Le vele solari diffrattive, rappresentate in questa illustrazione concettuale, potrebbero consentire missioni in luoghi difficili da raggiungere, come le orbite sui poli del Sole. Credito:MacKenzi Martin
Mentre l'esplorazione della NASA continua a spingere i confini, un nuovo concetto di vela solare selezionato dall'agenzia per lo sviluppo verso una missione dimostrativa potrebbe portare la scienza a nuove destinazioni.
Il progetto Diffractive Solar Sailing è stato selezionato per lo studio di Fase III nell'ambito del programma NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC). La fase III mira a trasferire strategicamente i concetti NIAC con il massimo impatto potenziale per la NASA, altre agenzie governative o partner commerciali.
"Mentre ci avventuriamo più lontano che mai nel cosmo, avremo bisogno di tecnologie innovative e all'avanguardia per guidare le nostre missioni", ha affermato l'amministratore della NASA Bill Nelson. "Il programma Innovative Advanced Concepts della NASA aiuta a sbloccare idee visionarie, come nuove vele solari, e ad avvicinarle alla realtà."
Come una barca a vela che usa il vento per attraversare l'oceano, le vele solari sfruttano la pressione esercitata dalla luce solare per spingere un'imbarcazione nello spazio. I modelli esistenti delle vele solari riflettenti sono in genere molto grandi e molto sottili e sono limitati dalla direzione della luce solare, costringendo a compromessi tra potenza e navigazione. Le vele luminose diffrattive userebbero piccoli reticoli incorporati in film sottili per sfruttare una proprietà della luce chiamata diffrazione, che fa sì che la luce si diffonda quando passa attraverso un'apertura stretta. Ciò consentirebbe al veicolo spaziale di utilizzare in modo più efficiente la luce solare senza sacrificare la manovrabilità.
"Esplorare l'universo significa che abbiamo bisogno di nuovi strumenti, nuove idee e nuovi modi di andare in posti", ha affermato Jim Reuter, amministratore associato della Space Technology Mission Directorate (STMD) della NASA presso la sede centrale della NASA a Washington. "Il nostro obiettivo è investire in queste tecnologie durante tutto il loro ciclo di vita per supportare un solido ecosistema di innovazione."
Il nuovo premio di Fase III darà al team di ricerca 2 milioni di dollari in due anni per continuare lo sviluppo tecnologico in preparazione di una potenziale futura missione dimostrativa. Il progetto è guidato da Amber Dubill del Laboratorio di Fisica Applicata della Johns Hopkins University di Laurel, nel Maryland.
"NIAC ci consente di promuovere alcuni dei concetti tecnologici più creativi nel settore aerospaziale", ha affermato Mike LaPointe, dirigente del programma ad interim per il programma NIAC presso la sede della NASA. "Il nostro obiettivo è cambiare il possibile, e la navigazione solare diffrattiva promette di fare proprio questo per una serie di nuove entusiasmanti applicazioni di missione".
La vela diffrattiva estenderebbe la capacità della vela solare oltre ciò che è possibile con le missioni in via di sviluppo oggi. Il progetto è guidato da Amber Dubill del Laboratorio di Fisica Applicata della Johns Hopkins University a Laurel, nel Maryland. La fattibilità del concetto è stata precedentemente studiata nell'ambito dei premi Fase I e Fase II della NIAC, guidati dal Dr. Grover Swartzlander del Rochester Institute of Technology di New York, che continua come co-investigatore del progetto. Les Johnson, capo di due delle prossime missioni a vela solare della NASA presso il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, in Alabama, è anche un co-investigatore. In base ai premi precedenti, il team ha progettato, creato e testato diversi tipi di materiali per vele diffrattive; esperimenti condotti; e ha progettato nuovi schemi di navigazione e controllo per una potenziale missione di vele luminose diffrattive in orbita attorno ai poli del Sole.
Il lavoro nell'ambito della Fase III ottimizzerà il materiale della vela ed eseguirà test a terra a sostegno di questa missione solare concettuale. Le orbite che passano sopra i poli nord e sud del Sole sono difficili da raggiungere utilizzando la propulsione di veicoli spaziali convenzionali. Vele luminose diffrattive leggere, spinte dalla pressione costante della luce solare, potrebbero posizionare una costellazione di veicoli spaziali scientifici in orbita attorno ai poli del Sole per migliorare la nostra comprensione del Sole e migliorare le nostre capacità di previsione meteorologica spaziale.
"La navigazione solare diffrattiva è una versione moderna della visione vecchia di decenni delle vele luminose. Sebbene questa tecnologia possa migliorare una moltitudine di architetture di missione, è pronta ad avere un forte impatto sulla necessità della comunità eliofisica di capacità di osservazione solare uniche", ha affermato Dubill. "Con l'esperienza combinata del nostro team in ottica, aerospaziale, navigazione solare tradizionale e metamateriali, speriamo di consentire agli scienziati di vedere il Sole come mai prima d'ora". + Esplora ulteriormente
