L’era dell’esplorazione spaziale ha intrapreso una nuova strada: l’uso della propulsione elettrica su ampia scala. Questa tecnologia all’avanguardia, che sfrutta l’energia elettrica per energizzare un gas ed espellerlo per accelerare i veicoli nello spazio, sta rapidamente emergendo e cambierà il volto delle missioni.
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I vantaggi
Uno dei vantaggi fondamentali è la sua efficienza. I tradizionali propulsori chimici richiedono ingenti quantità di carburante per generare spinta, limitando la durata delle missioni. La propulsione elettrica può invece operare per periodi più lunghi utilizzando quantità significativamente inferiori di propellente generando al contempo velocità più elevate e riducendo, nel lungo termine, i tempi di viaggio. Ciò rende possibile esplorare regioni più remote del sistema solare senza la necessità di carichi massicci di carburante e sarà cruciale per le missioni di esplorazione umana; inoltre, la versatilità di tali motori, consente di cambiare più spesso orbita abilitando missioni sia interplanetarie sia di in-orbit servicing nel quale l’Italia sta investendo grazie anche al Pnrr.
Gli esempi
Esempi di notevole successo sono la missione Dawn della Nasa, che ha impiegato un motore a ioni per esplorare gli asteroidi Vesta e Cerere o la missione Smart dell’Esa che ha esplorato la Luna grazie ad un motore elettrico che, con soli 82 kg di propellente, ha portato la sonda da un’orbita terrestre ad un’orbita lunare.
In Italia il principale esempio di utilizzo di propulsione elettrica (EP) è il programma dell’Asi Platino: un progetto in cui collaborano Sitael, Tas-I, Leonardo ed Airbus Italia per lo sviluppo di una mini piattaforma versatile ad alte prestazioni su cui viene imbarcato il propulsore ad effetto Hall HT-100 a bassa potenza (< 200W) interamente sviluppato nel nostro paese da Sitael stessa; propulsore che terminerà la sua qualifica entro l’inizio del 2024. Grazie alla piattaforma Platino e alla sua versatilità dovuta anche al suo sistema EP verranno dispiegate missioni sia Sar che ottiche e di telecomunicazioni: una missione Plt-1 Sar, Plt-2 Maia in collaborazione con Nasa/Jpl per l’analisi dell’inquinamento atmosferico, una costellazione Plt-3 di osservazione della Terra ad altissima risoluzione Plt-3, una costellazione Plt-4 ipespettrale in ambito Pnrr e una missione di telecomunicazioni, Eagle-1, con cliente Ses.
Le sfide
Tuttavia, la propulsione elettrica non è priva di sfide. La necessità di alimentare i motori con grandi quantità di energia elettrica richiede sistemi di alimentazione robusti e leggeri. L’uso di pannelli solari avanzati e sistemi di batterie ad alte prestazioni sta diventando sempre più importante per garantire il successo di queste missioni.
In conclusione, la propulsione elettrica spaziale è una rivoluzione che sta trasformando il modo in cui esploriamo il cosmo. Con la sua efficienza energetica e la capacità di accelerare l’umanità verso nuovi orizzonti è destinata a diventare il cuore delle future missioni spaziali, aprendo le porte a un’era di scoperte e di nuove missioni.
Articolo tratto da Spazio2050, rivista dell’Agenzia Spaziale Italiana
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