Nonostante sia un'idea che oscilla all'interno della testa di ingegneri e appassionati di spazio per oltre 40 anni, le vele solari non hanno mai guadagnato molta trazione in termini di implementazione effettiva. Oggi, la NASA ha compiuto un passo importante verso il collaudo della tecnologia delle vele solari da utilizzare nei futuri veicoli spaziali.
La navicella spaziale Nanosail-D è stata lanciata venerdì 19 novembre alle 20:25 EST dall'isola di Kodiak, in Alaska, e stava trasportando le spalle su un altro satellite, entrambi a bordo di un razzo Minotaur IV. Ad oggi è stato espulso con successo dal veicolo di lancio ed è da solo. Anche se le vele devono ancora schierarsi, questo è già un risultato che fa ben sperare per il futuro sia della vela solare che della piccola tecnologia satellitare.
Il satellite Nanosail-D - comunemente descritto come "pagnotta di pane" delle dimensioni - è stato espulso dal satellite Fast, Convenient, Science and Technology (FASTSAT) all'1: 31 EST del 6 dicembre. Non solo il primo tentativo della NASA di dispiegare una vela solare nello spazio, ma segna anche la prima volta che un nanosatellite viene espulso da un altro satellite, dimostrando che questo è un modo affidabile per mettere in orbita più satelliti contemporaneamente.
Nanosail-D è una nanosatellite - o cubesat - progettata per testare il potenziale di vele solari nella frenata atmosferica. Tali vele - realizzate con un materiale ultra-sottile e leggero, in questo caso il polimero CP1 - potrebbero potenzialmente essere utilizzate per spingere un veicolo spaziale al di fuori del nostro Sistema Solare. La vela Nanosail-D verrà dispiegata in orbita terrestre bassa, a circa 650 km (400 miglia) in alto. La vela verrà utilizzata per mostrare come tale tecnologia potrebbe rallentare i satelliti quando devono dis-orbitare.
Attualmente, la de-orbita dei satelliti implica la loro manovra in un'orbita inferiore e inferiore utilizzando i motori del satellite, il che richiede più propellente a bordo del veicolo spaziale semplicemente per smaltirlo correttamente. Nanosail-D dispiegherà una vela solare e un'orbita per 70-120 giorni, alla fine spirando nell'atmosfera terrestre per bruciare.
Dato che orbiterà così vicino alla Terra, il suo potenziale per testare le vele solari come propulsione non è al centro della missione; tuttavia, lo spiegamento di una vela solare è di per sé una grande sfida ingegneristica. Nanosail-D sarà l'esperimento perfetto per testare se il metodo che la NASA utilizzerà per dispiegare la vela è praticabile nello spazio.
Immediatamente dopo l'espulsione di oggi, un timer ha iniziato un conto alla rovescia di tre giorni. Una volta che raggiungerà lo zero, aumenterà il boom, ovvero quattro boom usciranno dal piccolo satellite e entro cinque secondi la vela sarà completamente estesa alla sua vela di 10 metri quadrati.
Dean Alhorn, investigatore principale di NanoSail-D e ingegnere aerospaziale presso il Centro di volo spaziale Marshall, spiega nella pagina della missione: "La distribuzione funziona esattamente nel modo opposto del nastro di misurazione del carpentiere. Con un nastro di misurazione, lo tiri fuori, che avvolge una molla, e quando lo lasci andare viene rapidamente tirato indietro. Con NanoSail-D, avvolgiamo i bracci attorno al mandrino centrale. Quei boom feriti si comportano come la molla. Circa sette giorni dopo il varo, schiera la vela fuori dal fuso centrale. "
Ci sono stati altri tentativi prima di lanciare e schierare vele solari, ma una volta schierati, Nanosail D sarà l'esperimento di vela solare più longevo mai tentato. Sia JAXA che l'agenzia spaziale russa hanno condotto con successo esperimenti sulla vela solare.
JAXA ha lanciato una vela a forma di trifoglio a bordo di un razzo che suonava nel 2004 e l'esperimento è durato circa 400 secondi. Hanno anche lanciato il veicolo spaziale IKAROS a maggio 2010, che è attualmente in rotta verso Venere, e volerà dalla parte opposta del Sole dalla Terra. I russi dispiegarono con successo uno specchio di 20 metri di diametro a bordo della missione di rifornimento Progress M-15 su Mir nel 1993. Chiamato Znamya 2, lo specchio proiettava un punto luminoso largo 5 km sul terreno che attraversava la Francia meridionale verso ovest Russia, e orbitò per diverse ore prima di bruciare.
La Planetary Society è probabilmente l'organizzazione più vocale ed entusiasta a supporto della tecnologia della vela solare. Attualmente stanno sviluppando una vela solare simile a quella di Nanosail-D, chiamata Lightsail-1. La società ha tentato il varo di una vela solare chiamata Cosmos 1 nel 2005, ma il razzo che trasportava il satellite non ha sparato durante la sua seconda tappa e l'imbarcazione è andata persa.
Nanosail-D è nella sua seconda iterazione. Il primo veicolo spaziale fu commissionato all'inizio del 2008 e il team - astrofisici e ingegneri del Marshall Space Flight Center e del Centro ricerche Ames - ebbe quattro mesi per mettere insieme un satellite funzionante. È stato lanciato a bordo di un razzo Falcon 1 nell'agosto del 2008, ma il razzo è bruciato nell'atmosfera. Se gli ingegneri sono bravi in una cosa, è ridondanza: il team ha costruito una seconda Nanosail-D e ha avuto il tempo di risolvere alcuni bug e sviluppare ulteriormente la tecnologia.
La Planetary Society ha quasi avuto la possibilità di lanciare Nanosail-D, secondo Louis Friedman, direttore esecutivo di The Planetary Society, sono stati contattati dal team che ha sviluppato Nanosail-D dopo il fallito tentativo iniziale di lancio, e ha chiesto se gli sarebbe piaciuto aiutare a lanciare il secondo veicolo spaziale Nanosail-D. La Planetary Society ha concordato, ma il team ha quindi trovato spazio a bordo del lancio di FASTSAT. Di conseguenza, Lightsail-D è nato da questa breve collaborazione.
Il timer fa il conto alla rovescia silenzioso di ciò che promette di essere una missione entusiasmante e potenziale pietra miliare nel futuro dei voli spaziali. Guarda questo spazio per ulteriori sviluppi sulla missione.
Fonti: comunicato stampa della NASA, The Planetary Society, NASA Science, scheda informativa NASA Nanosail-D
