Il Tredicesimo Cavaliere

Scienze dello Spazio e altre storie

Ci siamo quasi…

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A breve sarà on-line il nuovo blog: “IL TREDICESIMO CAVALIERE 2.0“, che si propone di stupire i fedelissimi e di coinvolgere sempre più appassionati ed esperti di scienze delle spazio e fantascienza.    

Il Team di autori e  in particolar modo il responsabile supremo, sua eccellenza Roberto Flaibani, stanno lavorando a ritmi serratissimi  con l’intento di creare un ambiente accogliente, che riesca a coinvolgere e a nutrire la sete di conoscenza verso ciò che ci circonda. 

Completamente rinnovato in grafica e funzionalità, ma sulla consolidata  linea guida del suo predecessore, Il Tredicesimo Cavaliere 2.0 vi invita a lasciare commenti, idee e suggerimenti al fine di prepararsi al meglio al suo lancio.

 

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31 maggio 2016 Posted by | 4th Symposium IAA - SETI, Astrofisica, Astronautica, by G. de Turris, Carnevale della Chimica, Carnevale della Fisica, Carnevale della Matematica, Ciberspazio, Cinema e TV, Difesa Planetaria, Epistemologia, Fantascienza, Giochi, Letteratura e Fumetti, missione FOCAL, News, NON Carnevale della Fisica, Planetologia, Radioastronomia, Referendum Prima Direttiva, Scienze dello Spazio, Senza categoria, SETI, Volo Interstellare | Lascia un commento

ALLA VIA COSI’, YURI !

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Yuri Milner e Stephen Hawking presentano Breakthrough Starshot

L’imprenditore e filantropo russo Yuri Milner nemmeno un anno fa aveva messo in subbuglio la comunità astronomica mondiale offrendo tramite la società Breakthrough Listen (consociata della capogruppo Breakthrough Initiatives), un finanziamento di 100 milioni di dollari perché venisse risolto uno degli interrogativi più profondi e complessi che l’uomo si è posto da quando ha cominciato ad esplorare lo Spazio: “Siamo soli nell’Universo? Se non lo siamo, dove sono gli Altri?”.

Ora, attraverso un’altra consociata, la Breakthrough Starshot, e con un secondo finanziamento di 100 milioni di dollari, Milner si propone di realizzare uno studio completo per l’attuazione di un volo interstellare fino ad Alfa Centauri della durata di 20 anni, che costerà tra i cinque e i dieci miliardi di dollari. L’iniziativa è stata presentata il 12 aprile a New York ed è stata seguita da un animato brainstorming per addetti ai lavori che si è appena concluso a Palo Alto, in California.

 

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Una vela fotonica laser-assistita in assetto di volo

 

Da brillante stratega qual’è, nella nuova Breakthrough Starshot Milner ha voluto personaggi di prim’ordine: nel consiglio di amministrazione ha confermato Stephen Hawking e cooptato Mark Zuckerberg, fondatore e presidente di Facebook, mentre ha dato l’incarico di direttore a Pete Worden, che per questo ha rinunciato a un analogo incarico presso l’Ames Research Center della NASA. Milner si avvale inoltre di un gruppo di consiglieri di chiara fama, tra i quali da Harvard l’astronomo Avi Loeb, dall’Inghilterra l’Astronomo Reale Martin Rees, da Berkeley il Nobel Saul Perlmutter, da Princeton Freeman Dyson, matematico ed esponente di primo piano del SETI, e Ann Druyan, vedova di Carl Sagan e produttrice della serie televisiva “Cosmos, a Spacetime Odissey”.

 

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La batteria laser in procinto di fare fuoco

 

Prima di passare a un primo approfondimento, facciamo un po’ di storia. Si era nei giorni a cavallo tra settembre e ottobre 2011 e a Orlando (Florida) si svolgeva il congresso di formazione del 100YSS, il primo movimento di opinione che si proponeva di realizzare il volo interstellare. Era composto di professori e studenti universitari e da una moltitudine colorata di space-enthusiast mobilitati da dozzine di gruppi e associazioni, in un’atmosfera degna di Woodstock. In realtà la convention era frutto dell’intuizione di alcuni pezzi grossi della NASA e sopratutto della DARPA, l’agenzia per la tecnologia avanzata del Pentagono, che aveva fornito all’operazione copertura finanziaria e mediatica, con una formula tutta americana impensabile nel nostro paese. Non è dunque Milner, bensì sono i militari del Pentagono i primi ad avere intuito la potenzialità di mercato e la capacità di innovazione scientifica e tecnologica che un rinnovato interesse allo spazio in questi termini potrebbe destare. Le iniziative di Milner, e degli altri Paperoni che speriamo ne seguano l’esempio, nonostante le differenze rappresentano il logico sviluppo e coronamento della strategia targata DARPA.

 

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Ricordiamo ai lettori che un’informazione sommaria sui particolari tecnici e organizzativi dell’impresa è già stata trasmessa dai media. Ci limiteremo quindi a elencare i punti caldi, fornendo però un’accurata lista di link per chi vuole approfondire.

La tecnologia di base

Le Nanotecnologie e il loro turbinoso sviluppo, sono alla base della proposta della Breakthrough Starshot. Infatti Alpha Centauri, lontana 4,3 anni luce, non sarà raggiunta da una singola astronave, ma 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 sono possibili manovre di rientro: dopo aver raggiunto Alpha Centauri, le nanosonde superstiti si perderanno nello spazio.

 

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Nanotecnologie in azione: un prototipo dello Sprite

 

La navigazione

La tecnica della vela fotonica laser-assistita. Questa tecnica è stata allo studio per molti anni sopratutto ad opera del fisico americano  Robert Forward, ma è stata sempre giudicata irrealizzabile fino alla nascita delle nanotecnologie.

Per muoversi, ogni nanosonda sarà abbinata a una vela fotonica di forma quadrata e di 4 metri per lato, costruita con materiali di nuova concezione  estremamente leggeri e robusti, e, una volta raggiunta l’orbita terrestre verrà accelerata da un impulso laser lanciato dal suolo in direzione di Alfa Centauri fino alla velocità di 60.000 km/sec,  pari al 20% della velocità della luce.

La propulsione

La batteria di laser che farà da propulsore sarà riutilizzabile per varie missioni. Nella sua configurazione principale, quella Starshot, la batteria dovrà essere in grado di emettere almeno una volta al giorno un impulso della potenza di 100 gigawatt e della durata di 2 minuti, e poi ricaricare. Ma si potrebbe usare per spedire sciami di starchip ovunque nel Sistema Solare e verso le stelle più vicine con compiti diversificati. Potrebbe essere utilizzata come arma di Difesa Planetaria , ma purtroppo anche come super-arma in conflitti sulla Terra.

 

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La missione FOCAL

 

Le telecomunicazioni a lungo raggio

Mantenere telecomunicazioni efficienti tra le nanosonde e la base a terra, probabilmente il  Deep Space Network (DSN) della NASA, è indispensabile per il successo della missione. Ma Claudio Maccone, Presidente del Comitato Permanente SETI in seno all’ International Academy of Astronautics di Parigi e autore di profondi studi su questo tema, dice:

Se usiamo il Sole come una lente gravitazionale possiamo mantenere i contatti con le nostre sonde anche a distanze interstellari. Questa è la chiave per esplorare i dintorni del Sistema Solare nei secoli a venire. Anche civiltà aliene potrebbero avere scoperto questo metodo per comunicare a lunga distanza. Se cosi fosse, potremmo entrare a far parte di un vero e proprio Internet interstellare.

Il nostro Sole potrebbe effettivamente rivelarsi il migliore dispositivo possibile per le telecomunicazioni, se la sua gravità potesse essere usata per creare una sorta di radiotelescopio gigante in grado di mandare e ricevere segnali enormemente amplificati. L’astronomo Slava Turyshev del Caltech ha parlato di un “guadagno d’antenna” dell’ordine di 1011 per radiazioni nella gamma ottica. Questa enorme “magnificazione” potrebbe essere sfruttata con radiazioni di qualsiasi lunghezza d’onda, per esempio nella gamma radio. Anzi, si potrebbe creare una rete ancora più potente posizionando delle sonde relais vicino ad altre stelle per formare ponti radio attraverso il grande vuoto interstellare.

Ponti radio “gravitazionali”

Per crearne uno si dovrebbe cominciare piazzando una sonda relais in corrispondenza del fuoco più vicino della lente gravitazionale del Sole, situato alla distanza di 550 Unità Astronomiche (UA) da esso. Quindi all’altro capo del ponte, continuando con l’esempio di Alpha Centauri, deve essere piazzata una seconda sonda relais per potenziare i segnali in entrata e uscita.
Con questi relais in posizione, la percentuale d’errore nelle trasmissioni tra i due capi del ponte crollerebbe da 1 su 2 , a 1 su 2 milioni, pari all’accuratezza raggiunta dal DSN della NASA nell’ambito del Sistema Solare. Sorprendentemente, la potenza di trasmissione richiesta è davvero minima, appena un decimo di milliwatt, come dire svariati ordini di grandezza in meno delle antenne del DSN.
Tuttavia la realizzazione di un sistema radio interstellare basato su lenti gravitazionali darebbe un gran da fare agli ingegneri. Tanto per cominciare, i ripetitori dovrebbero restare precisamente allineati uno rispetto all’altro e ai loro amplificatori stellari anche su distanze estreme, afferma Maccone. Ciò richiederebbe un sistema rivoluzionario di navigazione celeste e orientamento, una sorta di GPS galattico basato sulle pulsar. Ma anche se effettivamente questi ponti radio potrebbero consentirci di tenere i contatti, il limite universale della velocità della luce (e quindi dell’informazione) scoperto da Einstein, implica che il dialogo avrebbe comunque tempi lunghissimi. Data la distanza, una conversazione con una colonia su un ipotetico mondo abitabile (tipo “Avatar”), nel sistema di Alpha Centauri, avrebbe un ciclo domanda–risposta di quasi nove anni.

