I satelliti del futuro faranno il “pieno” in volo: l’atmosfera diventa carburante per l’orbita bassa

Portare massa nello spazio ha un costo esorbitante. Ogni chilogrammo di propellente caricato a bordo di un satellite rappresenta spazio sottratto alla strumentazione utile, oppure un costo vivo scaricato sugli operatori. Per ovviare a questo storico collo di bottiglia economico, la ricerca europea sta spingendo sulla propulsione elettrica air-breathing (ABEP). L’idea è pragmatica e innovativa: smettere di trasportare carburante dalla Terra e usare le particelle residue dell’atmosfera come spinta motrice.

La sfida dell’orbita bassissima

La fisica orbitale pone sfide severe. I satelliti convenzionali operano a quote elevate, dove l’attrito atmosferico è sostanzialmente assente. Tuttavia, se scendiamo nella cosiddetta Very Low Earth Orbit (VLEO), la fascia compresa tra i 180 e i 250 chilometri di altitudine, la rarefatta atmosfera si trasforma in un freno aerodinamico. Senza una propulsione attiva, un veicolo perderebbe rapidamente quota. Eppure, le orbite VLEO fanno gola a molti operatori commerciali: garantiscono latenze minime per le telecomunicazioni e consentono risoluzioni ottiche eccezionali, utilizzando sensori meno potenti e decisamente più economici.

Trasformare l’attrito in risorsa motrice

La soluzione arriva dal progetto “Cathodeless Electric Propulsion Thruster“, sviluppato da TransMIT GmbH e guidato da IQM con i finanziamenti dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA). Invece di contrastare l’attrito bruciando preziose scorte di gas imbarcato, il sistema ABEP sfrutta direttamente l’ostacolo. Il propulsore raccoglie i gas presenti a quelle quote, essenzialmente azoto e ossigeno, li ionizza e li espelle ad altissima velocità, generando la spinta necessaria. Praticamente agisce come una sorta di mototre a reazione ionico.

Questo approccio muta radicalmente la struttura dei costi per l’industria aerospaziale.

Innovazione tecnica e vantaggi strategici

Il prototipo europeo ha recentemente superato una revisione critica del design, a conferma della sua fattibilità tecnica. Le prestazioni attese indicano un deciso salto di qualità:

• Efficienza elevata: Si punta a un‘efficienza elettrica del 50%, abbinata a un impulso specifico minimo di 4200 secondi.
• Innovazione strutturale: Il design cathodeless (senza catodo) è cruciale. I propulsori ionici tradizionali faticano in un ambiente ricco di ossigeno reattivo, , ma eliminando i neutralizzatori esterni si garantisce una longevità superiore dei componenti.
• Sostenibilità del modello: Senza il limite imposto dal serbatoio, gli operatori possono abbattere i costi di sostituzione dei mezzi in orbita.

Attualmente il sistema è in fase di test in camere a vuoto, appositamente progettate per replicare le condizioni della VLEO. Se l’iter confermerà queste premesse, assisteremo a un salto tecnologico notevole. In un’ottica tipicamente keynesiana, si tratta di ottimizzare le risorse disponibili nel contesto per massimizzare la resa economica a lungo termine, assicurando al contempo all’Europa un netto vantaggio strategico nel nascente mercato dell’orbita bassa.

Rimani aggiornato seguendoci su Google News!

SEGUICI