Il Tredicesimo Cavaliere

Scienze dello Spazio e altre storie

Sprite: sonda spaziale ultraminiaturizzata

MasonPeck_NASA02Mason Peck (nella foto qui accanto), professore di ingegneria meccanica e aerospaziale della Cornell University era già noto per aver fondato lo Space Systems Design Studio e per il suo avveniristico lavoro sui dispositivi di aggancio magnetico per uso spaziale. Durante le sue ricerche sulla miniaturizzazione, creò la cosidetta “polvere intelligente”, sistemi di piccoli di sensori microelettromeccanici, in grado di misurare luce e temperatura, di registrare il movimento e la posizione, e perfino di rilevare sostanze chimiche e biologiche.

Il più recente dei suoi progetti si chiama Sprite, che Peck ama definire la sua personale astronave da tasca. Ma quando la produzione degli Sprite sarà a piena forza, il loro peso andrà dai 5 ai 50 milligrammi (mg) a seconda del modello e su un unico chip potranno trovare spazio, realizzati con materiali semiconduttori, tutti gli elementi necessari per una vera, anche se minimale, sonda spaziale da esplorazione: una radio, celle solari per l’alimentazione, condensatori per l’immagazzinamento dell’energia, sensori di carico per misurare l’impatto di particelle, sensori chimici, semplici spettrometri e telecamere CMOS, e tutta la capacità di memoria e la potenza di calcolo che si possono immaginare.

Pur non potendo ospitare un motore, né tanto meno stivare il propellente, lo Sprite può comunque navigare nello spazio. Infatti l’attuale tecnologia ci permette di costruire chip ultrasottili, nei quali il rapporto tra superficie e volume è tale che il momentum della radiazione solare può essere sfruttato vantaggiosamente. Sulla carta uno Sprite potrebbe raggiungere una velocità pari a 10 volte quella di Ikaros, la vela solare giapponese lanciata nel 2010.

sciame di sprites (Gruppo di Sprite in orbita terrestre)

Ma questa non è la sola forma di propulsione che potrebbe essere disponibile per gli Sprite. Se fossero dotati di carica elettrica, e Peck ha concreti progetti in questo senso, potrebbero manovrare in tutto il Sistema Solare come colonie di plancton spazzate dalle correnti oceaniche. avvalendosi della forza di Lorentz, che regola il movimento nei campi magnetici, nel nostro caso quelli che circondano i pianeti. E ancora: l’enorme campo magnetico di Giove, di intensità pari a 20000 volte quello terrestre, potrebbe essere usato per impartire ad una pattuglia di Sprite una velocità sufficiente a raggiungere Alpha Centauri in poche centinaia di anni. Infine, un’altra possibilità per lo Sprite di navigare all’interno del Sistema sarebbe quella di avvalersi dei campi gravitazionali dei pianeti, anziché dei loro campi magnetici, percorrendo la cosidetta Superautostrada Interplanetaria

Anche gli Sprite hanno i loro punti deboli. Il maggiore risiede probabilmente nella bassa potenza dei segnali radio che è in grado di emettere, e ciò si risolverà in una notevole lentezza delle comunicazioni con la Terra. Aumenterà probabilmente la possibilità di errori di trasmissione, anche per la difficoltà di rintracciare un debole segnale in mezzo al fragore delle interferenze naturali e artificiali. Inoltre sarà difficile creare tra gli Sprite una rete di comunicazione così efficiente da rendere loro possibile operare come sciami.

Sprite visione naturaleLo Sprite (eccolo nella foto accanto) è un piccolo oggetto sottoposto nello spazio a sollecitazioni di ogni tipo e intensità: radiazioni, temperature estreme, stress gravitazionali, chimici e termici, e non si intravvedono difese di nessun tipo adattabili ad esso. L’unica difesa risiede forse in ciò che appare proprio come il suo più grande pregio: il basso prezzo di produzione e i costi di lancio molto contenuti. Quindi la possibilità di fare largo uso della ridondanza: ad una previsione di forti perdite si risponde con l’invio di un numero di unità largamente superiore al necessario.

Tutto è piccolo negli Sprite, salvo il loro numero, che rende possibile costruire grandi reti composte da migliaia, ma anche milioni di sensori, capaci di produrre istantanee 3D dello spazio-tempo, qualcosa che nessuna grande sonda o apparato presente nel Sistema Solare è oggi in grado di fare.

Un primo tentativo di portare in orbita un set di Sprite è fallito  un anno fa, ma si sta preparando un secondo tentativo. Guardate il video Kicksat.org per maggiori informazioni.

ROBERTO FLAIBANI

 

 

FONTI:

Titolo originale: “Exploring Space with Chip-sized Satellites” by Mason Peck – published  July 28, 2011 on IEEE Spectrum

Titolo originale: “Sprites: A Chip-Sized Spacecraft Solution” by Paul Gilster – published July 17, 2014 on Centauri Dreams

 

28 giugno 2015 - Posted by | Astrofisica, Astronautica, Scienze dello Spazio, Volo Interstellare | , , , ,

2 commenti »

  1. […] da uno sciame di centinaia di nanosonde spaziali di cui esistono già modelli sperimentali chiamati Sprite, ma qui conosciuti come “Starchip”. Trattandosi di una missione di fly-by senza equipaggio, non […]

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    Pingback di ALLA VIA COSI’, YURI ! – Il tredicesimo cavaliere 2.0 | 3 maggio 2016 | Rispondi

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