Attualmente non c’è soluzione al problema del ritardo nelle telecomunicazioni- dice Maccone -Ma la buona notizia è che adesso abbiamo un modo affidabile per comunicare attraverso distanze interstellari.

 

 

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Il Sole a confronto col sistema di Alpha Centauri

 

Concludiamo qui il primo articolo dedicato a Breakthrough Starshot sapendo già che torneremo spesso ad occuparcene.

ROBERTO FLAIBANI

27 aprile 2016 Posted by | Astrofisica, Astronautica, Difesa Planetaria, missione FOCAL, News, Scienze dello Spazio, SETI, Volo Interstellare | , , , , , , , , , , , , | 2 commenti

E’ aperta la caccia agli asteroidi

Asteroid-miningPercepiti per anni solo come potenziali portatori di distruzione in caso di impatto con il nostro pianeta, gli asteroidi, oggetto del Space Launch Competitiveness Act approvato ieri dal Senato degli Stati Uniti con un convinto voto bipartisan, appaiono ora in una luce nettamente migliore. Si tratta dei rimasugli del processo di formazione del Sistema Solare, milioni di piccoli o grandi pezzi di roccia, minerali vari e acqua sparsi in tutto il Sistema e aggregatisi nel corso del tempo in gruppi e famiglie. Contengono un po’ di tutto, anche minerali preziosi, “terre rare” e perfino elementi non presenti sul nostro pianeta, che potrebbero essere quindi vantaggiosamente importati. Ma probabilmente ciò che di più prezioso troveremo negli asteroidi (e nelle comete!) sarà la semplice acqua. Scomposta nei suoi elementi base , sarà conservata in depositi orbitali e offerta come propellente da usare nel corso delle missioni, mentre oggi deve anch’esso essere trasportato da Terra, riducendo assai il carico utile offerto dal razzo lanciatore.

Tra guadagni e risparmi, le cifre si fanno titaniche: dal punto di vista minerario, l’insieme di asteroidi e comete che fanno parte del Sistema Solare potrebbe valere qualcosa come cento triliardi di dollari. E’ solo una stima che nessuno si sente di confermare, in presenza delle scarse informazioni geologiche ottenute fino ad oggi. E si avvertono nella normativa vigente problemi di politica internazionale, di natura legale e perfino assicurativa. Ma non si può negare che l’attuale livello tecnologico è perfettamente in grado di supportare questo nuovo sforzo. Il Congresso Americano l’ha capito e, in una festa di voti repubblicani e democratici mescolati all’entusiasmo degli imprenditori del settore (Musk, Branson, Bigelow, eccetera), a quasi cinquant’anni dall’Apollo 11, ha di fatto dato inizio all’Astronautica commerciale e privata con parole che in estrema sintesi suonano così:

“Sei capace di prenderlo? Allora fallo, è tuo.”

 

ROBERTO FLAIBANI

12 novembre 2015 Posted by | Astrofisica, Astronautica, Difesa Planetaria, News, Planetologia, Senza categoria | , | 1 commento

Space Halloween

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Il prossimo Halloween potrebbe essere una buona occasione per fare conoscenza con Astronomitaly, un’iniziativa nata dalla passione di alcuni amici per l’osservazione delle stelle. Con l’evocativo titolo “Space Halloween, orrori dallo spazio“, l’associazione presenta così il suo evento su Facebook: stelle defunte, esplosioni devastanti, scheletri cosmici, è una notte per osservare la Luna e le stelle e scoprire gli orrori dello spazio!

Guidati dal nostro staff osserveremo la Luna e scopriremo la sua storia terrificante, punteremo i nostri telescopi verso le stelle e racconteremo del loro trapasso cosmico assieme ad altre storie orripilanti dell’Universo. Porta con te il tuo smartphone e scatta incredibili fotografie della Luna dai nostri telescopi! Non sono più rassicuranti sul loro sito quando affermano che, se avete paura del buio, l’Universo non è un posto adatto a voi. È un luogo di estrema oscurità, lontano dalle luci confortanti di una casa. L’Universo è uno spazio immenso e silenzioso dominato dalle tenebre. Se questo non fosse sufficiente a spaventarvi, sappiate che è anche popolato da presenze terrificanti. Mentre sulla Terra zombi, vampiri e fantasmi escono fuori solo per Halloween, mostri d‘altro genere si aggirano costantemente sopra le nostre teste”.

HAL1Così il lettore apprende che esistono anche le stelle zombie, descritte in questo modo: Sono alcune stelle che tornano in vita in modo violento e drammatico. Gli astronomi le chiamano stelle zombi, supernove di “tipo Lax”, esplosioni enormi e potenti che proiettano materia stellare tutto intorno a se nell’Universo. Le supernove di questo tipo esplodono in sistemi binari che contengono almeno una nana bianca, una piccola stella super densa che ha cessato le reazioni di fusione nucleare. Le nane bianche sono “morte”, ma non necessariamente rimangono tali in un sistema binario. Possono tornare in vita, anche se brevemente, con la gigantesca esplosione di una supernova, traendo materiale dalle stelle compagne o attraverso la fusione con esse”. 

halloween-3O le stelle vampiro che proprio come i “veri” vampiri, alcune stelle si mantengono giovani succhiando la forza vitale da sventurate vittime. A causa dell’attitudine del cervello umano a ricondurre immagini casuali a oggetti noti, capita di osservare nel firmamento anche schiamazzi di streghe, teschi incandescenti e occhi giganti che ci guardano a loro volta. Formate da gas incandescenti e polveri sono chiamate nebulose e sono sparse per tutto l’Universo.

Ghost-Cloud-m9wctywituit439nc2cj1osuqz46xdieo4sthm8mb0Che dire della reale minaccia rappresentata dagli asteroidi? Gli esperti affermano che l’impatto con una roccia spaziale del diametro medio superiore a un km può spazzare via l’intera civiltà umana. E anche asteroidi che misurano appena 50 metri possono infliggere gravi danni e perdite umane se colpiscono nei pressi di un centro abitato. L’impatto con un asteroide è, con tutta probabilità ciò che, milioni di anni fa, ha spazzato via dalla Terra i dinosauri creando spazio per animali più piccoli e versatili, i mammiferi. 

Astronomitaly, con questa sua iniziativa del 31 ottobre prossimo, sembra volerci dire che comunque, al di là della sua bellezza, il cielo stellato va tenuto d’occhio. E quali migliori guide di alcuni appassionati che forniscono agli intervenuti anche gli strumenti per l’osservazione? Astronomitaly, infatti, non si limita a lanciare l’iniziativa per Halloween, ma propone dei percorsi in tutta Italia che condurranno i partecipanti nei luoghi dovè migliore l’osservazione delle stelle. A questo scopo, l’associazione ha ideato la certificazione “I cieli più belli d’Italia” che identifica i migliori luoghi da dove gli astrofili possono operare.

Questo riconoscimento viene assegnato alle location che godono di un cielo stellato di qualità o che, in un percorso di qualificazione e miglioramento, desiderano valorizzarlo offrendo esperienze e servizi dedicati all’Astroturismo.

 GIANVITTORIO FEDELE

 

(Si ringraziano la Nasa e Astronomitaly per l’uso delle fotografie)

27 ottobre 2015 Posted by | Astrofisica, Difesa Planetaria, News, Planetologia, Scienze dello Spazio | , , , , | 1 commento

INDIA1 – Gli Indiani nello spazio, a modo loro.

