Una flotta di minuscole astronavi potrebbe visitare oltre 300 asteroidi in poco più di tre anni, secondo uno studio di missione condotto dall'Istituto meteorologico finlandese. Il concetto di Asteroid Touring Nanosat Fleet comprende 50 veicoli spaziali azionati da innovative vele elettriche a vento solare (E-sails) e dotati di strumenti per acquisire immagini e raccogliere dati spettroscopici sulla composizione degli asteroidi. Ogni nanosat visiterebbe sei o sette asteroidi prima di tornare sulla Terra per fornire i dati. Il concetto sarà presentato dal dott. Pekka Janhunen al Congresso europeo di scienze planetarie (EPSC) 2017 a Riga martedì 19 settembre.

"Gli asteroidi sono molto diversi e, ad oggi, abbiamo visto solo un piccolo numero a distanza ravvicinata. Per capirli meglio, dobbiamo studiarne un gran numero in situ. L'unico modo per farlo in modo economico è usare piccoli veicoli spaziali, "dice Janhunen.

Nello scenario della missione, i nanosat sorvolano i loro asteroidi bersaglio a una distanza di circa 1000 chilometri. Ogni nanosat trasporta un telescopio di 4 centimetri in grado di fotografare la superficie degli asteroidi con una risoluzione di 100 metri o superiore. Uno spettrometro a infrarossi analizza le firme spettrali nella luce riflessa o emessa dall'asteroide per determinarne la mineralogia. Gli strumenti possono essere puntati sul bersaglio utilizzando due ruote di reazione interne all'interno dei nanosat.

"I nanosat potrebbero raccogliere una grande quantità di informazioni sugli asteroidi che incontrano durante il loro tour, comprese le dimensioni e la forma complessive, se ci sono crateri sulla superficie o polvere, se ci sono lune, e se gli asteroidi sono corpi primitivi o un cumulo di macerie. Raccoglierebbero anche dati sulla composizione chimica delle caratteristiche della superficie, ad esempio se è presente la firma spettrale dell'acqua, "dice Janhunen.

Le vele elettriche utilizzano il vento solare, un flusso di particelle cariche elettricamente emesse dal sole, per generare una propulsione efficiente senza bisogno di propellente. La spinta è generata dalla lenta rotazione di un cavo, collegato da un lato a un veicolo spaziale principale che trasporta un emettitore di elettroni e una sorgente ad alta tensione e dall'altro a una piccola unità remota. Il cavo rotante completa una rotazione in circa 50 minuti, tracciando un ampio, cono poco profondo attorno a un centro di massa vicino al veicolo spaziale principale. Alterando il suo orientamento rispetto al vento solare, il nanosat può cambiare spinta e direzione.

La spinta generata da E-sails è piccola; un'astronave di 5 chilogrammi con un cavo di 20 chilometri darebbe un'accelerazione di 1 millimetro al secondo alla distanza della Terra dal Sole. Però, i calcoli mostrano che, oltre alla spinta iniziale dal lancio, questo è sufficiente per consentire alla navicella di completare un tour attraverso la cintura di asteroidi e tornare sulla Terra in 3,2 anni. I nanosatelliti non hanno la capacità di una grande antenna, quindi il concetto include un sorvolo finale della Terra per scaricare i dati. La missione complessiva costerebbe circa 60 milioni di euro, compreso il lancio, dando un costo di circa 200, 000 euro per ogni asteroide visitato.

"Il costo di un convenzionale, missione all'avanguardia per visitare questo numero di asteroidi potrebbe arrivare a miliardi. Questa architettura di missione, utilizzando una flotta di nanosat e una propulsione innovativa, ridurrebbe il costo a poche centinaia di migliaia di euro per asteroide. Eppure il valore della scienza raccolta sarebbe immenso, "dice Janhunen.