setaccio con fori troppo larghi).

    Spero di essere stato chiaro anche se maccheronico, dato che lo studio alla base e´ complicato a dir poco…

  • # 11
    Phaser
     scrive: 

    Scusate come fa a volare verso il sole visto che nello spazio non c’è attrito non può fare come le barche a vela che vanno a zig zag per andare contro vento?

  • # 12
    g0dmaphia
     scrive: 

    @ginojap

    Ho notato che sei all´estero perche´ anche tu come me non scrivi caratteri accentati direttamente dalla tastiera :P. Non serve andare in Giappone per trovare un po´ di efficienza e senso del dovere, basta dare uno sguardo ai nostri cugini tedeschi.. ci sono da poco per dare un giudizio davvero completo, ma ad esempio tutto qui a Monaco di Baviera funziona meglio, dai trasporti, all´amministrazione pubblica e le aziende, per non parlare della civilta´ e rispetto reciproco tra le persone..
    Se posso chiedertelo che lavoro fai in Giappone? Mi ha sempre affascinato la possibilita´ di trasferirmi li..

    Scusate l´OT

  • # 13
    Eleonora Presani (Autore del post)
     scrive: 

    @Phaser
    bella domanda ;-)
    Credo che la vela sia sempre ad un’angolazione tale da venir spinta dal Sole, e che abbia una traiettoria ellittica, come mostrato nell’immagine…

    @g0dmaphia
    ti consiglio di impostare la tastiera su “US International”, puoi inserire tutti i caratteri accentati premendo prima il tasto dell’accento e poi la lettera: èé :-)

  • # 14
    g0dmaphia
     scrive: 

    @Phaser

    La spinta che riceve dal vento solare la vela e´ di molto inferiore rispetto a quella che puo´ ricevere deviando la luce riflessa sulla superficie della stessa, quindi modulando l´angolo delle vele puoi ottenere spinte anche “controvento”… inoltre una possibile applicazione potrebbe essere una ibridazione di vela solare e vela magnetica per sfruttare il vento di plasma, ma non ne conosco fattibilita´ e studi relativi..

    su wikipedia comunque c´e´ un link molto utile che spiega il concetto:

    http://it.wikipedia.org/wiki/Vela_solare

  • # 15
    g0dmaphia
     scrive: 

    @Eleonora

    Lo so ma ogni volta mi scoccio di cambiare la lingua in basso poiché per lavoro mi trovo sempre a scrivere in tedesco. (difatti ora ho messo italiano XD)

    Comunque grazie per l’articolo era da un pò che non seguivo la questione “vele solari” :)

  • # 16
    Phaser
     scrive: 

    @g0dmaphia
    Quindi, la “vela” non funziona come le vele :-) ma come un riflettore che concentra i fotoni sulla navicella, che orientando la vela, può variare la sua traiettoria…

  • # 17
    Phaser
     scrive: 

    @g0dmaphia
    più che sulla navicella sulle altra parti della vela..

  • # 18
    g0dmaphia
     scrive: 

    @Phaser

    No funziona “quasi” come una vela, poichè la quantità di moto viene trasmessa alla vela, la quale è collegata con un albero o un sistema di alberi allo scafo della navicella.. nel mio post ho menzionato solo vela mai lo scafo della navicella o satellite, anche perchè il materiale e la forma di quest’ultima non sarebbero adatti ad accogliere il vento solare riflesso dalla vela principale, ed inoltre con la pressione di radiazione non otterresti la stessa effecienza in termini di spinta. (se vedi qualche immagine di vela solare, ti rendi conto di quanto deve essere sottile e leggera)

    Io mi riferivo al caso in cui si necessitassero delle piccole spinte per passare ad un orbita più piccola e quindi più vicina al sole.

  • # 19
    radisc
     scrive: 

    @g0dmaphia

    Ok, ho capito perfettamente, grazie della delucidazione, non avevo capito se per caso avevano anche un motore a propulsione elettrica infatti a quanto sapevo quella tecnologia è ancora troppo acerba

  • # 20
    banryu
     scrive: 

    Meravigliosa tecnologia… e sì, sia il fatto che sia una ela, che funzioni grazie ad un sole, che il riferimento a Icaro fanno un po’ …sognare!
    Spero che i risultati siano incoraggianti, sembra una cosa promettente.

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