Era da tempo che volevo mettere nero su bianco qualcosa a proposito del programma spaziale dell’India, e stavo raccogliendo documentazione quà e là. Fin dalle prime letture mi era diventato chiaro che la visione indiana dello Spazio era diversa da qualsiasi altra e meritava l’attenzione del pubblico più vasto possibile. E non si trattava solo di sottolineare, per esempio, che la sonda indiana lanciata verso Marte era costata sensibilmente meno degli equivalenti americani o europei. Il nocciolo della questione riguardava i metodi e le scelte politiche (o meglio, la filosofia) con cui gli Indiani andavano nello Spazio.

indiaminiUn programma spaziale per i cittadini

L’India è uno dei pochissimi paesi in via di sviluppo che ha dato inizio a un proprio programma spaziale qualcosa come 50 anni fa, e lo ha sempre sostenuto con fedeltà e coerenza di fronte alle acrobazie dei politici che, nella democrazia più grande del mondo, non sono state poca cosa, come ci insegna la cronaca. Fin dal suo inizio, il programma è stato rivolto in gran parte verso obiettivi civili, lasciando ai militari una fetta minore della torta dei finanziamenti, quella riguardante le comunicazioni. E i militari hanno accettato, fino ad oggi, di mantenere un basso profilo, cosa che proprio non si può dire sia successa nel resto del mondo. Così la Indian Space Research Organization (ISRO), una specie di NASA indiana, può oggi ostentare orgogliosamente dozzine di missioni compiute con successo sopratutto nel settore del monitoraggio delle risorse, pianificazione delle infrastrutture, meteorologia, gestione delle catastrofi naturali e salute, educazione e formazione. L’ISRO controlla, tra l’altro, una flotta di satelliti che eseguono il telerilevamento passivo (imaging) e quello attivo remoto (radar ad apertura sintetica), una rete GPS locale che copre tutta l’India, e una rete terrestre di radio e televisioni che riceve e ridistribuisce sul territorio i dati elaborati.

bandiera indianaIl governo e i privati finanziano le infrastrutture

Il governo, inoltre, ha favorito generosamente la costruzione delle infrastrutture necessarie al lancio e al monitoraggio di un veicolo spaziale in volo, nonché ovviamente la costruzione dei missili vettori. Uno dei più importanti successi ottenuti dall’ISRO in campo missilistico è rappresentato dal PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle), sistema grazie al quale sono stati lanciati, fino ad oggi, 35 satelliti indiani e 45 di altri paesi. Così oggi l’ISRO è in grado di competere a pieno titolo e con una tecnologia proprietaria, in quasi tutti i segmenti tecnologici in cui si articola una missione spaziale, offrendo al cliente soluzioni “chiavi in mano” a prezzi molto competitivi.

Il miglior partner dell’ISRO è stato, da sempre, il governo. Sotto la sua costante pressione e controllo, coinvolgendo anche centinaia di piccole e medie aziende locali con contratti PPP, cioè di partenariato tra pubblico e privato, gli uomini dell’ISRO contano di portare a compimento entro due o tre anni una buona parte del mazzo di 170 progetti richiesti dal Primo Ministro Narendra Modi il giorno dopo la sua elezione nel giugno 2014 con lo slogan “il solo limite è il cielo”, per promuovere l’adozione della tecnologia spaziale nella vita quotidiana, e aumentare la qualità della vita dei cittadini. L’immagine qui sotto ne rappresenta una lista parziale.

India committments

I tempi cambiano….

Ma pur restando il benessere del cittadino la prima cura dell’ISRO, nuove sfide si aprono incessantemente. Nella sua nuova veste di potenza spaziale di primo livello, l’India deve assumersi ora la sua parte dei costi della ricerca pura e dello sviluppo di nuove aree dello Spazio: mi riferisco all’esplorazione del Sistema Solare che sta procedendo verso i pianeti esterni, i nuovi progetti di missione verso gli asteroidi più vicini alla Terra a scopo di estrazione mineraria e difesa contro eventuali pericoli di impatto planetario, nonché il rinnovato interesse registrato per la Luna, lo spazio cislunare e quello orbitale terrestre. Infine, di fronte ai solidissimi i bilanci della ISRO e alla completa fiducia (a volte perfino l’entusiasmo) dimostrato dai contribuenti, ai militari è sembrato ormai giunto il momento di portare all’incasso la cambiale ricevuta tanti anni prima. L’ISRO è sensibile a queste tematiche, ovviamente, e quindi prepara i suoi piani. Ci potete scommettere: avremo tra breve nello Spazio una presenza stabile e numerosa di personale con il simbolo del Chakra, la ruota della vita. Ma questo sarà tema per successivi articoli.

di ROBERTO FLAIBANI

FONTI:

di Narayan Prasad e Prateep Basu

Renewing India’s space vision: a necessity or luxury?

pubblicato su The Space Review  – lunedì 4 maggio 2015

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di Mayank Aggarwa and Nikita Mehta

Govt partners Isro on 170 projects to use space technology

pubblicato su Live Mint – mercoledì 9 settembre 2015

21 settembre 2015 Posted by | Astronautica, Difesa Planetaria, Planetologia, Scienze dello Spazio | , , , , , , , , , | Lascia un commento

Finalmente.

friedman(Lou Friedman)

E’ una lunga storia, una storia di passione scientifica, quella tra i fondatori della Planetary Society e la vela solare. Comincia, se vogliamo, verso la metà degli anni ’70, quando Lou Friedman decide di lasciare il Jet Propulsion Laboratory della NASA, deluso dalla cancellazione della missione, in cui rivestiva l’incarico di direttore, che avrebbe portato un sonda dotata di vela solare al rendez-vous con la Cometa di Halley. Qualche anno dopo, nel 1980, fonda la Planetary Society, insieme a Bill Murray e al grande astronomo e visionario Carl Sagan, con la missione di “ispirare i popoli della Terra ad esplorare altri mondi, comprendere il nostro, e cercare la vita altrove.” (Wikipedia)

Cosmos.1(Cosmos-1)

Da allora Friedman e i suoi associati si occupano di tutto quanto riguarda l’esplorazione del Sistema Solare, la ricerca degli esopianeti e della vita intelligente al di fuori della Terra. Collaborano con il SETI Institute, la British Interplanetary Society, e molte altre ONG a carattere scientifico. Distribuiscono fondi per sostenere il vasto circuito degli astrofili volontari che tengono sotto controllo gli asteroidi vicini alla Terra. Fanno divulgazione tramite radio, televisione, e la produzione di un gran numero di audiovisivi. Sono diventati in breve il punto di riferimento dei cosidetti “space enthusiast” di tutto il mondo, dicono di avere più di centomila tesserati. Negli ultimi anni hanno sviluppato un’abilità luciferina nel campo della lobbying e dell’advocacy, a tutto vantaggio della NASA, e recentemente si sono battuti  a favore della missione Europa Clipper.

LightSail - BillNye

(Bill Nye)

Ma torniamo alle vele solari, massimo obiettivo della Society e del suo presidente Lou Friedman (si è dimesso qualche anno fa, ed è stato sostituito dallo spumeggiante Bill Nye). Alla fine degli anni ’90 Friedman prende contatto con un’associazione scientifica russa, chiamata “Cosmos Studio”, e insieme si mettono a progettare una splendida vela, Cosmos-1, e la realizzano in una pellicola di polietilene tereftalato ricoperta in alluminio, nel formato “eliogiro”. Il lancio, avvenuto il 21 giugno 2005, viene funestato da un incredibile “incidente”, quando il mancato funzionamento del vettore Volnija, venduto dalle autorità russe agli “ingenui” astrofili della Planetary Society, causa la perdita di Cosmos-1, che altrimenti avrebbe potuto diventare la prima vela solare della storia, ben 10 anni fa.

LIghtSail-2

(LightSail)

E invece lo è diventata la giapponese Ikaros nel 2010, pochi mesi dopo l’apertura di questo blog. Nel frattempo quegli incredibili tipi che dirigevano la Planetary Society, all’epoca a fianco di Friedman, ora a fianco di Nye, galvanizzati dalla risposta calda e generosa dei loro associati, dichiaravano baldanzosi “Non ci fermeremo, costruiremo con le nostre mani un’altra vela solare”. E invece di una ne hanno fatte due uguali, la prima è quella lanciata il 20 maggio e rientrata prematuramente tre giorni fa: un test preparatorio al lancio del veicolo “vero”, che avverrà l’anno prossimo. LightSail-A è andata in orbita, gli errori di software e hardware che hanno fatto temere il peggio non invalidano il successo complessivo. La vela è dispiegata. Finalmente.

ROBERTO FLAIBANI

 

 

gli incredibili tipi

 (The Crew)

 

 Per approfondire:

LightSail + Cubesat: il Sistema Solare sarà aperto a tutti? 

CubeSat e LightSail-1: largo ai piccoli satelliti! 

Difesa Planetaria anno zero 

17 giugno 2015 Posted by | Astrofisica, Astronautica, Difesa Planetaria, Planetologia | , , , , , , , , | Lascia un commento

Missione “Asteroid Redirect”: tra scetticismo ed entusiasmo

Quanto segue è la traduzione fedele di un articolo pubblicato su The Space Review nemmeno due mesi fa. Si tratta di un testo lungo e pieno di riferimenti a molte teorie e tecnologie spaziali. I lettori si preparino quindi a una lettura impegnativa che non abbiamo voluto suddividere in due puntate  per non perderne il pathos. E’ già in preparazione una scheda di aggiornamento zeppa di link e di info pertinenti, anche video, che verrà messa online tra qualche giorno. Per il momento possiamo offrirvi il trailer del film Disaster Playground, che non mancherà di suscitare l’attenzione di chi ancora non lo conosce. (RF)

Quasi due anni fa la NASA ha annunciato un progetto conosciuto oggi come Asteroid Redirect Mission, o ARM. L’idea base, presentata nella richiesta di bilancio dell’Agenzia per l’anno fiscale 2014, prevedeva l’invio di una missione robotica su un asteroide vicino alla Terra con l’obiettivo di catturarlo e trascinarlo nell’orbita lunare. Gli astronauti avrebbero poi raggiunto l’asteroide per raccogliere campioni e dimostrare la validità di tecnologie che la NASA considerava fondamentali per le future missioni umane oltre l’orbita terrestre.

