Il 16 novembre 2019, il pilota e autore Robert DeLaurentis è partito per un'avventura ambiziosa. Partendo dal Gillespie Field della contea di San Diego, ha inclinato verso Grand Prairie, Il Texas durante la prima tappa di una spedizione da polo a polo. Ad ogni tappa lungo il percorso aveva in programma di parlare di educazione STEM, sicurezza e tecnologia aeronautica, il tutto con l'intento di incoraggiare e ispirare la prossima generazione.

La maggior parte dello spazio di carico nel suo aereo bimotore modificato del 1983, soprannominato "Cittadino del mondo, " era stato dotato di serbatoi di carburante extra per il lungo viaggio, ma aveva spazio per un piccolo dispositivo per gentile concessione dei ricercatori dell'UC Santa Barbara:un veicolo spaziale in scala di wafer (WSS).

Il satellite in miniatura è opera del professore di fisica Philip Lubin, tecnico di sviluppo Nic Rupert, ricercatore post-dottorato Peter Krogen e studente universitario Varun Iyer. Fa parte del progetto Starlight, uno sforzo sostenuto dalla NASA per sviluppare un veicolo spaziale e un sistema di propulsione in grado di raggiungere il sistema extrasolare più vicino entro una vita umana.

Il concetto è un allontanamento radicale dalla pratica convenzionale. La solita configurazione è quella di lanciare un veicolo spaziale con un sistema di propulsione per portarlo a destinazione. Starlight prende una strada diversa:lascia l'ingombrante sistema di propulsione sulla Terra, e irradiare l'energia al veicolo spaziale utilizzando laser ad alta potenza.

Questa idea non convenzionale consente agli scienziati di miniaturizzare il velivolo fino al punto in cui potrebbe essere accelerato a una frazione significativa della velocità della luce. Ciò ridurrebbe un viaggio al sistema stellare più vicino, Alpha Centauri, da 100, 000 anni a circa 20 anni.

"La chimica è un vicolo cieco per l'interstellare, "Lubino ha detto, riferendosi al propellente per razzi convenzionale. La propulsione laser dovrebbe consentire al velivolo di raggiungere velocità abbastanza veloci da poter raggiungere le stelle vicine entro una vita umana nominale.

Lubin e il suo team riconoscono il significato più ampio del loro progetto. "Parte del nostro programma, pur essendo molto tecnico, cerca di ispirare le persone sulle possibilità dell'esplorazione umana, " Egli ha detto.

Questo aspetto non è andato perduto in DeLaurentis, che ha incontrato Lubin durante una visita a Santa Barbara con l'amico e collega pilota Brian Keating, un professore di cosmologia all'UC San Diego. "Questo viaggio consiste nel portare l'aereo e il pilota ai loro limiti assoluti, " ha detto De Laurentis, "e penso che questa astronave a scala di wafer porti la nostra conoscenza ai suoi limiti assoluti, pure."

E, come ha aggiunto DeLaurentis, "l'aviazione è davvero il primo passo per muoversi verso le stelle".

Il laboratorio ha fornito al pilota un WSS, che chiamò Francesco, dopo la sua defunta madre. Si collegava a una porta USB e viveva su una delle finestre dietro il sedile del copilota. "Ci sono volute delle foto, misurava l'altitudine, temperatura, velocità, Posizione, " Egli ha detto, "ed è stato praticamente indicato fuori dalla finestra per tutto il tempo."

Veicolo spaziale a bordo, Delaurentis ha navigato verso sud dal Texas, fermandosi a Panama, Colombia, Bolivia e Argentina. Il Cittadino del Mondo ha attraversato con successo il Polo Sud il 17 dicembre, 2019:il 116° anniversario del primo volo dei fratelli Wright. Il transito su entrambi i poli nord e sud è stato alimentato completamente da biocarburanti.

