Vela solare
Recentemente è stata ultimata la prima parte di vela elettrica, ossia un sistema in grado alimentare un veicolo spaziale grazie all’azione del vento solare. La vela elettrica (Esail), progettata dal Centro Spaziale Finlandese Kumpula già nel 2006, presenta delle catene metalliche lunghe e sottili, elettricamente cariche ed in grado di interagire col vento solare. Fino a quattro anni fa gli esperti a livello mondiale nella saldatura ad ultrasuoni ritenevano praticamente impossibile congiungere fra loro questi fili estremamente sottili. Ora, utilizzando proprio questo tipo di saldatura, il Laboratorio di Ricerca Elettronica dell’Università di Helsinki è riuscito ad ottenere una catena di un chilometro di lunghezza, dimostrando che la produzione di catene complete per questo particolare tipo di viaggio spaziale è assolutamente possibile.
La forza teoricamente a disposizione della vela elettrica potrà essere misurata nello spazio durante tutto il corso del 2013. Secondo i progetti, una vela completa potrebbe richiedere fino a 100 catene, lunghe ognuna 20 chilometri e capaci di creare un campo elettrico esteso di circa 100 metri. Il principio di propulsione somiglia molto a quello del kite surfing: le particelle ionizzate del vento solare vanno ad impattare su questo campo elettrico, generando, così, un effetto di trascinamento che trasmette la quantità di moto alla navicella. Rispetto ad altri sistemi, come ad esempio i motori ionici, la vela elettrica sarebbe in grado di produrre una notevole spinta propulsiva. Inoltre, non consumando propellente, ha una vita operativa praticamente infinita.
Le componenti più importanti di questo progetto, ovvero le lunghe catene, saranno testate nello spazio molto presto: si prevede, infatti, di usare a questo scopo il satellite estone ESTCube-1, che sarà lanciato a marzo 2013 e dovrebbe misurare la forza a cui risulta sottoposta una catena di 15 metri di lunghezza. Il test successivo verrà, quindi, effettuato nel 2014 col satellite Aalto-1 della Aalto University, che porterà, invece, una catena di ben 100 metri. Come è noto il campo elettrico, solidale alla catena, è particolarmente sensibile in presenza di fasci consistenti di particelle solari. Un’importantissima simulazione al computer condotta precedentemente ha consentito di quantificare la spinta necessaria della catena per unità di lunghezza in diverse condizioni di vento solare nonchè il voltaggio per ottenerla. La velocità finale teorica raggiungibile con vento solare medio sarebbe di 50-100 chilometri al secondo per un velivolo che pesa circa 300 chili, il che offrirebbe la possibilità di raggiungere il pianeta Plutone in meno di quattro anni di volo e superare l’eliosfera, andando oltre i confini del sistema solare, addirittura in meno di 15 anni.