ARM4(nel collage fotografico sono mostrati alcuni dei più conosciuti asteroidi vicini alla Terra)

Questo progetto audace – mutare l’orbita di un asteroide – ha faticato a vincere lo scetticismo dimostrato da molti sia nell’industria, che nella comunità scientifica, che nel Congresso. Ci si chiedeva fino a che punto una missione del genere fosse davvero il passo successivo più logico nel lungo cammino verso Marte. Attualmente ARM ha assunto una forma diversa, un cambiamento di cui molti non si sono sorpresi, ma che non sembra probabile possa far cambiare idea a quelli che criticano la missione.

Opzione B per il masso

La NASA aveva previsto di annunciare a dicembre quale di due opzioni avesse scelto per la parte robotica di ARM. Una, conosciuta come opzione A, era in sostanza l’idea base originale: inviare un velivolo spaziale su un asteroide con un diametro fino a dieci metri, afferrarlo (avvolgendolo forse in un “sacco”), e poi reindirizzarlo in un’orbita lunare. Un progetto simile a quello pubblicato nel 2012 dal Keck Institute for Space Studies del Caltech.

La NASA aveva anche cercato un’alternativa chiamata, logicamente, opzione B. Invece di spostare un intero asteroide, l’opzione B prevedeva l’invio di una navicella verso un asteroide più grande, forse di diverse centinaia di metri di diametro, con la superficie cosparsa di massi. Una volta lì, la navicella sarebbe atterrata afferrando un masso dal diametro di circa quattro metri per poi tornare nell’orbita lunare.

ARM5aDopo un incontro a metà dicembre presso la sede della NASA, l’agenzia ha però annunciato che avrebbe ritardato la decisione (vedi “Deferred decision”, The Space Review, 22 dicembre 2014), con la motivazione che voleva avere più tempo a disposizione per studiare le due opzioni.

Tuttavia, Robert Lightfoot, l’amministratore associato della NASA a capo del progetto ARM, ha fatto capire che l’opzione B sembrava l’approccio migliore. “Se da un lato c’è la complessità associata con lo spostamento del masso fuori dall’asteroide, dall’altro c’è lo sviluppo tecnologico che se ne ricaverebbe, e che offrirebbe una grande flessibilità operativa”, ha detto 17 dicembre annunciando il ritardo. Se la NASA fosse riuscita a gestire questa complessità e gli ulteriori costi economici – l’opzione B costa circa 100 milioni di dollari in più rispetto all’opzione A – l’agenzia sembrava disposta a sceglierla.

In dicembre sembrava che tale ritardo dovesse durare poche settimane, facendo pensare che una decisione sarebbe arrivata verso metà gennaio. Ma gennaio e febbraio sono passati senza un annuncio. Ai primi di marzo l’amministratore della NASA, Charles Bolden, a una domanda sullo stato di ARM, ha dichiarato che una decisione sarebbe arrivata il mese successivo, precisando, “Stiamo solo facendo un esame approfondito, per essere certi di aver pensato a tutto”.

ARM1Finalmente la settimana scorsa la decisione è arrivata. Il 25 marzo, in una teleconferenza con i media, e con un preavviso di poche ore, Lightfoot ha annunciato che la NASA ha completato la verifica dell’idea base della missione ARM scegliendo di procedere con l’opzione B.

Lightfoot ha spiegato che le tecnologie offerte dall’opzione B, tra cui la possibilità di atterrare sull’asteroide e afferrare dei massi, offrivano una maggiore flessibilità operativa in vista di future esplorazioni rispetto all’opzione A. “Sappiamo che è questo il genere di cose di abbiamo bisogno quando andiamo su un altro corpo celeste”, ha dichiarato, “e questo per me era fondamentale”.

Ha inoltre spiegato che un altro fattore a favore dell’opzione B era la maggiore possibilità di successo della missione. Una delle difficoltà, in particolare per l’opzione A, consisteva nel numero limitato di asteroidi bersaglio. È difficile rilevare asteroidi così piccoli, come anche assicurarsi che siano di possibili dimensioni e forma adeguate. Con l’opzione A la NASA correva il rischio di mandare un veicolo spaziale robotico su un asteroide, per poi magari scoprire che era troppo grande perché la navicella lo potesse reindirizzare.

ARM2bCon l’opzione B i potenziali obiettivi si conoscono meglio. Le ricognizioni fatte da veicoli spaziali su asteroidi di questa classe di dimensione indicano che le loro superfici sono ricoperte di piccoli massi, consentendo agli operatori della navicella di scegliere l’asteroide migliore – o di trovarne un altro se per qualche motivo la prima scelta si fosse dimostrata inadatta. “Ho intenzione di avere più obiettivi possibili quando arrivo lì. Il tutto si riduce sostanzialmente a questo”, ha detto Lightfoot.

L’opzione B consente anche di mettere alla prova una tecnologia di difesa planetaria denominata “rimorchiatore gravitazionale” (Gravity Tractor). Una volta afferrato il masso e ripartito, il rimorchiatore si manterrà vicino all’asteroide, causando con la sua gravità una variazione molto lieve, ma rilevabile, nell’orbita dell’asteroide. Tale progetto è stato proposto in passato come un modo per deviare eventuali asteroidi pericolosi senza la necessità di colpirli con proiettili o servirsi di esplosivi nucleari.

L’opzione B costa ancora circa 100 milioni in più rispetto all’opzione A, ma Lightfoot ha aggiunto che rientra in un tetto di spesa di 1,25 miliardi dollari, la metà del costo stimato dello studio originale del Keck Institute. Questa cifra, però, non include il costo del lancio della missione robotica, né il costo della successiva missione con equipaggio una volta che il masso viene portato su un’orbita lunare alta.

ARM6Per ora la NASA sta usando come obiettivo teorico l’asteroide 2008 EV5. Questo asteroide vicino alla terra, di circa 400 metri di diametro, non è stato visitato da altri veicoli spaziali, ma Lightfoot ha detto che, sulla base delle osservazioni fatte su asteroidi di dimensioni simili, si aspetta che la sua superficie abbia un gran numero di massi idonei. Questo asteroide è stato proposto come un obiettivo per altre missioni, tra cui la giapponese Hayabusa 2 e la missione europea Marco Polo-R.

Secondo il programma attuale della NASA, la missione robotica ARM verrebbe lanciata nel dicembre 2020, raggiungendo l’asteroide circa due anni più tardi. Lightfoot ha osservato che la NASA poteva aspettare al più tardi fino al 2019 per selezionare una destinazione per la missione, qualora decidesse di non andare su 2008 EV5. Una volta arrivata sull’asteroide, la navicella vi trascorrerebbe tra i 200 e i 400 giorni, raccogliendo il masso ed eseguendo test di trazione gravitazionale. La navicella e il masso raggiungerebbero l’orbita lunare verso la fine del 2025.

La NASA svilupperà stime più dettagliate di costi e tempi per la missione robotica ARM come parte del lavoro sulla “fase A” del progetto, formalmente iniziata la settimana scorsa con il completamento della revisione dell’idea base di missione. Lightfoot ha dichiarato che la NASA effettuerà nel mese di luglio 2015 una riunione strategica per determinare quali parti della missione l’agenzia dovrebbe sviluppare internamente e quali possono essere procurate commercialmente.

Un trampolino di lancio alternativo verso Marte

Alla teleconferenza con i media Lightfoot ha spiegato che nell’opzione B c’era un maggiore interesse commerciale. “Abbiamo pensato che l’opzione B ci avrebbe offerto maggiori opportunità di coinvolgere persone del settore commerciale”, ha affermato.

ARM2L’opzione B, ha sostenuto in seguito, sembrava anche offrire maggiori opportunità di partenariati internazionali. Il giorno dopo l’annuncio, parlando a un convegno a Washington, Lightfoot ha detto che diversi paesi, che non ha nominato, avevano mostrato un forte interesse a partecipare ad ARM in un modo o nell’altro.

“Sono i nostri partner internazionali che partecipano insieme a noi alla Stazione Spaziale Internazionale e ad alcune delle nostre missioni scientifiche”, ha detto al convegno, organizzato dalla Universities Space Research Association e dal George Washington University’s Space Policy Institute. “Hanno offerto di rendere disponibili al progetto questo genere di competenze.”

Questo partenariato, ha affermato, potrebbe coprire alcuni dei costi della NASA. “C’è il costo della missione e poi c’è il prezzo della missione”, ha detto. “Se ci sono altri disposti a entrare come partner, questo controbilancia il prezzo complessivo che l’ agenzia deve pagare.”
Ma mentre l’opzione B sembrava offrire maggiori possibilità commerciali e internazionali, non ha fatto cambiare idea agli scettici sull’idea base complessiva della missione. “Non capisco in che modo un masso possa aiutarci ad arrivare su Marte”, ha detto al convegno della scorsa settimana il professore di scienze planetarie del MIT Richard Binzel.

ARM3bBinzel aveva già criticato ARM in passato. La scorsa estate, durante una riunione del Small Bodies Assessment Group, ha definito ARM una “bravata”, affermando che somigliava a qualcosa che ha illustrato con una buffa diapositiva su una missione immaginaria chiamata Far Away Robotic sandCastle Experiment – FARCE (L’esperimento robotico lontano di castelli di sabbia – FARSA) (vedi “Feeling strongARMed“, The Space Review, 4 agosto 2014). Ora che la NASA ha chiarito l’opzione prescelta non è stato più gentile nei confronti di ARM al convegno della scorsa settimana.

