L'uomo sbarcherà con un supermotore

I/uomo sbarcherà con un supermotore I/uomo sbarcherà con un supermotore Tre mesi di volo, due vettori, un nuovo propulsore Chang-Diaz aveva il compito di comandare gli esperimenti scientifici a bordo del satellite; gli stessi che hanno dimostrato, per la prima volta, la generazione di energia elettrica nello spazio. Ora, in attesa di essere assegnato a una nuova missione, continua a occuparsi di una ricerca di punta: la realizzazione di un nuovo sistema di propulsione per un veicolo spaziale destinato all'esplorazione di Marte. Nel Laboratorio di Propulsione Spaziale Avanzata della Nasa si sta, infatti, tentando di realizzare un motore capace di utilizzare, come combustibile, un gas di idrogeno ad altissima temperatura. Con temperature così alte, non si parla più di gas ordinario ma di un plasma: una condizione molto particolare della materia - definita anche come il «quarto stato» - in cui gli atomi sono dissociati in elettroni e ioni. Diversamente dalla materia ordinaria, questo gas di particelle cariche pos¬ siede caratteristiche molto particolari, specialmente in presenza di campi elettro-magnetici. Nel caso del motore di Chang-Diaz, un plasma caldo e denso viene generato irraggiando il gas di idrogeno con onde a radiofrequenza che sono modulate alla frequenza caratteristica degli ioni di idrogeno. In questo modo il plasma assorbe gran parte dell'energia delle onde e può raggiungere decine di milioni di gradi. A queste temperature - che sono paragonabili alle condizioni che si hanno all'interno del Sole - il plasma deve essere tenuto lontano dalle pareti grazie ad un potentissimo campo magnetico che viene utilizzato, anche, per controllarne il flusso verso l'ugello di uscita e quindi in definitiva la spinta finale. L'unicità di questo motore nasce proprio dalla sua caratteristica di poter modulare la spinta, secondo le diverse con¬ dizioni di volo. E' analogo al cambio automatico delle automobili, che permette di adattare la trazione delle ruote alle condizioni di marcia del veicolo: più forza motrice con basse velocità quando si è in salita, massime velocità ma limitata spinta, su un terreno pianeggiante. Anche un veicolo spaziale può muoversi «in salita», quando si trova nel campo gravitazionale di un corpo celeste come il Sole, la Terra o Marte. Con un motore a impulso variabile, un veicolo in orbita attorno alla Terra potrebbe partire «in prima» per poi cambiare marcia e raggiungere una velocità di crociera elevata, una volta uscito dalla sfera di attrazione terrestre. Grazie alla possibilità di ottimizzare la spinta secondo le condizioni di volo, un razzo dotato di un motore a plasma potrebbe arrivare su Marte in meno di tre mesi. Naturalmente una missione di esplorazione del pianeta rosso sarebbe pur sempre complessa. Lo scenario vede l'utilizzazione di due tipi di veicoli. Per primo verrebbe lanciato un razzo «cargo», più lento, ma capace di trasportare la maggior parte del carico per il solo viaggio di andata. Un veicolo di questo tipo impiegherebbe sei mesi per raggiungere Marte. A bordo del razzo ci sarà un modulo di discesa - o «lander», che porterà il primo carico utile sulla superficie marziana. Il carico sarà composto da un modulo abitativo, che può fungere anche da laboratorio. Il modulo abitativo, che contiene cibo e generi di prima necessità, sarà la prima base di appoggio sulla superficie marziana. Ci saranno anche un reattore nucleare, per far funzionare il primo avamposto abitato, un veicolo per l'esplorazione della zona di atterraggio e diverse tonnellate fra parti di ricambio, combusti¬ bile e materiale di consumo. Il modulo di discesa sarà in grado di effettuare un atterraggio automatico sul suolo marziano con paracaduti e motori a razzo per controllare la discesa finale verso il sito prescelto. 