Lo Stratobus di Thales Alenia Space è sormontato da pannelli solari, alimentando le sue eliche per volare contro vento a 20 km per periodi di servizio prolungati, in grado di trasportare carichi fino a 250 kg. Credito:Thales Alenia Space/Briot
L'ESA sta considerando di estendere le sue attività a una nuova regione del cielo tramite un nuovo tipo di veicolo aereo, un "collegamento mancante" tra droni e satelliti.
Pseudo-satelliti d'alta quota, o HAPS, sono piattaforme che galleggiano o volano ad alta quota come gli aerei convenzionali ma funzionano più come i satelliti, tranne per il fatto che invece di lavorare dallo spazio possono rimanere in posizione all'interno dell'atmosfera per settimane o addirittura mesi, offrendo una copertura continua del territorio sottostante.
La migliore altitudine di lavoro è di circa 20 km, sopra le nuvole e le correnti a getto, e 10 km sopra gli aerei di linea commerciali, dove la velocità del vento è abbastanza bassa da poter mantenere la posizione per lunghi periodi.
Da tale altezza possono osservare il suolo fino all'orizzonte a 500 km di distanza, consentendo in vario modo un monitoraggio e una sorveglianza precisi, comunicazioni ad alta larghezza di banda o eseguire il backup dei servizi di navigazione satellitare esistenti.
Diverse direzioni dell'ESA si sono unite per indagare sul loro potenziale, spiega lo specialista di sistemi futuri Antonio Ciccolella:"Per l'osservazione della Terra, potrebbero fornire una copertura ad alta risoluzione prolungata per le regioni prioritarie, mentre per la navigazione e le telecomunicazioni potrebbero ridurre i punti ciechi nella copertura e combinare un'ampia larghezza di banda con un ritardo del segnale trascurabile.
"L'ESA sta studiando come combinare al meglio questi vari domini".
Il dirigibile Stratobus di Thales Alenia Space può trasportare fino a 250 kg di carico utile, i suoi motori elettrici che volano contro la brezza per tenersi in posizione, e fare affidamento sulle celle a combustibile di notte. Il suo primo volo è previsto per il 2021. Credito:Thales Alenia Space/Briot
Lo specialista di osservazione della Terra Thorsten Fehr spiega, "Abbiamo esaminato il concetto negli ultimi 20 anni, ma ora finalmente sta diventando realtà.
"Ciò è avvenuto attraverso la maturazione di tecnologie chiave:avionica miniaturizzata, celle solari ad alto rendimento, batterie leggere e cablaggio, miniaturizzazione dei sensori di osservazione della Terra e collegamenti di comunicazione a banda larga in grado di fornire servizi a prezzi competitivi".
L'ingegnere di navigazione Roberto Prieto Cerdeira aggiunge "C'è un evidente potenziale di risposta alle emergenze. Potrebbero anche essere impiegati in modo semi-permanente, forse estendendo la copertura del navigatore satellitare in alto, strette valli e città».
Le aziende europee hanno già svelato le linee di prodotti. Ad esempio, Airbus ha sviluppato l'ala, Zephyr a energia solare, che nel 2010 ha raggiunto il record mondiale di 14 giorni di volo continuo senza rifornimento.
Zephyr-S è progettato per far volare carichi utili di poche decine di chilogrammi per un massimo di tre mesi alla volta, con batterie secondarie impiegate per mantenerlo alimentato e in volo durante la notte. Una versione Zephyr-T più grande in preparazione supporterà carichi utili e requisiti di alimentazione più grandi.
Thales Alenia Space sta preparando intanto lo Stratobus più leggero dell'aria, con il suo primo volo previsto nel 2021.
L'aereo HAPS della variante Zephyr-T a doppia coda di Airbus è progettato per supportare carichi utili più grandi, tenendoli in alto per mesi alla volta. Credito:Airbus
Il galleggiante dirigibile Stratobus può trasportare fino a 250 kg, i suoi motori elettrici che volano contro la brezza per tenersi in posizione, affidandosi alle celle a combustibile di notte.
Molte altre aziende stanno anche sviluppando veicoli, carichi e servizi. Il mese scorso li ha visti riuniti al workshop inaugurale dell'ESA, insieme ai rappresentanti dei potenziali clienti, compresa l'Agenzia europea per la difesa, Frontex, l'agenzia dell'UE incaricata della gestione delle frontiere europee, e i servizi di monitoraggio ambientale dell'UE Copernicus.
"Questo è stato il primo incontro del genere in Europa, con più di 200 esperti HAPS" spiega Juan Lizarraga Cubillos, dall'area delle telecomunicazioni dell'ESA.
"Abbiamo sentito da loro sui bisogni, opportunità e criticità del settore, in particolare come complemento per i servizi satellitari esistenti, per iniziare a preparare un futuro programma dell'ESA."
L'ESA considera i veicoli un modo prezioso per stabilire applicazioni che integrano i suoi satelliti, accelerando al contempo le tecnologie spaziali attraverso i primi, test di volo ad alta quota.
È stato anche sottolineato che l'accettazione di HAPS da parte del mercato si sarebbe ridotta alla loro efficienza ed economicità, e il modo migliore per dimostrarlo sarebbe attraverso progetti dimostrativi.
"Dobbiamo farli volare, " ha rimarcato Alvaro Rodriquez del Centro Satellitare dell'UE. "La tecnologia c'è, ci sono tutti gli ingredienti, ora è il momento di mescolarli in una bella ricetta."
