Un telescopio astronomico progettato per integrare il vecchio telescopio spaziale Hubble è decollato dall'isola meridionale della Nuova Zelanda il 16 aprile 2023. Ma quando una sfera delle dimensioni di uno stadio di calcio si è sollevata silenziosamente e lentamente sopra le montagne Tauhinukorokio, hanno iniziato ad arrivare chiamate dai residenti.
La polizia locale e le stazioni radio, tuttavia, erano state informate dalla NASA che il gigantesco pallone ad elio avrebbe sollevato il telescopio SuperBIT da due tonnellate a 40 km sopra il livello del mare, nelle prossime tre ore. La missione, nella quale eravamo coinvolti, era quella di verificare se un telescopio trasportato da un pallone aerostatico potesse catturare immagini dello spazio profondo con una risoluzione sufficientemente elevata per studiare la sostanza sconosciuta, denominata materia oscura, che costituisce l'85% di tutto il materiale nell'universo.
Le osservazioni e la successiva analisi dei dati hanno dimostrato che gli esperimenti effettuati con i palloncini possono essere altrettanto utili di quelli lanciati dai razzi, ma sono molto più economici. Spetta ora agli scienziati, agli enti governativi e alle aziende private trarne il massimo vantaggio.
Per il mese successivo, i venti stratosferici polari trasportarono SuperBIT in giro per il mondo ogni otto giorni, principalmente sull’Oceano Antartico ma tagliando la punta del Sud America. Andava dove lo portava il vento, ma poteva guardare in qualsiasi direzione.
Ogni giorno, i pannelli solari ricaricavano le batterie. Di notte, ha fotografato il cielo, inclusa la nebulosa della Tarantola, una fonte di luce a 160.000 anni luce di distanza, e ammassi di galassie 20.000 volte più distanti.
Senza treppiede, SuperBIT ha utilizzato giroscopi per stabilizzare qualsiasi oscillazione (abbiamo scoperto che la stratosfera è straordinariamente calma... tranne che nelle turbolenze sopra le Ande, dove SuperBIT una volta è sceso di 1.000 piedi). È stato il primo telescopio trasportato da un pallone aerostatico a raggiungere prestazioni simili a quelle di Hubble per le lunghezze d'onda corte della luce visibili all'occhio umano.
Il pallone e il telescopio continuarono a funzionare perfettamente, ma i collegamenti di comunicazione satellitare gradualmente vennero meno. Pensiamo che le radiazioni abbiano danneggiato le antenne del SuperBIT. Potremmo ancora scaricare i dati lasciando cadere a terra i dischi rigidi collegati al telescopio. Ma alla fine, la NASA ha voluto indietro il pallone, quindi abbiamo portato il telescopio in Argentina con il paracadute.
Questo è stato il quinto volo di SuperBIT, frutto di dieci anni di lavoro.
A differenza delle missioni orbitali, se i carichi utili dei palloncini non funzionano la prima volta, possono essere riparati e rilanciati. Ciò favorisce un design semplice e creativo. I componenti che hanno dimostrato di funzionare nello spazio includono gel per capelli (per contenere oggetti), sacchetti per arrostire il pollo (per tenerli al caldo) e parti di archi utilizzati dagli arcieri olimpici (per lasciarli andare).
Il fallimento e il successo sono entrambi opportunità di apprendimento. Dopo ogni volo, aggiustiamo e ripariamo o miglioriamo la tecnologia. Ad esempio, poiché le fotocamere sono diventate rapidamente migliori e più economiche, ogni anno dotiamo SuperBIT di un nuovo sensore. Tutto ciò riduce i costi.
La maggior parte del costo del volo spaziale tradizionale è mitigare il rischio di fallimento. Sono sempre necessari compromessi tra sicurezza, protezione di apparecchiature costose e acquisizione di dati.
Se una missione in mongolfiera va male, di solito ha meno importanza, perché riavremo l'attrezzatura. SuperBIT è stato costruito principalmente da dottorandi canadesi. studenti, che hanno già creato una nuova azienda tecnologica.