11 resto della nave «cargo» rimarrà in orbita in attesa dell'arrivo della «nave da crociera» con a bordo l'equipaggio. Utilizzando al meglio la capacità di spinta del nuovo motore a plasma, il secondo razzo sarà in grado di accelerare progressivamente per la prima metà del viaggio, per poi decelerare nel resto del percorso. In questo modo il viaggio Terra-Marte potrebbe essere compiuto in 100 giorni. Arrivata in orbita di parcheggio attorno al pianeta, la nave pilotata avrà un «rendez-vous» con il razzo arrivato qualche mese prima. L'equipaggio potrà trasferirsi in un secondo «lander», progettato per ospitare gli astronauti, durante l'ultimo, breve viaggio, dall'orbita alla superficie del pianeta. A bordo di questo veicolo - che è dotato di tradizionali motori a combustibile chimico - gli astronauti saranno in grado di fare il viaggio inverso, dalla superficie all'orbita di parcheggio, dove si ricongiungeranno con la nave da crociera, rimasta in orbita attorno a Marte. Con un periodo di esplorazione di 1-2 mesi sulla superficie marziana, il viaggio complessivo potrebbe durare 8-9 mesi: in assoluto la missione più breve fra tutti i progetti di esplorazione marziana presentati finora. Con tempi inferiori a un anno vengono ridotti molti dei rischi legati ai viaggi interplanetari con uomini a bordo. Un viaggio rapido riduce l'esposizione alle radiazioni - soprattutto raggi cosmici e particelle prodotte dall'attività solare - cui sono esposti i membri dell'equipaggio durante la traversata. Ma c'è un vantaggio ancora più importante che deriva dalla particolare tecnologia che impiega un campo magnetico per confinare il plasma. Proprio il campo magnetico rappresenta, infatti, il mezzo più efficace per bloccare il flusso di particelle (vento solare) che dal Sole si propagano a grande velocità nello spazio interplanetario. Infatti, è proprio la «magnetosfera» che protegge il nostro pianeta dalla pioggia di particelle che arrivano quotidianamente dal Sole. Senza ulteriori dispositivi, un razzo con un motore a plasma sarebbe automaticamente dotato di una vera e propria «magnetosfera artificiale», in grado di bloccare una buona parte delle radiazioni letali. Un argomento simile vale per le condizioni di assenza di peso. La durata del viaggio di andata e ritorno è inferiore alla permanenza già sperimentata da russi e americani sulla stazione Mir. I dati ci dicono che alcuni mesi di assenza di peso non rappresentano un problema, soprattutto se, come nel caso della missione proposta, si ha a disposizione una debole «gravità artificiale», generata dalla costante accelerazione fornita dal motore a plasma durante tutta la traversata. Insomma, un motore che sembra fatto apposta per viaggiare nello spazio interplanetario e che potrebbe aprire all'uomo l'esplorazione del sistema solare. Naturalmente, c'è ancora un lungo lavoro di ricerca prima di arrivare ad una astronave mossa da motori al plasma. L'obiettivo a medio termine è quello di un volo dimostrativo, utilizzando un modello in scala, portato nello spazio dallo «Shuttle». Un esperimento del genere fornirebbe i dati necessari per un prototipo in grandezza naturale, che potrebbe essere utilizzato, la prima volta, per una missione di esplorazione sulla Luna. Umberto Guidoni Astronauta temperature così alte, non si parla più di gas ordinario ma di un plasma: una condizione molto particolare della materia - definita anche come il «quarto stato» - in cui gli atomi sono dissociati in elettroni e ioni. Diversamente dalla materia ordinaria, questo gas di particelle cariche pos¬ colo che è dotato di tradizionali motori a combustibile chimico - gli astronauti saranno in grado di fare il viaggio inverso, dalla superficie all'orbita di parcheggio, dove si ricongiungeranno con la nave da crociera, rimasta in orbita attorno a Marte. Con un periodo di esplorazione di

Persone citate: Diaz, Umberto Guidoni