Nonostante pesi poco meno di 1 oncia, la navicella ha imballato una vasta gamma di sensori. Era dotato di una fotocamera da 5 megapixel, rilevatore di luce ambientale, sistema GPS, sensore di pressione e umidità, due termometri e un'unità di misura inerziale a nove assi. Il team prevede di ridurre ulteriormente la navicella spaziale in futuro. "Vorremmo realizzare un'astronave che possa essere stampata quasi come un processore, ", ha affermato l'ingegnere senior Nic Rupert.

Starlight è un progetto a lungo termine, con un lasso di tempo paragonabile allo sviluppo dei razzi a partire dalla seconda guerra mondiale al lancio dell'Apollo 11. Ci sono voluti decenni di lavoro che non erano necessariamente mirati ad andare sulla luna per far atterrare l'equipaggio dell'Apollo 11, ha detto Lubin. Tranne, considerando che la corsa allo spazio è stata guidata dalla ricerca militare durante la Guerra Fredda, Starlight è guidata dal lavoro civile nel mercato della tecnologia di consumo.

Il viaggio della navicella verso nord è stato molto più frenetico. Il Cittadino del Mondo ha avuto la fortuna di poter partire dall'Italia poco prima che il Paese chiudesse a marzo. A quel punto la spedizione è stata quasi interrotta quando il COVID-19 ha colpito l'Europa. Delaurentis e il WSS si diressero nel paese più vicino che era ancora aperto, Spagna, dove ha trascorso sei settimane in quarantena mentre la pandemia si diffondeva in tutto il continente.

Una volta allentate le restrizioni, l'aereo e l'astronave diretti in Svezia, dove il viaggio si fermò per un altro mese. Il piano era di volare nell'isola norvegese delle Svalbard, ma l'autorizzazione non sarebbe venuta dal governo norvegese. imperterrito, DeLaurentis ha volato 11,5 ore, direttamente da Kiruna, Svezia a Fairbanks, dell'Alaska. In viaggio, pilota, aereo e navicella spaziale passarono sopra i poli nord magnetici e geografici, così come il polo nord dell'inaccessibilità.

Durante quella tappa, DeLaurentis si è ritrovato inaspettatamente senza navigazione o pilota automatico. Era circondato da cinque ore d'acqua da tutte le parti, senza nemmeno le stelle a guidarlo durante le 24 ore diurne dell'estate polare.

Fortunatamente il tablet del pilota funzionava ancora, ed è stato in grado di navigare in sicurezza a Fairbanks.

La navicella spaziale, però, riscontrato tali problemi. "La nostra strumentazione funzionava bene, anche sopra i pali, "Ha detto Iyer. "Abbiamo dati ininterrotti GPS e unità di misura inerziale per entrambi i voli che hanno portato Robert oltre i poli." Questo è di buon auspicio per la sua affidabilità nel lungo viaggio verso Alpha Centauri.

Sebbene la pandemia minacciasse di mettere a terra l'intera spedizione, la squadra ha perseverato, e alla fine ci è riuscito. Il Cittadino del Mondo è atterrato di nuovo al Gillespie Field il 10 agosto, 2020. La WSS Francis è tornata poco dopo nella sua sede nel Lubin Lab, a quel punto il team ha scaricato tutti i dati che aveva registrato sulla sua scheda microSD integrata.

I ricercatori hanno utilizzato i dati per capire come si comportava l'imbarcazione. "Ci ha reso consapevoli di alcuni problemi con il dispositivo che si ripristina automaticamente di volta in volta senza una causa apparente, " ha spiegato Iyer, "un problema che non avevamo osservato in precedenza in un ambiente di laboratorio."

Per quanto riguarda il WSS stesso:"Francesco ha portato a termine la sua missione e tutto è stato un successo, " ha detto Rupert. "Abbiamo imparato molto da questo esperimento, e ha trovato molti nuovi modi per perfezionare e ottimizzare il prototipo. Francesco ora è in pensione. Occupa un bel posto sullo scaffale accanto ai suoi fratelli".