Binzel ha detto che non è contrario al fatto che degli astronauti si rechino su asteroidi vicini alla Terra come un passo verso Marte. “Se vogliamo arrivare un giorno su Marte dobbiamo essere in grado di uscire dal sistema Terra-Luna,” ha affermato. Gli asteroidi vicini alla Terra, a suo avviso, possono servire come “trampolini di lancio” verso successive missioni su Marte.

Ha sostenuto, però, che aveva più senso inviare astronauti verso asteroidi vicini alla Terra nelle loro orbite originali, rilevando che gli astronomi avevano catalogato solo una piccola frazione di asteroidi che potrebbero essere accessibili da missioni umane. “Lo spazio prossimo è, in effetti, molto accessibile, e non è un salto gigantesco dal sistema Terra-Luna a un asteroide.”

Binzel ha proposto che ciò che la NASA sta attualmente spendendo per l’intero progetto asteroide -circa 220 milioni di dollari nella sua proposta di bilancio per l’anno fiscale 2016, tra cui ARM e attività connesse – venga dirottato sullo sviluppo di un telescopio spaziale di ricognizione che aiuti a scoprire un numero maggiore di asteroidi che possano diventare potenziali obiettivi per successive missioni umane.

ARM7“Al centro del progetto asteroide dovrebbe essere una ricognizione” ,ha detto, suggerendo che una missione di tal genere potrebbe mettersi in competizione con altre proposte già esistenti nei settori pubblico e privato, con un costo probabilmente simile a quello delle missioni planetarie di media portata del programma New Frontiers della NASA, che hanno un tetto di spesa dell’ordine di 1 miliardo di dollari.
Scopo di tale missione sarebbe non solo di rilevare potenziali obiettivi per successive missioni di esplorazione umana, ma anche di aiutare a completare una ricognizione, autorizzata dal Congresso, di oggetti potenzialmente pericolosi di almeno 140 metri di diametro, così come di trovare oggetti che potrebbero avere interesse commerciale. “Immaginate se potessimo avere un catalogo dei 100 o 1000 asteroidi più accessibili vicini alla Terra,” ha detto. “È la porta d’ingresso per l’utilizzo delle risorse situate nello spazio”.

Binzel ha riconosciuto che questo approccio rimanderebbe agli anni 2030 la data di una missione umana verso un asteroide. Altri in effetti hanno espresso la preoccupazione che non aver implementato una missione come ARM entro la metà del 2020, intorno al periodo in cui è probabile che la Stazione Spaziale Internazionale chiuda i battenti, potrebbe danneggiare il volo umano nello spazio in generale.

“Se entro la metà degli anni 2020 la NASA non sarà riuscita ad inviare astronauti nello spazio profondo, e si può dire che ARM lo consente, temo che a causa di questi rinvii la gente perderà interesse”, ha detto l’ex astronauta Tom Jones.

ARM3c“A forza di eliminare progetti la gente si abituerà al fatto che tutto quello che abbiamo è una stazione spaziale ormai vicina alla sua fine, e niente più ambizioso”, ha avvertito, “perché Marte sarà ancora troppo lontano.”

Binzel ha tuttavia sostenuto che rinviare una missione umana su un asteroide non significa che la NASA non possa fare altre missioni umane nello spazio cislunare, fra cui testare alcune delle tecnologie previste per ARM. La NASA potrebbe, ad esempio, usare la propulsione solare-elettrica – una delle principali tecnologie che secondo la NASA ARM dovrebbe mettere alla prova – per collocare nell’orbita lunare un modulo di rifornimento, raggiungibile dagli astronauti.

Negli ultimi mesi alcuni funzionari della NASA hanno fatto inoltre capire che, anche se la navicella non dovesse deviare un asteroide nell’orbita lunare, ARM potrebbe essere considerato ugualmente un successo grazie alla dimostrazione di tali tecnologie. Questo ha fatto sì che anche altri, compreso il gruppo di consulenti dell’agenzia, suggerissero alla NASA di cancellare del tutto ARM.
“Se hai intenzione di spendere 1,25 miliardi dollari, più i costi del lancio, per fare qualcosa,” ha detto a gennaio Squyres, presidente dell’Advisory Council della NASA, in una riunione del consiglio, “e raggiungi gli obiettivi più importanti senza correre dietro a una roccia, allora non correre dietro alla roccia.”

ARM3aBolden, discutendo di ARM con il consiglio in quella stessa riunione, è stato messo sulla difensiva da questo genere di commenti. “Lasciatemi in pace!”, ha detto. “Stiamo cercando di fare un sacco di cose diverse, e di soddisfare un sacco di persone che vogliono che facciamo un sacco di cose diverse, e avevamo pensato di aver trovato il modo per riunire molte di quelle cose prima scollegate fra loro.”

Non sembra, però, che basterà scegliere un’opzione per la parte robotica di ARM perché le critiche, nel Congresso o altrove, lascino in pace Bolden o il resto della Agenzia. Questa dovrà ancora spiegare in che modo ARM, quale che dovesse essere la sua forma, sia la scelta più ragionevole come passo successivo della NASA nel lungo viaggio degli esseri umani verso Marte.

 

Titolo originale: “Asteroid redirect – NASA rearms in its battle with mission skeptics”
di Jeff Foust
Pubblicato su The Space Review il 30 marzo 2015

traduzione di DONATELLA LEVI

25 maggio 2015 Posted by | Astronautica, Difesa Planetaria, News, Scienze dello Spazio | , , , , | 1 commento

Sulle ali del Buran

immagine 1Se ci fossimo trovati sulla pista del cosmodromo di Baikonur il 15 novembre 1988, avremmo visto atterrare lo Shuttle dell’immagine qui accanto e ci saremmo certamente domandati perché mai un veicolo spaziale statunitense avrebbe dovuto atterrare in un cosmodromo sovietico.

(immagine 1)

Se avessimo potuto avvicinarci per chiedere spiegazioni ai piloti della navetta, avremmo scoperto che all’interno non c’era nessuno! I tecnici nei pressi della pista ci avrebbero allora spiegato l’arcano, con un sorrisetto di sufficienza: quella navetta spaziale così simile allo Shuttle statunitense era in realtà di costruzione sovietica, completamente automatizzata, cosa che all’epoca gli americani nemmeno sognavano. Il suo nome era quello del vento gelido e insistente che soffia  sulla steppa e, quando arriva sull’altopiano del Carso, accelera tra le doline e si abbatte su Trieste con lunghe velocissime raffiche. Noi lo chiamiamo Bora, i russi Buran.

Per comprendere come abbiano fatto i sovietici a sviluppare una navetta spaziale molto simile allo shuttle statunitense, dobbiamo fare un salto indietro di qualche anno. Siamo nel 1974 e nel programma spaziale sovietico avvengono grandi cambiamenti: la conquista della Luna non è più la priorità e quindi il razzo vettore N1-L3 viene cancellato dal programma dopo vari fallimenti. Gli USA stavano mettendo a punto una navetta spaziale parzialmente riutilizzabile, che oggi conosciamo come Shuttle, e l’Unione Sovietica non voleva perdere la parità militare con i suoi antagonisti, elemento fondamentale per scongiurare una possibile sconfitta sul campo, come enunciato nel cosiddetto principio della Mutua Distruzione Assicurata (MAD), uno degli assiomi della Guerra Fredda. I sovietici temevano infatti che gli USA volessero eventualmente utilizzare gli Shuttle per lanciare testate atomiche dallo spazio e colpire ogni punto della superficie terrestre in pochi secondi (1). Fu così che la corsa allo spazio mantenne i suoi rapporti con la politica e Mosca colse l’occasione per dimostrare la propria preparazione tecnologica e la capacità di essere ancora competitiva dopo il fallimento del vecchio programma spaziale.

Il programma denominato Sistema Spaziale Riutilizzabile (MKS) venne affidato al team della NPO Energia, che condusse dal 1974 al 1975 studi preliminari su una nuova tipologia di razzi spaziali sotto il coordinamento dell’ingegner Glushko. A differenza degli ingegneri statunitensi, quelli sovietici non avevano alcuna dimestichezza con i razzi a combustibile solido. Utilizzarono quindi quello già collaudato nel precedente razzo N1: combustibile liquido di ossigeno-cherosene per quattro razzi RD-170 nel primo stadio e un razzo alimentato ad ossigeno-idrogeno RD-0120 per il secondo stadio (2). Per la navetta furono ipotizzate diverse configurazioni: una senza ali a sezione conica;  un’altra dotata di ali ispirata al precedente progetto Spiral (3); infine un velivolo alato a forma di “croce”. Il primo modello a sezione conica sembrava essere il più semplice e versatile da alloggiare sulla parte superiore del razzo, con la libertà di inserire da quattro a sei razzi laterali a seconda delle missioni. L’atterraggio sarebbe avvenuto con un paracadute e retrorazzi nella fase finale (4).

