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Jul 08, 2023

I raggi traenti spaziali potrebbero non essere roba da fantascienza

June 1, 2023 This article

1 giugno 2023

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di Daniel Strain, Università del Colorado a Boulder

Il 10 febbraio 2009, un disastro colpì centinaia di miglia sopra la penisola siberiana. Quella sera, un defunto satellite russo in orbita attorno alla Terra si schiantò contro un satellite per le comunicazioni chiamato Iridium 33 che si muoveva a una velocità di migliaia di miglia all'ora. Entrambi i veicoli spaziali sono esplosi in una pioggia di schegge, inviando più di 1.800 pezzi di detriti a spirale attorno al globo.

Nessun altro veicolo spaziale (o essere umano) è rimasto danneggiato, ma per molti ingegneri aerospaziali l'evento è stato un segno di ciò che sarebbe accaduto. Lo spazio, a quanto pareva, si stava affollando.

La NASA stima che attualmente circa 23.000 pezzi di detriti delle dimensioni di una palla da softball o più grandi vorticano nello spazio. Tutta quella spazzatura significa che un’altra collisione come quella che ha distrutto l’Iridium 33 diventa ogni anno sempre più probabile, solo che questa volta le conseguenze potrebbero essere molto peggiori.

"Il problema con i detriti spaziali è che una volta che si verifica una collisione, si creano ancora più detriti spaziali", ha affermato Julian Hammerl, studente di dottorato in scienze dell'ingegneria aerospaziale presso la CU Boulder. "Hai una maggiore probabilità di causare un'altra collisione, che creerà ancora più detriti. C'è un effetto a cascata."

Hammerl e un team guidato dal professor Hanspeter Schaub hanno un piano per fermare queste cascate prima che inizino. I ricercatori stanno attingendo a uno dei luoghi comuni più antichi della fantascienza: raggi traenti come quelli utilizzati dall'astronave Enterprise per spostare in sicurezza gli asteroidi.

Immagina questo: in un futuro non così lontano, una flotta di piccoli veicoli spaziali potrebbe sfrecciare intorno alla Terra, incontrandosi con pezzi di metallo morti in orbita geosincrona attorno al pianeta. Quindi, utilizzando dispositivi chiamati "fasci di elettroni", questi camion spaziali trasporterebbero lentamente i detriti in salvo senza doverli toccare, il tutto sfruttando lo stesso tipo di fisica che fa sì che i calzini si attacchino ai pantaloni nell'asciugatrice.

"Stiamo creando una forza elettrostatica attrattiva o repulsiva", ha affermato Schaub, presidente del Dipartimento di Scienze dell'ingegneria aerospaziale di Ann e HJ Smead. "È simile al raggio traente che vedi in Star Trek, anche se non altrettanto potente."

Innanzitutto, Schaub e i suoi colleghi devono risolvere una serie di sfide, che hanno descritto in numerosi studi recenti. I ricercatori, ad esempio, stanno utilizzando una nuova struttura per replicare l’ambiente sorprendentemente complesso attorno alla Terra. Stanno anche concentrandosi su come i raggi traenti potrebbero un giorno rimuovere i detriti dalla regione dello spazio tra la Terra e la Luna.

"Toccare le cose nello spazio è molto pericoloso. Gli oggetti si muovono molto velocemente e spesso in modo imprevedibile", ha detto Kaylee Champion, una studentessa di dottorato che lavora con Schaub. "Questo potrebbe aprire molte strade più sicure per la manutenzione dei veicoli spaziali."

Champion e i suoi colleghi ricercatori stanno esplorando queste strade ora da un laboratorio con vista sui Flatirons nell'East Campus dell'università.

Una manciata di studenti si raggruppa attorno a un cilindro delle dimensioni di un barile di whisky. È costituito da uno spesso strato di acciaio inossidabile con diverse finestre a forma di oblò per sbirciare all'interno. Questa camera a vuoto, chiamata Laboratorio di carica elettrostatica per le interazioni tra plasma e veicoli spaziali (ECLIPS), è ora aperta alla sua base. Ma con il ronzio di un motore, il cilindro si abbassa lentamente fino a chiudersi.

Presto una pompa inizierà a depressurizzare la camera. Tra circa un giorno, all'interno non rimarrà più aria: una piccola sacca di spazio proprio nel mezzo di Boulder. Schaub e il suo team hanno progettato personalmente la camera, ed è diversa da qualsiasi altra struttura di ricerca nel paese.