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Molte minacce per i satelliti geostazionari La paralisi in orbita del «TV Sai 1» Molte minacce per i satelliti geostazionari IL 21 novembre 1987 alle 3.19 del mattino, partendo dalla base di Kourou. con un vólo perfètto il razzo Ariane metteva in orbita TV-Sat 1. satellite della televisione tedesca capace di servire tutta la Germania e buona parte delie ragióni limitrofe. Secondo il programma, a questo satellite dovrebbe seguirne un altro dello stesso tipo, il TDF 1 della televisione francese. Il satellite tedesco tra-, sportato da Ariane ha raggiunto con precisione l'orbita circolare geostazionaria à 36.000 chilometri tramite una,traiettoria ellittica inclinata di 4° sul planò dell'equatore. Il lancio, atteso' con ansia dopo i guai del passato, è stato una gratificazione ben meritata'per i tecnici che l'avevano preparato. Ma se Ariane in questo suo ventesimo volo è stato impeccabile, non altrettanto buono è stato il comportamento del satellite tedesco, che non è riuscito ad aprire una delle due ali coperte di celle solari per l'alimentazione elettrica. Quali le cause della mancata apertura dell'ala? Subito si è pensato alle vibrazioni di Ariane, ma 1 tecnici del volo hanno assicurato che queste erano rimaste al di sotto del limiti previsti. Si sarebbe potuto tentare l'apertura dell'ala scrollando il satellite con piccoli impulsi dati dal suo motore, scelta rinviata per non consumare, magari a vuoto, combustibile prezioso. L'ultima decisione non è ancora stata presa ma forse ci si dovrà rassegnare a considerare perduto il satellite. Ma quali sono le sollecitazioni cui è soggetto un satellite che debba volare in orbita geostazionaria per anni? Nel lancio le sollecitazioni più importanti subite dal satellite sono dovute all'accelerazione, che può raggiungere 1 7 g (il peso aumenta di 7 volte) e alle vibrazioni piuttosto forti del razzo che lo porta in alto. I progettisti devono evitare che il satellite abbia moti intrinseci di vibrazione in risonanza con quelli di Ariane. Questa risonanza di.: vibrazioni diventerebbe distruttiva. Ovviare a questo inconveniente si traduce di solito In un aumento di peso delle strutture del satellite. Subiti gli stress del lancio, fatte le correzioni di rotta perché l'orbita sia quella geostazionaria giusta, il satellite navigherà nel suo nuovo ambiente, sottoposto a un forte irraggiamento solare, bombardate da una notevole pioggia di radiazioni ionizzanti, in un vuoto molto spinto e senza avere più peso. Quali le conseguenze? Nel vuoto molto spinto dello spazio diventano significative le forze di adesione tra materiali. Questi tendono a «saldarsi» insieme, può succedere che si blocchino le parti meccaniche articolate: quest'ipotesi non è da scartare per cercare di capire il guasto del satellite tedesco. I lubrificanti usati sulla terra non servono più sia per l'evaporazione nel vuoto sia per un consolidamento quando le temperature rag- ' giungono valori minimi. Per questa ragione se ne sono dovuti studiare dei nuovi. I russi hanno.trovato una soluzione a questi problemi che derivano dal vuoto spinto e dalle radiazioni a cui il satellite è soggetto, ponendo 1 loro satelliti in un contenitore a tenuta stagna con una pressione interna. In questo modo i componenti più delicati (l'elettronica, la strumentazione fine) sonò maggiormente protetti: è un vantaggio con lo svantaggio di aumentare il peso del satellite. Anche l'assenza di campo gravitazionale va tenuta in conto: nei liquidi del satelli¬ te nascono problèmi di tensione superficiale (finora poco studiati nello spazio) e di posizionamento dei liquidi stessi nel serbatoi. I problemi più grossi però sono costituiti dalla radiazióne luminosa e. dalle radiazioni ionizzanti, L'irraggiamento solare è per uh verso utilissimo: nel caso di TV-Satl è sfruttato dall'unico pannello (6,5x3,6 metri a componenti di silicio) che si è aperto producendó energia sufficiente a un suo funzionamento parziale. Per un altro verso Invece l'irraggiamento solare è nocivo: il corpo del satellite tende ad aumentare la sua temperatura, che invece deve mantenersi in un Intervallo piuttosto stretto. In fase di progetto, per rispet^ tare quest'Intervallo, bisogna tenere conto dell'assorbimento e dell'emissione dei materiali, della loro conduzione termica, della diversità di comportamento per t vari materiali, soprattutto la diversità tra superficie e Interno. Quando il satellite viene poi a trovarsi nell'ombra della Terra (il periodo è un po' maggiore di un'ora) il raffreddamento comporta uno sbalzo termico molto forte, e viceversa. Quindi 11 controllo necessario all'equilibrio termico del satellite è una cosa molto delicata. Per uniformare il riscaldamento per irraggiamento molto spesso il. satellite è fatto ruotare: gli americani là chiamano operazione «barbecue». n bombardamento delle particelle radioattive, l'ultimo ih questa serie di inconvenienti, provoca una degradazione dei semiconduttóri che compongono i circuiti elettronici, ma soprattutto del silicio (semiconduttore anche lui), delle celle solari che vengono esposte necessariamente senza protezione a quésta pioggia di particelle. Sé si tratta di silicio cristallino nel suo reticolo si generano difetti che abbassano di molto la resa. Federico Bedarida D lancio di un «Ariane»