Le vele solari si basano sulla pressione esercitata dalla luce solare su grandi superfici. Avvicina la vela al sole e, non a caso, l'efficienza aumenta. Una nuova missione proposta chiamata Mercury Scout mira a trarne vantaggio per esplorare Mercurio. La missione mapperà la superficie mercuriana fino a una risoluzione di 1 metro e, utilizzando la superficie della vela altamente riflettente per illuminare i crateri in ombra, potrebbe cercare depositi d'acqua.
A differenza dei motori a razzo convenzionali che richiedono carburante che a sua volta aggiunge peso e di conseguenza richiede più carburante, le vele solari sono molto più efficienti. La luce che cade sulla vela può spingere un prob attraverso lo spazio. È un concetto affascinante che risale al 1600 quando Giovanni Keplero suggerì l'idea a Galileo Galilei. Fu solo all'inizio del 21° secolo che la Planetary Society creò la navicella spaziale a vela solare Cosmos 1. È stato lanciato nel giugno 2005 ma un guasto gli ha impedito di raggiungere l'orbita. La prima vela solare lanciata con successo è stata Ikaros, lanciata dall'Agenzia giapponese per l'esplorazione aerospaziale e ha dimostrato in modo superbo la fattibilità della tecnologia.
Dal 1905 è noto che la luce è costituita da minuscole particelle chiamate fotoni. Non hanno massa ma mentre viaggiano nello spazio hanno quantità di moto. Quando una pallina da tennis colpisce una racchetta, rimbalza sulle corde e parte della quantità di moto della pallina viene trasferita alla racchetta. In modo molto simile, i fotoni di luce che colpiscono una vela solare trasferiscono parte della loro quantità di moto alla vela dandole una piccola spinta. Altri fotoni che colpiscono la vela danno un'altra piccola spinta e mentre si accumulano lentamente, la navicella accelera lentamente.
Mercury Scout trarrà vantaggio dall'idea della vela solare come propulsione principale una volta raggiunta l'orbita terrestre. Gli obiettivi principali della missione sono mappare la distribuzione dei minerali sulla superficie, immagini ad alta risoluzione fino a 1 metro di risoluzione e l'identificazione di depositi di ghiaccio in crateri permanentemente in ombra. La vela solare è stata scelta perché offre notevoli vantaggi tecnici e finanziari riducendo i costi complessivi e riducendo il tempo di transito verso Mercurio.
Per la propulsione del modulo Mercury Scout, la vela sarà di circa 2500 metri quadrati e avrà uno spessore di 2,5 micron. Il materiale è CP1 alluminato, simile a quello utilizzato nello scudo termico del telescopio spaziale James Webb. I quattro quadranti separati della vela si dispiegano lungo supporti in fibra di carbonio e raggiungeranno Mercurio in circa 3,8 anni. All'arrivo si trasferirà in un'orbita polare e poi trascorrerà altri 176 giorni a mappare l'intera superficie.
Per poter mappare l'intero pianeta, l'orbita dovrà essere mantenuta regolando l'angolo della vela. Allo stesso modo, il capitano di una nave a vela può navigare controvento, o talvolta controvento, regolando l'angolo e la posizione della vela in modo che la vela solare possa essere utilizzata per generare spinta nella direzione richiesta.
A differenza di altri motori a razzo più tradizionali, la cui durata è solitamente limitata alla disponibilità di carburante, la vela solare è limitata dal degrado del materiale della vela. La sua aspettativa di vita è di circa 10 anni. Si stanno esplorando ulteriori rivestimenti per vedere se la vita della vela può essere ulteriormente estesa.
Ulteriori informazioni: Mercury Scout:una missione a vela solare verso il pianeta più interno. www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2024/pdf/2314.pdf
Fornito da Universe Today
