Solar Cruiser: usare il vento solare per navigare verso il Sole

Le vele solari che permettono ai satelliti di scivolare sulla luce del sole potrebbero presto diventare una realtà impiegata in modo pratico.

La tecnologia consentirebbe agli scienziati di fornire avvisi anticipati di eventi meteorologici spaziali come le tempeste geomagnetiche, che hanno il potenziale di interrompere i sistemi tecnologici sulla Terra.

“Molti di noi hanno sperimentato la navigazione a vela; è esattamente così”, ha dichiarato a Space.com Irfan Azeem, capo divisione della Research to Operations and Project Planning Division presso il National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Office of Space Weather Observations, in un’intervista rilasciata in occasione del meeting annuale dell’American Meteorological Society (AMS) di gennaio. “Ora, invece di usare l’aria, stiamo usando i fotoni, la luce emessa dal sole, per far navigare i nostri satelliti”.

vela solare sipiegata

“Si tratta di una tecnologia molto innovativa”, ha aggiunto. “Tradizionalmente ci siamo affidati alla propulsione per portare i satelliti da un luogo all’altro, e la vela solare sta fornendo un nuovo modo di viaggiare nello spazio in modo molto economico”.

L’Office of Space Weather Observations della NOAA supervisiona i sistemi satellitari operativi dell’agenzia nello spazio, che forniscono dati cruciali dai punti di osservazione tra la Terra e il Sole. Le informazioni raccolte dall’ampia gamma di strumenti a bordo dei satelliti contribuiscono alla produzione di previsioni meteorologiche spaziali. I dati aiutano i meteorologi spaziali a diramare le allerte e gli avvertimenti se un brillamento solare ha il potenziale di colpire la Terra, altre tecnologie spaziali o gli astronauti.

A differenza della brezza che soffia sulla Terra, il vento solare  è composto da elettroni e protoni provenienti dalla corona solare. È importante tenere d’occhio il vento solare, perché quando entra in contatto con il nostro pianeta può interagire con il campo magnetico terrestre, creando aurore in prossimità delle regioni polari e, se abbastanza forti, tempeste geomagnetiche.

vela solare dispiegata sulla terra

Anche se gli allarmi per le tempeste vengono emessi prima che ciò accada, è comunque necessario un tempo più lungo se c’è la possibilità di impatti su diversi tipi di sistemi tecnologici, tra cui le reti elettriche, il GPS, l’agricoltura e il traffico aereo. Attraverso il programma Space Weather Next della NOAA, gli scienziati continuano a lavorare su come le future missioni satellitari potranno contribuire a fornire un preavviso maggiore delle tempeste geomagnetiche. Ciò significa che devono trovare il modo di ottenere informazioni subito dopo le eruzioni solari, con misurazioni più vicine al sole.

È qui che entrano in gioco le vele solari.

“Una vela solare ci permette di andare oltre il Punto Lagrange Uno (L1), che è lo stato dell’arte attuale, con maggiore efficienza”, ha detto Azeem. “Al momento, L1 fornisce un’orbita semistabile per ottenere una visione persistente e senza ostacoli del sole. Ma se si vuole andare più in alto, bisogna utilizzare razzi chimici. Le vele solari ci offrono un modo economico per andare a monte del punto L1”.

L1 è una posizione tra il Sole e la Terra a  1,5 milioni di chilometri dal nostro pianeta. In questa posizione, i veicoli spaziali possono rimanere fermi per osservare l’attività del Sole. Ma quanto più i ricercatori riusciranno ad avvicinare i satelliti al sole, tanto più velocemente saranno in grado di ottenere dati prima, durante e dopo gli eventi meteorologici spaziali.

Solar Sail oltre il punto di Lagrange

Utilizzando le vele solari, i veicoli spaziali possono navigare più a monte del vento solare, il che, a sua volta, può aumentare i tempi di allerta del 50%, ha spiegato Azeem. Inoltre, si tratterebbe di una posizione diversa da quella utilizzata negli ultimi 45 anni.

Alla riunione annuale dell’AMS, la NOAA ha condiviso gli aggiornamenti sui progressi di questo progetto. È in corso la costruzione di una versione in scala reale della vela solare della NOAA, che fa parte del progetto Solar Cruiser in collaborazione con la NASA. Una volta dispiegata, la vela coprirà 1.653 metri quadrati.

Oltre ad avere una navicella spaziale al centro con bobine e un sistema di dispiegamento della vela, comprenderà quattro vele, costruite in singoli quadranti, il cui completamento è previsto per il febbraio 2026. Se tutto procede secondo i tempi previsti, la NOAA spera di poter effettuare un lancio in rideshare nel 2029.

“La cosa che mi entusiasma di più è l’estrema complessità che riunisce diverse discipline”, ha detto Azeem. “Vedere i nuovi progressi nella scienza dei materiali e in altre discipline, il modo in cui questo ci aiuta nella comunità della meteorologia spaziale a fare i progressi di cui abbiamo bisogno, penso sia davvero entusiasmante”.