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Dopo gli studi preliminari il governo autorizzò lo sviluppo del progetto Buran-Energia con il decreto 132-51 del 12 febbraio 1976 con il titolo “Sviluppo di uno MKS (sistema spaziale riutilizzabile) composto da razzi a stadi, aeromobili orbiter, sistema di rimorchiatore inter-orbitale, di orientamento, lancio e di atterraggio, strutture di montaggio e di riparazione, e di altre risorse correlate, con l’obiettivo di mettere in orbita a 200 km Nord-Est un carico utile di 30 tonnellate e 20 tonnellate per il ritorno“ (5). Il progetto doveva realizzare una navetta con carico utile superiore a quella statunitense e soddisfare i seguenti obiettivi per essere approvata definitivamente:

•    Impedire l’uso dello spazio per scopi militari
•    Ricerca per lo sviluppo militare, scientifico ed economico della nazione
•    Riuscire a portare in orbita cosmonauti, veicoli spaziali e forniture
•    Riuscire a portare in orbita 30 tonnellate a 200 km di altezza con un angolo di inclinazione di 50,7°, poter eseguire missioni in orbita di almeno una settimana di durata e poter rientrare in atmosfera con 20 tonnellate di carico
•    Sfruttare la tecnologia della navetta spaziale statunitense per migliorare la tecnologia spaziale sovietica.

In conseguenza a problemi tecnici riscontrati nell’uso della navetta senza ali a sezione conica, soprattutto nelle fasi di rientro, il decreto governativo sancì che il disegno aerodinamico dello shuttle statunitense era quello più idoneo. Esso era il frutto di un lungo lavoro di selezione attraverso ben 64 diverse configurazioni. Con la scelta di guardare al progetto della NASA si decise di inserire la navetta in posizione laterale rispetto al razzo e di utilizzare la configurazione di Energia con i quattro razzi laterali.

immagine 3(Immagine 3)

Il 21 novembre 1977 il governo con il decreto numero 1006-323 deliberò la pianificazione del progetto. Si prevedeva un primo lancio di prova nel 1983, seguito da un secondo lancio ufficiale nel 1984, e lanci di routine per l’anno 1987, in coincidenza con il 70º anniversario dell’Unione Sovietica.
Nel 1978 venne completato il progetto tecnico di Buran e dal 1979 prese il via la produzione di modelli di prova (denominati BOR-4 e BOR-5, in continuità con le navette BOR-1, BOR-2 e BOR-3 del precedente progetto Spiral (6) ) con i quali, negli anni successivi, si eseguirono numerosi test di volo al fine di migliorarne le prestazioni.

Immagine 5(Immagine 5)

Nel dicembre del 1983 vennero anche realizzati modelli statici di Buran denominati con la sigla “OK-ML” (OK-ML-1 e OK-ML-2): il primo, nel 1983, doveva essere utilizzato per il primo lancio di Energia, ma servì solo per testare la movimentazione e i comandi; mentre il secondo, del 1984, venne destinato a collaudare l’integrazione dei sistemi di bordo.

Immagine6(Immagine 6)

Nonostante alcuni test incoraggianti il programma registrò una brusca frenata proprio nell’anno 1983, in quanto vennero riscontrati alcuni problemi negli impianti elettrico, idraulico ed elettronico. Era chiaro che non si sarebbe potuto rispettare la tabella di marcia stabilita nel decreto del 1977.
Il 29 dicembre 1984 venne eseguito il primo volo di prova di un modello a grandezza naturale di Buran, chiamato BST-02 o OK-GLI, che poteva decollare e atterrare grazie a motori turboventola Ljul’ka AL-31 posizionati sulla coda.

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Il 15 maggio 1987 ebbe luogo il primo lancio del vettore Energia, che avrebbe dovuto mettere in orbita il veicolo spaziale Polyus. Tutto andò bene per Energia ma non altrettanto per Polyus, il quale era stato caricato sulla razzo in posizione ribaltata e avrebbe dovuto eseguire una manovra di 180° per tornare in posizione corretta. Sfortunatamente la navetta ruotò di 360°, cadendo nell’oceano Pacifico. Si susseguirono numerosi test di volo nel corso degli anni, in particolare la navetta OK-GLI ne effettuò 25, di cui 15 completamente automatizzati (7). Il primo volo di Buran-Energia era previsto per il 29 ottobre 1988 alle ore 6.23 di Mosca. Il 23 ottobre la navetta Buran venne portata sulla rampa di lancio Baikonur e il 26 ottobre la commissione tecnica si riunì per definire la data esatta della partenza. Il giorno 29, 51 secondi prima del lancio, nel momento in cui il controllo del conto alla rovescia passò al computer di bordo, un errore nel software interruppe la sequenza di lancio: il ritardo temporale di un giroscopio non aveva sganciato in tempo un cordone dal razzo alla rampa di lancio. Risolto il problema, il 15 novembre 1988 alle 6.00 di Mosca (03,00 GMT) ecco il primo lancio di Buran ed Energia, nonostante che le condizioni atmosferiche non fossero delle migliori. Buran con la sua massa di 79,4 tonnellate si separò da Energia raggiungendo l’altitudine di 154,2 km, eseguendo una manovra a 66,6 m/s, entrò in una nuova orbita tra i 251 e i 263 km dalla Terra. Successivamente, dopo aver compiuto un volo orbitale completo in 140 minuti a 775 m/s ed aver acceso i retrorazzi, la navetta atterrò perfettamente nella base di Baikonur 206 minuti dopo il lancio  (8).

Il volo di Buran fu eseguito in modo completamente automatico e fu uno dei maggiori successi del programma spaziale sovietico. Dopo 12 anni di sviluppo tra alti e bassi, il programma spaziale sovietico vantava la realizzazione di un progetto che poteva rivaleggiare con il programma Space Shuttle. Sfortunatamente quello sarà l’ultimo volo di Buran ed Energia. Il 29 dicembre 1989 venne eseguito a Baikonur l’ultimo test della navetta OK-GLI e qualche anno dopo, il 30 giugno 1993, Boris Yeltsin cancellò definitivamente il progetto Buran-Energia. Una delle motivazioni di questa scelta potrebbe essere stata la sopraggiunta disgregazione dell’Unione Sovietica. Un forte peso potrebbe averlo avuto il costo dell’intero progetto che, al momento della cancellazione, ammontava a 16,4 miliardi di rubli (9) (tenendo presente che l’intero programma Space Shuttle costò 192 miliardi di dollari (10). La fine ingloriosa della navetta Buran si concluse definitivamente il 13 maggio 2002, quando l’hangar di Baikonur in cui era conservata collassò su di essa, distruggendola. Una parte di Energia, invece, è oggi utilizzata nel razzo Zenit (11).

Caratteristiche tecniche e confronto con il progetto statunitense

Fin qui abbiamo visto la storia e alcune caratteristiche tecniche di Buran e del lanciatore Energia, ma ora vediamo un po’ più nel dettaglio queste caratteristiche al fine di confrontarle con quelle dello Space Shuttle.
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(Immagine 9-2)

Partiamo dai sistemi a razzo disponibili. Energia non era progettato per essere necessariamente accoppiato a Buran, e poteva quindi essere utilizzato anche in missioni e configurazioni diverse (13). La capacità di mettere in orbita carichi compresi tra 80 e 100 t, in configurazione normale, e 175 t in configurazione potenziata, faceva di Energia uno dei lanciatori più potenti e versatili. Un’altra differenza importante stava nell’alimentazione: lo Space Shuttle era alimentato a combustibile solido, mentre Buran a combustibile liquido. Questo permetteva al lanciatore sovietico di raggiungere una potenza maggiore e un più alto livello di sicurezza rispetto a quello statunitense perché l’attivazione delle sezioni a combustibile solido era data da piccole detonazioni, che in caso di guasto o malfunzionamento avrebbero potuto provocare incidenti devastanti, analoghi a quello del  Challenger (14).

Siccome Energia era progettato per funzionare indipendentemente dal trasporto di Buran, il serbatoio centrale ospitava dei razzi a propellente liquido di ossigeno-idrogeno, utili per portare la navetta spaziale in orbita bassa. Al contrario nello Shuttle statunitense i razzi per raggiungere l’orbita bassa erano alloggiati direttamente sulla navetta e alimentati dal serbatoio centrale, privo di motori. Questa configurazione riduceva la grandezza della stiva e rendeva la navetta parzialmente riutilizzabile. Buran possedeva comunque due motori alimentati ad ossigeno-cherosene, che potevano essere accesi per agevolare le manovre orbitali (15).

 

Immagine 8(Immagine 8)

Energia è stato progettato prevedendo la possibilità di un suo completo riutilizzo. Nel primo lancio del 1988 si equipaggiarono i razzi laterali con dei paracadute per il rientro in atmosfera. Per le missioni successive si prevedeva la progettazione di  Energia-2, dotato di razzi laterali con ali estensibili per planare fino a terra in maniera automatizzata, così come il serbatoio centrale dotato di ali a delta per atterrare automaticamente in aeroporto (16).

 

immagine9(Immagine 9)

Per quanto riguarda il confronto tra la navetta Buran e lo Shuttle, vi sono alcune sostanziali differenze nonostante la loro apparente somiglianza. Buran venne progettata per portare in orbita 30 t e riportarne a terra almeno 20 t, mentre lo Shuttle riusciva a portare in orbita 20 t e a terra solo 15 t. E questo perché Buran aveva una stiva più spaziosa, mentre lo Shuttle doveva trasportare il peso dei motori per la messa in orbita (17). Nella fusoliera del Buran c’era  spazio per il trasporto dai due ai quattro membri dell’equipaggio e fino a sei passeggeri, mentre nello Shuttle trovavano posto otto astronauti. Il rivestimento di piastrelle termiche venne studiato in maniera autonoma dagli ingegneri sovietici, ottenendo un rivestimento molto più efficace di quello dello Shuttle. Con l’elaborazione di software computerizzati si è stabilita la posizione migliore di ogni mattonella termica sulla fusoliera del Buran (18).

