Progettare Tecnologie per lo Spazio

Quando seguiamo le cronache di missioni spaziali e astronauti, non pensiamo mai a quanto lavoro stia dietro uno di questi eventi. La progettazione di queste missioni è molto più complessa di quello che si possa immaginare; è necessario un particolare supporto da terra, poiché la manutenzione è decisamente un’operazione complicata e, ovviamente, servono dei buoni sistemi di comunicazione. Inoltre c’è bisogno anche di tenere conto delle condizioni dell’ambiente spaziale, molto diverso da quello terrestre. L’assenza di atmosfera gioca un ruolo fondamentale, ma particolari necessità costruttive dipendono anche dal target della missione. In questo articolo valuteremo alcuni dei problemi fondamentali che si incontrano progettando tecnologie per lo spazio.

 

Ambienti diversi, Missioni diverse

Le missioni spaziali non hanno tutte lo stesso obiettivo: alcuni goal richiedono di trovarsi in bassa atmosfera, altri nello spazio profondo. Ovviamente serviranno strumentazioni diverse a seconda del target, ma varieranno anche a causa dell’ambiente.

La Terra

Credit: NASA Goddard Space Flight Center

Le missioni che restano in “ambiente terrestre” sono probabilmente le meno costose; in genere i veicoli restano in atmosfera sub-orbitale, e sono facilmente controllabili. Hanno una durata breve e possono essere lanciati con equipaggio; in questo modo è possibile risolvere immediatamente (o quasi) qualsiasi problema con la strumentazione. Generalmente si tratta di palloni stratosferici o aeroplani, tra i 40 km o meno.

Questo tipo di missioni non hanno bisogno di particolari riguardi tecnici, poiché restano all’interno dell’atmosfera terrestre ed hanno, in genere, una durata breve. Tuttavia gli strumenti che trasportano avranno poca stabilità ed una bassa risoluzione, a causa delle turbolenze atmosferiche.

Fuori dall’atmosfera

Questo tipo di missioni possono avere goal diversi; anche in questo caso, il mezzo utilizzato dipende dall'ambiente dove opererà la sonda. Sarà necessario tenere conto della distanza dalla Terra per garantire le comunicazioni e minimizzare i disturbi; quindi sarà importante studiare bene le possibili orbite della missione.

 

Influenze Solari

Credit: NASA/GSFC/SOHO/ESA

Credit: NASA/GSFC/SOHO/ESA

Dalla Terra, il Sole può sembrare piuttosto tranquillo; in realtà siamo tenuti al sicuro dalla nostra atmosfera, che ci garantisce una valida protezione da molti fenomeni solari.

I CME, per esempio, sono espulsioni di massa coronale (Coronal Mass Ejection); in pratica si tratta di materiale espulso dal Sole sotto forma di plasma, che raggiunge la terra in circa 24 ore. I CME sono molto energetici e quindi tendono ad essere dannosi per le elettroniche; disturbano le trasmissioni radio, e creano interruzioni di energia, possono danneggiare satelliti e linee di trasmissione elettriche. Per quanto possibile al problema si ovvia tenendo sotto controllo l’attività solare con il SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), che “avverte” i centri di controllo terrestri di queste perturbazioni.

Anche il ciclo solare ha la sua importanza: questo tipo di attività viene misurata in base al numero di macchie solari, che compaiono appunto in maniera ciclica sulla superficie solare. L’emissione radio associata alla comparsa di queste macchie interferisce con le trasmissioni terrestri. Inoltre, quando l’attività solare si intensifica, aumenta anche il vento solare, un flusso di particelle cariche emesso dal Sole e generato dall’espansione nello spazio della corona solare; questo particolare flusso, se non schermato, danneggia le elettroniche di bordo dei satelliti e provoca guasti.

Infine bisogna tener conto del fatto che il Sole è una stella, e quindi ha un suo spettro di emissione, che influisce sulle elettroniche delle sonde. Il prolungato irraggiamento, soprattutto nella fascia UV, tende a danneggiare i materiali, che dovranno quindi essere particolarmente resistenti.

Dalla Terra

Si potrebbe pensare che trattandosi di tecnologie sviluppate a terra, la Terra non abbia particolari influenze su di esse. In realtà la densità dell’atmosfera varia con l’attività solare, l’altitudine, la pressione e la temperatura. Sono questi fattori che portano alla formazione di turbolenze.

Inoltre, con l’aumentare dell’attività solare, aumentano anche la temperatura dell’atmosfera e la presenza di ossigeno atomico; questi due elementi portano alla riduzione della [...]

Iscriviti e ricevi GRATIS
Speciale Pi

Fai subito il DOWNLOAD (valore 15€) GRATIS

ATTENZIONE: quello che hai appena letto è solo un estratto, l'Articolo Tecnico completo è composto da ben 2263 parole ed è riservato agli abbonati PLATINUM. Con l'Abbonamento avrai anche accesso a tutti gli altri Articoli Tecnici MAKER e PLATINUM e potrai fare il download (PDF) di tutti gli EOS-Book, Firmware e degli speciali MONOTEMATICI. ABBONATI ORA, è semplice e sicuro.

Abbonati alle riviste di elettronica

3 Commenti

  1. Andrea.GeekTrufini 25 agosto 2015
  2. Maila Agostini 27 agosto 2015
  3. lanfranco 14 dicembre 2016

Scrivi un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Iscriviti e ricevi GRATIS
Speciale Pi

Fai subito il DOWNLOAD (valore 15€) GRATIS