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Il futuro nell'aria: perché la tecnologia ABEP è fondamentale per esplorare Venere e Titano
Dato che la domanda di esplorazione spaziale continua a crescere, le agenzie aerospaziali di tutto il mondo sono costantemente alla ricerca di tecnologie innovative per supportare le future missioni spaziali. Uno sviluppo importante tra queste nuove tecnologie è la propulsione elettrica ad aria (ABEP), che ha il potenziale di consentire ai veicoli spaziali di operare in orbita terrestre bassa senza trasportare grandi quantità di propellente.
Il principio fondamentale dell'ABEP è quello di utilizzare gas rarefatti come propellenti. Sebbene questi gas siano estremamente rari nell'orbita terrestre bassa, possono comunque essere raccolti efficacemente e utilizzati per la propulsione. Il vantaggio di questa tecnologia è che non solo prolunga la vita utile dei satelliti, ma rende anche più flessibile ed economica l'esecuzione di missioni scientifiche e militari.
"La tecnologia di propulsione elettrica ad aria consente ai veicoli spaziali di operare in orbita terrestre bassa senza dover trasportare propellente aggiuntivo, il che aprirà le porte a una nuova classe di missioni di lunga durata in orbita bassa."
Come funziona ABEP
Il sistema ABEP è costituito da una presa d'aria e da propulsori elettrici che catturano i gas rarefatti per generare propulsione. Nell'orbita terrestre bassa (LEO) e nell'orbita terrestre molto bassa (VLEO), questi gas entrano in una camera di ionizzazione e vengono ionizzati. Questi ioni vengono poi espulsi ad alta velocità, creando una spinta. Questo processo non solo semplifica i requisiti relativi al propellente, ma riduce anche significativamente la complessità e i costi dei satelliti che entrano in orbite ad alta dimensionalità.
Il potenziale di questa tecnologia è che consente ai satelliti di operare ad altitudini inferiori ai 400 chilometri. Le ricerche condotte negli ultimi 1-2 anni hanno dimostrato che la tecnologia ABEP può estendere significativamente il tempo di funzionamento dei satelliti, rendendo realizzabili missioni scientifiche, servizi di monitoraggio militari e civili e persino servizi di comunicazione a bassa latenza.
"La tecnologia ABEP consente osservazioni scientifiche simultanee a lungo termine e trasmissione di dati in tempo reale, il che è fondamentale per le future missioni di esplorazione spaziale."
Avanzamento nello sviluppo e nei test
Diversi progetti europei stanno lavorando allo sviluppo di questa tecnologia. L'Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha annunciato nel 2018 la dimostrazione con successo di un prototipo RAM-EP, un sistema progettato e sviluppato dall'italiana SITAEL. Con il progredire dei test, l'efficacia e le prestazioni di questi sistemi sono state gradualmente confermate.
Nello stesso periodo, l'Istituto di sistemi spaziali dell'Università di Stoccarda in Germania stava sviluppando prese d'aria e propulsori, ed è stato avviato con successo un propulsore al plasma a microonde (IPT). Questi progressi hanno gradualmente promosso la commercializzazione e l'applicazione pratica della tecnologia ABEP.
Ricerche correlate negli Stati Uniti e in Giappone
Oltre allo sforzo europeo, l'azienda statunitense Busek ha sviluppato l'Air Breathing Hall Effect Thruster (ABHET), un sistema progettato specificamente per Marte che mira a sfruttare l'atmosfera di anidride carbonica del pianeta. Ciò suggerisce che l'ABEP non è limitato alle applicazioni sulla Terra, ma può essere utilizzato anche su altri pianeti.
Nel frattempo, anche la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) sta lavorando a un motore ionico simile che respira aria. Questa serie di ricerche e sviluppi ha reso la tecnologia ABEP sempre più importante e uno strumento fondamentale per l'esplorazione di altri pianeti, come Venere e Titano.
Prospettive future
Con il progredire della tecnologia ABEP, gli scienziati prevedono che le future missioni epocali, come quelle di lunga durata su Venere o Titano, potrebbero diventare più fattibili grazie a questa tecnologia. Queste missioni non solo forniranno informazioni preziose sugli ambienti di altri pianeti, ma aiuteranno anche gli esseri umani a cercare tracce di vita nell'universo. Le missioni future non saranno più esplorazioni a breve termine, ma osservazioni a lungo termine e accumulo di dati.
Con la continua evoluzione della tecnologia, la tecnologia di propulsione elettrica basata sull'aria ha il potenziale per riscrivere la storia dell'esplorazione spaziale e trasformare la nostra immaginazione di viaggi interstellari in realtà. Un futuro del genere rappresenterà un'altra pietra miliare nell'esplorazione umana dell'universo sconosciuto?