 

immagine10(Immagine 10)

Per la tecnologia di bordo gli ingegneri cercarono di emulare quella dello Shuttle, ma ne conoscevano solo i principi generali senza sapere come funzionassero nel dettaglio. Per questi motivi entrambe le navette producevano energia elettrica con celle a combustibile d’idrogeno e usavano idrazina per alimentare i sistemi idraulici di bordo. Questa convergenza tecnologica fu possibile solo perché gli ingegneri sovietici si fidavano del fatto che questi erano stati adottati con successo dagli ingegneri statunitensi. Perciò gli ingegneri sovietici dovettero cimentarsi in una sfida tecnologica molto complessa per raggiungere gli stessi risultati (19).
Il tratto distintivo di Buran era quello di riuscire a compiere missioni orbitali senza piloti: essendo completamente automatizzato poteva tornare nell’atmosfera e atterrare usando i computer di bordo. Questo suggerisce che i sovietici possedevano già una tecnologia informatica che ancora mancava agli statunitensi.
Infine il modo di trasportare Buran ed Energia sulla rampa di lancio era completamente diverso da quello dello Shuttle. Il primo utilizzava uno speciale vagone ferroviario e si trovava in una posizione orizzontale, mentre il secondo viaggiava su un cingolato di grandi dimensioni e in posizione verticale: di conseguenza il trasporto di Buran ed Energia era logisticamente più semplice e sicuro rispetto a quello dello Space Shuttle.

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In conclusione i sovietici crearono una navetta spaziale e un lanciatore orbitale con prestazioni sorprendenti, ma il crollo dell’Unione Sovietica e la mancanza di fondi non permisero ulteriori sviluppi del progetto, che forse avrebbe potuto diventare remunerativo nel corso degli anni. Oramai oggi sia Buran che lo Shuttle sono sistemi superati, e considerati troppo costosi e poco sicuri.
Sta di fatto che la competizione tecnologica tra Stati Uniti e Unione Sovietica ha, ancora una volta, il merito di aver dato vita ad uno dei progetti più avveniristici dell’intera storia dell’astronautica.

«L’atterraggio automatico del velivolo [Buran ndr.] ha ispirato gli aerei da combattimento di quinta generazione e numerosi velivoli senza equipaggio. Solo che, come è avvenuto con i satelliti artificiali, ci arrivammo prima noi.» (20)

(Valerij Burdakov)

LUCA DI BITONTO

 

Note

1: http://www.astronautix.com/craft/buran.htm
2: http://www.energia.ru/english/energia/launchers/vehicle_energia-e.html
3: Spiral era un progetto del 1965 che prevedeva la realizzazione di uno spazioplano da utilizzare per operazioni belliche. Questo progetto non venne mai completato e nel 1978 fu cancellato a favore di Buran dopo numerosi voli di prova e oggi è esposto al museo dell’aviazione di Monino in Russia. L’idea dello spazio plano, ovvero un aereo che riuscisse a raggiungere lo spazio, era già stata pensata dall’ingegnere sovietico Friederich Zander. Uno dei primi progetti è il bombardiere sub-orbitale Silbervogel, progettato dall’ingegnere austriaco  Eugen Sänger nella seconda metà degli anni trenta.
4: http://www.astronautix.com/craft/buran.htm
5: http://www.astronautix.com/craft/buran.htm
6: Le navette BOR furono lanciate dal vettore Kosmos fino al 1978, anno della cancellazione del progetto Spiral. I dati tecnici saranno utilizzati per la messa a punto del Buran.
7: http://www.buran.ru/htm/molniya5.htm
8: http://www.k26.com/buran/Info/Timeline/1987-93/buran-energia_history_timeline.html
9: http://www.buran-energia.com/
10: http://complottilunari.blogspot.it/2014/04/costava-di-piu-il-saturn-v-o-lo-shuttle.html
11: http://www.k26.com/buran/html/sea_launch.html
12:http://www.buran-energia.com/
13: Una delle configurazioni più potenti era la Vulkan con 8 booster laterali, in grando di lanciare in orbita un carico di 175 tonnellate. Un’altra configurazione era Energia-M, pensata per lanciare una navetta simile a Buran ma di dimensioni minori.
14:http://www.k26.com/buran/Info/A_Comparison/a_comparison.html
15: http://www.k26.com/buran/Info/A_Comparison/a_comparison.html
16: http://www.k26.com/buran/Info/Energia_HLV/energia_fly_back_booster.html
17:http://www.buran-energia.com/bourane-buran/bourane-desc.php
18:http://www.buran.ru/htm/molniya5.htm
19: http://aurorasito.wordpress.com/2013/11/21/i-sovietici-costruirono-uno-space-shuttle-migliore/
20: http://aurorasito.wordpress.com/2014/01/20/cose-successo-alla-navetta-spaziale-buran/

23 settembre 2014 Posted by | Astronautica, Difesa Planetaria, News, Scienze dello Spazio | , , , , , | Lascia un commento

Difesa Planetaria, anno zero

anno zero riassuntiva15 febbraio 2013: i fatti, brevemente.

(fare doppio click per allargare la foto).Un piccolo asteroide (circa 50 metri di diametro medio), chiamato 2012 DA14 segue una rotta che lo porta a passare a soli 27.000 km. dalla Terra, ben dentro l’orbita geostazionaria occupata dai satelliti per le telecomunicazioni. Tuttavia, dalle rilevazioni effettuate, il rischio di impatto appare molto basso. Ma ecco che, mentre l’attenzione di tutti gli osservatori, e i loro strumenti, sono rivolti verso il piccolo asteroide, entra improvvisamente in scena, con grandi effetti pirotecnici, un ospite del tutto inaspettato. Si tratta di un meteorite che fa il suo ingresso nell’atmosfera sopra la città russa di Chelyabinsk, situata grosso modo tra gli Urali e il confine col Kazakhstan, alle 9:20 del mattino ora locale. Al contatto con l’atmosfera, l’oggetto viene scosso da una serie di fragorose esplosioni, e, alla quota di 20.000 metri circa va definitivamente in mille pezzi, che si spargono tutto intorno in una vasta area. Il capannone di una vecchia fabbrica e lo stadio della locale squadra di hockey vengono distrutti, nonché centinaia di finestre, le cui schegge di vetro sono responsabili della maggior parte dei 1200 feriti registrati a fine giornata. Fortunatamente nessuno è rimasto ucciso. Si stima che il bolide avesse le seguenti caratteristiche: di poco inferiore ai 20 metri di diametro, 10.000 tonnellate di peso, capace di rilasciare un’energia pari a 500 kilotoni di TNT. Velocità e rotta erano incompatibili con quelle dell’asteroide 2012 DA14, quindi il meteorite non aveva con esso nessun rapporto, si è trattato di due eventi del tutto indipendenti, avvenuti lo stesso giorno per puro caso.

 Va da se che un sistema di difesa planetaria credibile dovrebbe essere frutto degli sforzi di un vasto schieramento internazionale; la sua direzione, i costi, e le responsabilità verrebbero condivise tra gli associati. Potrebbe essere necessario emendare i trattati internazionali attualmente in vigore, laddove escludano senza eccezioni l’uso di armi atomiche nello spazio, che invece potrebbe rivelarsi indispensabile in casi estremi. Ma sopratutto bisognerebbe che la classe dirigente e l’opinione pubbblica si rendessero conto che è ora di cominciare ad elaborare una strategia di sfruttamento metodico delle risorse del Sistema Terra-Luna per gettare le basi, entro fine secolo, di un vero e proprio sistema industriale basato nello spazio (ISRU) e largamente indipendente dalla Terra, in profonda sinergia con l’architettura della Difesa Planetaria. Già dall’anno scorso sono attive due piccole società, la Planetary Resources e la Deep Space Industries (DSI), decise a inaugurare le prime miniere extraterrestri. Infatti, oltre alla Luna, gli asteroidi che si muovono nelle vicinanze della Terra (i cosidetti NEO) potrebbero ospitare impianti minerari, da cui ottenere innanzitutto acqua e gas da usare come propellente per razzi. Se potessimo disporre di questi due elementi direttamente nello spazio invece di portarli in orbita da terra, i costi di lancio subirebbero un tracollo che renderebbe praticabili ipotesi fino a oggi ritenute troppo costose.

 (nella foto: Edward Lu e Russel Schweickart)Ed+Rusty Allora lo sviluppo di tecnologie di deflessione sarebbe utile non solo per evitare che qualche NEO entri in collisione con la Terra, ma anche per portarlo a muoversi su traiettorie più convenienti dal punto di vista dello sfruttamento minerario, per esempio intorno alla Luna o a uno dei punti di librazione. Allo stesso modo, Difesa Planetaria e industria spaziale hanno bisogno di una catalogazione completa dei NEO, e di aumentare e sistematizzare le conoscenze sulla loro composizione geologica. I privati stanno già preparando le sonde automatiche per le prospezioni: DSI, che usa tecnologia cubesat per tenere bassi i costi, assicura che nel 2015 sarà in grado di far volare i prototipi dei suoi Fireflies e Dragonflies.

