La Cina punta ad alimentare la propria stazione lunare con Laser posti in orbita

La Cina potrebbe ricorrere alla trasmissione laser di energia dall’orbita lunare per rifornire i veicoli spaziali sulla Luna e risolvere una delle grandi sfide dei suoi piani di esplorazione lunare.

I ricercatori hanno valutato la fattibilità dell’uso della trasmissione di energia wireless al laser (LWPT) dagli orbiter lunari per rifornire i veicoli spaziali rimasti al buio durante le lunghe e buie ore notturne sulla superficie della Luna. La LWPT utilizza raggi laser per trasmettere energia senza fili dai satelliti in orbita ai ricevitori in superficie, convertendo la luce in elettricità. I ricercatori raccomandano lo sviluppo di tecnologie chiave, seguite da test in orbita.

Il fatto che la Luna sia legata alla Terra da un vincolo tidale (marea) comporta condizioni ambientali estreme, con periodi di oscurità di 14 giorni e fluttuazioni estreme della temperatura. Mentre l’energia solare può fornire energia ai veicoli spaziali durante i giorni lunari, le lunghe notti rappresentano una sfida. I veicoli spaziali hanno bisogno di calore e di energia per sopravvivere al buio completo e a temperature fino a -200 gradi Celsius (-328 gradi Fahrenheit).

Oltre a fornire energia durante le ore notturne lunari, la LWPT potrebbe anche supportare le operazioni dei veicoli spaziali nei crateri permanentemente in ombra, che si pensa contengano acqua-ghiaccio, che può essere utilizzata per produrre propellente, acqua o ossigeno per gli astronauti.

Soluzioni come le fonti di energia a radioisotopi sono limitate in termini di potenza e costose. I reattori nucleari, invece, sono ideali per le basi su larga scala, ma comportano problemi di sicurezza e complessità.

L’LWPT è quindi visto come una soluzione ad alcune delle sfide energetiche affrontate durante l’esplorazione lunare, offrendo flessibilità e scalabilità in condizioni di vuoto, secondo un articolo pubblicato nel Journal of Deep Space Exploration (JDSE) nell’ottobre 2024.

Tuttavia, sfide come l’efficienza, la portata della trasmissione, la visibilità e le sfide operative ostacolano l’utilizzo efficace della LWPT.

“È necessario concentrarsi sullo sviluppo di laser spaziali ad alta potenza e di sistemi di emissione laser ad alta precisione, e la verifica della tecnologia in orbita dovrebbe essere effettuata il prima possibile”, concludono gli autori.

Il documento è stato redatto da autori provenienti da istituti come la China Academy of Space Technology (CAST) e lo Shandong Aerospace Electronics Technology Research Institute. Il documento valuta varie orbite per determinare le soluzioni ottimali per l’approvvigionamento di aree come le regioni equatoriali e i poli.

Negli anni Novanta e Duemila,la NASA e l’Agenzia spaziale europea (ESA) hanno effettuato studi precedenti sull’approvvigionamento di navicelle spaziali sulle superfici planetarie utilizzando il laser.

Base lunare cino-russaLa Cin

LWPT potrebbe supportare l’ILRS cinese

L’LWPT potrebbe essere molto utile alla Cina, che sta espandendo le sue ambizioni di esplorazione lunare. Il Paese sta pianificando la costruzione di una base lunare, nota come Stazione Internazionale di Ricerca Lunare (ILRS). Le missioni precursori, Chang’e-7 e Chang’e-8, dovrebbero essere lanciate rispettivamente nel 2026 e nel 2028. Le missioni multi-spazio atterreranno al polo sud lunare, valutando la disponibilità di risorse e cercando acqua-ghiaccio nei crateri in ombra, oltre a testare le tecnologie di utilizzo delle risorse in situ (ISRU). L’anno scorso la Cina ha completato la prima missione di ritorno di campioni dal lato estremo della Luna con Chang’e-6.

L’ILRS sarà costruito nel 2030 utilizzando un veicolo di lancio super heavy-lift per stabilire l’energia, le comunicazioni e altre infrastrutture nel sito prescelto. “L’approvvigionamento energetico diventerà una delle questioni tecniche fondamentali nell’esplorazione lunare e nello sviluppo e utilizzo delle risorse lunari”, affermano gli autori del documento.

Lo sviluppo di sistemi come l’LWPT potrebbe fornire alla Cina soluzioni alle principali sfide dell’esplorazione lunare sostenibile e fornire un livello di leadership inLa C questo campo.

Nel frattempo, la Cina sta anche studiando le possibilità dell’energia solare spaziale. Questo progetto prevede di generare energia in orbita geostazionaria e di trasmetterla alla Terra. Il Paese intende utilizzare la sua stazione spaziale Tiangong per testare le tecnologie chiave necessarie per l’energia polare spaziale. La Cina sta anche studiando le sfide per lo sviluppo di veicoli spaziali ultra-grandi su scala chilometrica necessari per il progetto.