I ricercatori dell'Agenzia spaziale europea stanno testando quello che descrivono come il motore più piccolo, ma più precisamente controllabile mai costruito per lo spazio. Misurando 10 centimetri (4 pollici) di diametro e producendo un debole bagliore blu mentre corre, il motore a propulsione elettrica ad emissione di campo, o FEEP, produce una spinta media equivalente alla forza di un capello che cade. Ma la sua gamma di spinta e controllabilità sono di gran lunga superiori ai più potenti propulsori e sarà importante per una futura missione spaziale che metterà alla prova la Teoria generale della relatività di Einstein.
"La maggior parte dei sistemi di propulsione sono impiegati per ottenere un veicolo dalla A alla B", ha spiegato Davide Nicolini del dipartimento Progetti scientifici dell'agenzia, responsabile della ricerca sui motori. "Ma con FEEP, l'obiettivo è mantenere un veicolo spaziale in una posizione fissa, compensando anche le più piccole forze che lo perturbano, con una precisione che nessun altro design del motore può eguagliare."
Guardare come si comportano gli oggetti quando sono separati da tutte le influenze esterne è un'ambizione di lunga data dei fisici, ma non può essere fatto all'interno del campo di gravità terrestre. Quindi una missione del prossimo decennio chiamata LISA Pathfinder (Laser Interferometer Space Antenna) volerà 1,5 milioni di km (900.000 miglia) in uno dei punti Lagrangiani, L-1. Lì, le gravità del Sole e della Terra si annullano a vicenda, in modo che il comportamento di una coppia di oggetti di prova fluttuanti possa essere monitorato con precisione.
Ma per staccare completamente l'esperimento dal resto dell'Universo ci saranno ancora alcune rimanenti per-turbazioni da superare, in particolare la leggera ma continua pressione della luce solare stessa. È qui che entra in gioco FEEP. Funziona secondo lo stesso principio di base di altri motori a ioni volati a bordo della missione della Luna SMART-1 dell'ESA e di altri veicoli spaziali: l'applicazione di un campo elettrico serve ad accelerare gli atomi caricati elettricamente (noti come ioni), producendo spinta .
Ma mentre la spinta di altri motori a ioni viene misurata in millinewton, le prestazioni di FEEP vengono valutate in termini di micronewton - un'unità mille volte più piccola. Il motore ha una gamma di spinta di 0,1 - 150 micronewton, con una capacità di risoluzione migliore di 0,1 micronewton in una risposta temporale di un quinto di secondo (190 millisecondi) o migliore.
Il motore utilizza cesio metallo liquido come propellente. Attraverso l'azione capillare - un fenomeno associato alla tensione superficiale - il cesio scorre tra una coppia di superfici metalliche che si concludono in una fenditura affilatissima. Il cesio rimane alla bocca della fessura fino a quando non viene generato un campo elettrico. Ciò provoca la formazione di piccoli coni nel metallo liquido che hanno caricato gli atomi sparando dalle loro punte per creare spinta.
Dodici propulsori saranno utilizzati per il Pathfinder LISA. In collaborazione con un altro sistema di propulsione progettato dalla NASA, i propulsori dovrebbero fornire un controllo direzionale almeno 100 volte più preciso di qualsiasi altro veicolo spaziale prima; fino a un milionesimo di millimetro.
LISA coinvolge tre satelliti distanti fino a cinque milioni di km (tre milioni di miglia) e collegati da laser, in orbita attorno al Sole. L'obiettivo è quello di rilevare le increspature nello spazio e nel tempo note come onde gravitazionali, previste dalla teoria della relatività generale di Einstein ma finora non rilevate. Le onde causerebbero piccole variazioni nella distanza misurata tra i satelliti.
Il motore è stato testato il mese scorso e, una volta analizzati i test e verificato il concetto, la tecnologia FEEP è stata destinata a una vasta gamma di altre missioni, tra cui la formazione di precisione in volo per l'astronomia, l'osservazione della Terra e i satelliti senza trascinamento per le variazioni della mappatura nella gravità terrestre.
Fonte: ESA