 La catalogazione e la sorveglianza dei NEO è una faccenda lunga e dispendiosa. Edward Lu, che dirige la Fondazione B612 insieme a Russel Schweikart (due ex-astronauti), ritiene che siamo arrivati quasi al limite delle capacità del nostro sistema di telescopi. A suo parere, l’obiettivo stabilito dal Congresso degli Stati Uniti nel 2005, e cioè scoprire il 90% degli asteroidi di diametro medio superore ai 140 metri entro il 2020, sarà disatteso. L’unico telescopio spaziale che avrebbe i numeri per riuscire nell’impresa è il NEO Survey, progettato dalla Ball Aerospace, per il quale l’azienda costruttrice non è mai riuscita a ottenere in passato un finanziamento dalla NASA, né ci riuscirebbe ora, in un momento delicatissimo in cui l’Agenzia è stretta tra riduzioni di bilancio e la realizzazione del JWST, il nuovo mega-telescopio spaziale da 8 miliardi di dollari.

 Anno Zero orbite(nella foto: il cerchio verde è l’orbita della Terra, quello blu l’orbita dell’asteroide 2012 da14, mentre la grande ellisse blu è ila traiettoria della meteorafare doppio click per allargare la foto)  Ed ecco venuto il momento delle ONG, delle fondazioni, delle associazioni no-profit che sono ovviamente private, ma che raccolgono i loro finanziamenti da donatori e filantropi, un po’ come fanno certi ospedali e musei. Da questo ambiente emerge la già citata B612, che all’inizio della sua attività si occupava sopratutto di tecnologie di deflessione (era loro l’idea del “trattore gravitazionale”). Negli ultimi tempi, però, Lu e Schweickart hanno cambiato strategia, accettando come obiettivi primari la catalogazione dei NEO in base alle indicazioni del Congresso e sopratutto la copertura della cosidetta zona cieca che gli attuali telescopi non riescono a penetrare. Ciò dipende dalle caratteristiche delle traiettorie seguite dagli asteroidi per avvicinarsi al nostro pianeta. Infatti, se tale traiettoria è esterna all’orbita della Terra, l’oggetto sarà visibile nel cielo notturno e il suo movimento prevedibile con largo anticipo. Se, al contrario, la traiettoria di avvicinamento è interna, l’oggetto si muoverà nel cielo diurno, del tutto invisibile ai telescopi ottici basati al suolo.

 Si può ben dire che l’inversione di rotta di B612, annunciata alla fine di giugno 2012 e seguita di lì a poco da un accordo con Ball Aerospace sul quale ritorneremo tra un momento, non poteva essere più tempestiva! Infatti la NASA ha eseguito una ricostruzione completa della traiettoria del bolide di Chelyabinsk. Questo si trovava originariamente nella Cintura degi Asteroidi, dalla quale era stato strappato dal campo gravitazionale del Sole e immesso in un’orbita ellittica intorno a esso. Quando si è abbattuto su Chelyabinsk, il meteorite si trovava in rotta di allontanamento dal Sole, cioè si muoveva col Sole alle spalle, totalmente invisibile ai telescopi nella piena luce del mattino.

 Sentinel1(nella foto: come lavorerà Sentinelfare doppio click per allargare la foto) La zona cieca va dunque eliminata e il catalogo dei NEO realizzato nei tempi previsti. La Fondazione B612 e Ball Aerospace, riunite le forze, propongono il Sentinel, un telescopio equipaggiato con uno specchio da 50 cm. e una fotocamera a campo largo operante nel medio infrarosso, in pratica il NEO Survey rivisitato. Sentinel verrebbe lanciato nel 2017-2018 da un vettore Falcon-9 della Space-X, e posto in un’orbita simile a quella di Venere da dove, volgendo lo specchio sempre in direzione opposta al Sole, potrebbe scansionare metà della sfera celeste ogni 26 giorni, senza nessuna zona cieca. B612, inoltre, si è garantita l’appoggio della NASA, che metterà a disposizione i suoi impianti di telecomunicazione e il personale tecnico necessari per raccogliere ed elaborare i dati provenienti da Sentinel.

ROBERTO FLAIBANI

Fonti:

 Planetary Resources Ltd

Deep Space Industries Ltd

B612 Foundation

Articoli da The Space Review: 

  • A private effort to watch the skies – by Jeff Foust
  • Asteroid mining, boom or bubble? – by Jeff Foust
  • The three D’s of planetary defense – by Jeff Foust
  • It’s time for a real policy on asteroids – by Peter Garretson
  • Skyfall: will a Russian meteor and an asteroid flyby change our minds about the NEO threat? – by Jeff Foust

13 marzo 2013 Posted by | Astrofisica, Astronautica, Difesa Planetaria, Scienze dello Spazio | , , , , , , | 2 commenti

Difesa Planetaria: le api-laser al lavoro

ABLAZIONE (s.f.) fusione o evaporazione superficiale di un corpo sottoposto a elevata temperatura. (Il Nuovo Zingarelli)

Se si sottopone ad ablazione un’area circoscritta e opportunamente individuata sulla superfice di un asteroide, si crea nel vuoto un getto di materiali (gas e microparticelle), che, elevatosi con violenza dall’area surriscaldata, fornisce all’asteroide una spinta in senso contrario. Nel nostro caso, l’ablazione viene ottenuta utilizzando uno sciame di piccoli robot, equipaggiati con generatori laser (le api-laser), in grado di muoversi in formazione e concentrare i loro raggi sul punto prescelto della superficie dell’asteroide, fino a innescare l’ablazione e a sostenerla per periodi lunghi, mantenendo i raggi collimati. Tanto basta per annoverare quello delle api-laser tra i più promettenti metodi a bassa spinta per la deflessione degli asteroidi, da utilizzare per la Difesa Planetaria o per scopi scientifici. Infatti, l’uso dell’ablazione garantisce da qualsiasi rischio di frammentazione del bersaglio, nonché dalla necessità di sbarcarvi sopra. Per alimentare il generatore laser è sufficente l’energia solare, e il fatto che il materiale ablato sia stato parte dell’asteroide stesso offre agli scienziati inedite possibilità di analisi geologica anche degli strati immediatamente sotto la superficie.

Naturalmente ogni tecnologia ha i suoi punti deboli. Quelli dell’ablazione risiedono sopratutto nel comportamento del materiale ablato, che, invece di concentrarsi nel getto, tende a spargersi tutto intorno alla zona illuminata, come in una nuvola a forma di cono, contaminando ogni superficie esposta, comprese le ottiche dei laser. Queste superfici subiranno una degradazione e le prestazioni dei laser verranno attenuate? E’ necessaria un’intensa attività di laboratorio per fare chiarezza su questi e altri problemi, come per esempio la formazione ed evoluzione del getto e i risultati dell’ablazione quando applicata su materiali diversi.

Il progetto “Laser Bees” è il punto di arrivo di un lungo lavoro sull’ablazione realizzato da diversi ricercatori, a partire da Melosh e Nenchomov, che nel 1993 proponevano l’uso di un unico specchio di enormi dimensioni (fino a 10 km di diametro), facente funzione di collettore solare per raggungere le alte temperature necessarie per innescare l’ablazione. Campbell e Phipps nel 1997, e nel 2005 Park e Mazanek, proposero addirittura di vaporizzare l’asteroide bersaglio con un mega-laser alimentato da un reattore nucleare. Infine Vasile e Maddock, nel 2009, proposero per la primia volta il progetto di uno sciame, ma con “api” equipaggiate con specchi collettori. Più recentemente i due ricercatori hanno aggiornato il progetto aggiungendo il laser. Il gruppo di lavoro è diretto dal prof Massimiliano Vasile e si avvale della struttura dell’Advanced Space Concepts Laboratory dell’Università di Strathclyde, in Scozia. Il progetto “Laser Bees” è frutto di una collaborazione tra l’Institute of Photonics dell’Università sopracitata e il Power, Systems and Energy Group dell’Università di Glasgow, e riceve anche finanziamenti dalla Planetary Society americana, nonché un entusiastico supporto in termini di immagine e pubbliche relazioni.

In quanto al prof. Vasile (nella foto), la sua brillante carriera lo segnala come uno degli scienziati italiani dello Spazio attualmente più attivi. Nato nel 1970, consegue sia la laurea che il dottorato in Ingegneria aerospaziale al Politecnico di Milano. Dal 2001 al 2003 è ricercatore presso l’ESA/ESTEC, in Olanda, ed è uno dei primi a entrare a far parte dell’Advanced Concepts Team (ACT). In seguito è assistente e docente al Politecnico di Milano. Nel 2008 si trasferisce in Scozia, dove insegna prima all’Università di Glasgow e poi in quella dello Strathclyde, alla quale è tuttora assegnato.

ROBERTO FLAIBANI

fonte: LASER BEES – A Concept for Asteroid Deflection & Hazard Mitigation

credits: University of Strathclyde, University of Glasgow (UK)

29 ottobre 2012 Posted by | Astronautica, Difesa Planetaria, Scienze dello Spazio | , , | Lascia un commento

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