La gestione del rischio è diversa per i palloncini e la NASA non sempre riesce a trovare il giusto equilibrio. L'attesa del tempo "perfetto" e del pallone perfettamente progettato ha bloccato tutti i lanci dal Texas nel 2017. Calcoli del rischio fisicamente impossibili, come un pallone che esplode tre volte, hanno quasi fatto fallire il programma 2023.
Un palloncino può scoppiare solo una volta. Ma le agenzie spaziali francese e canadese, il Centro nazionale statunitense per la ricerca atmosferica e il Consiglio per la ricerca scientifica del Regno Unito hanno tutti dimostrato che un pallone può essere rilanciato ogni pochi giorni. La valutazione del rischio può essere più realistica. I team di palloncini possono continuamente testare, giocare e migliorare il processo. Per i lanci di razzi esiste una sola possibilità.
La geografia è importante per lo sviluppo di un programma nazionale di palloncini di successo. I paesi con una vasta massa continentale possono effettuare voli brevi all’interno del proprio spazio aereo, come il Canada e gli Stati Uniti. I paesi del Nord Europa possono sfruttare i venti estivi stabili e affidabili per estendere i voli attraverso l'Oceano Atlantico, ad esempio dalla Scozia al Canada.
I paesi possono anche lanciare dal territorio delle nazioni partner in tutto il mondo, come il Regno Unito che lancia dall'Australia.
La geopolitica influenza anche la scelta della traiettoria di volo:una lezione ben appresa dal pallone aerostatico cinese che sorvolò gli Stati Uniti nel 2023 e alla fine fu abbattuto. L'attraversamento dello spazio aereo di qualsiasi paese richiede un permesso ed evitiamo zone di guerra o aree di conflitto in cui il pallone potrebbe essere scambiato per un bersaglio ostile. Questo è uno dei motivi per cui abbiamo lanciato il prodotto dalla Nuova Zelanda.
L’interesse del governo per i programmi nazionali di palloni aerostatici è in aumento, poiché la nuova scienza dei materiali e le tecniche di produzione hanno creato palloncini che trattengono l’elio, allungando i voli da giorni a mesi. Gli Stati Uniti hanno riaffermato il loro interesse per un documento governativo del 2023 e Canada, Francia e Svezia hanno programmi di palloncini consolidati da molto tempo.
Il Regno Unito ha gestito un programma di palloncini leader a livello mondiale fino agli anni ’90. Abbandonandolo si è persa l’opportunità di formare scienziati e ingegneri in ruoli di leadership. Le squadre britanniche sono ancora spesso invitate a unirsi alle missioni satellitari francesi o statunitensi, ma non siamo più noi a guidare o a decidere cosa viene costruito. Prevediamo pochi ostacoli tecnici, geografici o politici al riavvio da parte del Regno Unito di un programma di palloni aerostatici parallelamente ai suoi nascenti lanci di razzi.
Ufficialmente lo spazio inizia a 100 km sopra il livello del mare. Ma non esiste una linea magica e una preziosa atmosfera sopra i 40 km. Lì le stelle smettono di brillare e il cielo è nero. Le fotografie astronomiche a lunga esposizione diventano nitide e rivelano oggetti deboli e distanti che risultano sfocati per gli astronomi a terra.
Anche le telecamere a palloncino o gli spettrografi possono guardare in basso e sono abbastanza alti da catturare le osservazioni della Terra proprio come quelle dei satelliti. Possono anche effettuare misurazioni atmosferiche attorno a loro, compreso lo strato di ozono nella stratosfera.
I palloncini non sostituiranno tutti i razzi, poiché non possono viaggiare a una distanza superiore a 40 km. E anche se l'elio è una risorsa limitata, i palloncini sono più "rispettosi dell'ambiente". Non richiedono carburante per missili durante il lancio, non contribuiscono all'aumento dei detriti spaziali in orbita e, alla fine della loro vita operativa, non vengono bruciati nell'atmosfera. Cosa c'è che non va?
Fornito da The Conversation
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