L'era della vela solare ha inizio: LightSail sta funzionando

[zakmck]

Parlando di vele solari: di che ordini di grandezza parliamo per l' energia necessaria per il laser per propellere la vela oltre la distanza massima cui le radiazioni solari sono sufficienti?
Che genere di sistema sarebbe necessario usare per generare tale energia?
Abbiamo la tecnologia per costruire un cannone laser di quella potenza?
Quanto peserebbe?

Intanto, cominciamo con il dire che anche le vele solari erano fantascienza fino a qualche anno fa e la loro storia e' quasi praticamente sconosciuta. Ad esempio nel 2005 il Cosmos 1, primo tentativo con questa tecnologia, non e' entrato in orbita, ma immagino nessuno ne sappia nulla.

Altre missioni sono invece state coronate da successo, tipo la Ikaros giapponese e l'Americana NanoSail-D, ma sostanzialmente si e' trattato di sperimentazioni per capire se la tecnologia era utilizzabile.

Siamo quindi agli albori di una nuova tecnologia e credo che per molto tempo ancora assisteremo a sperimentazioni legate alle tipologie di vele e di materiali, nonche' alle tecniche di dispiegamento.

Inizialmente tale tecnologia potra' servire principalmente per i viaggi di andata, per i quali conta solo la densita' di luce presente nella fase di accelerazione. Una volta accelerato e raggiunta la velocita' di crociera, la densita' di luce diventa ininfluente.

Sara' invece piu' difficile utilizzarla per viaggi di ritorno che partano oltre l'orbita di Giove, a meno che l'evoluzione nelle vele non compia balzi strabilianti nelle dimensioni (infatti, con vele molto grandi si possono sfruttare anche le densita' inferiori di luce delle zone piu' lontane).

Quanto alla questione dell'illuminazione laser delle vele io credo si tratti di fantascienza, per lo meno al pari di quella che possiamo immaginare per i razzi nucleari. Infatti, ad oggi non siamo in grado di generare l'energia necessaria e inoltre non avrebbe molto senso pensare di costruire in orbita un laser per questo scopo. Gia' siamo in difficolta' con il laser della ISS che deve spostare la spazzatura spaziale a qualche chilometro di distanza, figuriamoci illuminare una vela dopo l'orbita di Giove.

[Aztlan]

Come immaginavo.

Sei stato esaustivo, grazie.

[zakmck]

Come immaginavo.

Sei stato esaustivo, grazie.

Purtroppo questa e' la triste realta'.

Comunque quello che ci tenevo a sottolineare e' che non dobbiamo credere che ci siano state mirabolanti tecnologie che ci avrebbero consentito di colonizzare facilmente il sistema solare, o anche solo la Luna, e che invece sono state abbandonate per motivi politici o altro (salvo ovviamente eventuali tecnologie segrete di cui pero' non sappiamo assolutamente nulla).

Certo ci sono stati progetti e idee molto accattivanti, ma poi si sono scontrati con i limiti di risorse e di realizzabilita' e non hanno avuto piu' seguito. Anche i razzi nucleari, in termini di efficienza e di potenza sono dei progetti molto interessanti, ma alla fine diventano inutilizzabili per via dell'enorme quantitativo di carburante o di propellente che richiedono.

Io credo che l'inventiva umana sara' la chiave di volta che ci permettera' di trovare le soluzioni migliori per continuare nell'esplorazione e forse, in un futuro che spero prossimo, anche la colonizzazione. Del resto non dobbiamo dimenticare i traguardi che sono stati raggiunti fino ad ora, traguardi che abbiamo raggiunto usando una semplice fionda (gravitazionale), sfruttando cioe' in modo ingegnoso quello che la natura mette a disposizione.

Insomma, siamo stati piu' bravi a "spingere" con la mente che con tutta la nostra tecnologia.

Ora, con le vele solari e con i cubesat, si apre una nuova fase, dove sara' possibile moltiplicare per n il numero di sonde da inviare, diminuendo in modo significativo i tempi di missione e i costi.

Non ci resta quindi che attendere il prossimo test di LightSail il prossimo anno e, speriamo, il primo volo di andata e ritorno di un CubeSat su Marte nel 2020 ( http://www.esep.pro/sites/esep/IMG/pdf/ ... 014_06.pdf ).

[MaxpoweR]

Il punto è che se si decide di partire dalla Terra ci saranno sempre dei limiti logistici insormontabili, diversamente sarebbe poter partire direttamente dalla luna...

[Aztlan]

Concordo.

Non a caso il piano NASA per l' esplorazione spaziale prevede la base lunare come trampolino di lancio per la missione su Marte.

Ma credo sia troppo presto per un progetto simile, non abbiamo la tecnologia per portare o costruire tutti i macchinari necessari sulla Luna.

[Ufologo 555]

... non li abbiamo perché si sono ... FERMATI!
Di solito la realtà supera la fantasia, per cui sarebbero dovuti essere LA' già da tempo ...
Ecco perchè molte cose non mi tornano ...

[DarthEnoch]

Non a caso il piano NASA per l' esplorazione spaziale prevede la base lunare come trampolino di lancio per la missione su Marte.

Ma credo sia troppo presto per un progetto simile, non abbiamo la tecnologia per portare o costruire tutti i macchinari necessari sulla Luna.

Lo dico da anni e lo ripeto qua, le tecnologie del futuro sono 3: staminali, nanominiaturizzazione e stampanti 3d. Rivoluzioneranno il mondo, e oltre.

In questo caso: stampanti 3d. Mandiamo due di queste sulla luna e vedete che la base si costruisce da sola. Credo che già un progetto in tal senso ci fosse pure.

Guarda su youtube.com

Chiaramente il materiale lo recuperi in loco, almeno in parte.

[Ufologo 555]

Ottimo; veramente.

[zakmck]

Lo dico da anni e lo ripeto qua, le tecnologie del futuro sono 3: staminali, nanominiaturizzazione e stampanti 3d. Rivoluzioneranno il mondo, e oltre.

In questo caso: stampanti 3d. Mandiamo due di queste sulla luna e vedete che la base si costruisce da sola. Credo che già un progetto in tal senso ci fosse pure.

Chiaramente il materiale lo recuperi in loco, almeno in parte.

Una base lunare ha delle possibilita' solo in questo modo. Se si pensa di portare tutto il materiale da Terra non si costruira' mai.

Guarda su youtube.com

[Ufologo 555]

Sai la cosa che mi fa ridere? Tutti pensano come costruire una Base e non abbiamo uno straccio di "vettore" che porta la roba sù ....

[zakmck]

Sai la cosa che mi fa ridere? Tutti pensano come costruire una Base e non abbiamo uno straccio di "vettore" che porta la roba sù ....

Non e' questione di vettore si o vettore no. Per portare materiale in orbita ci sono delle questioni fisiche ineliminabili, dovute alla gravita' e all'energia. Tanto peso, tanta energia.

Quindi, mettila come ti pare, ma la cosa si misura in soldi al chilo.

Pertanto o trovano come utilizzare il materiale presente in loco, oppure ci scordiamo di costruire una base lunare.

Comunque il concept dell'ESA che ho postato prima e' molto carino e mi sembra anche realizzabile per il nostro livello tecnologico.

PS:
Con la base lunare finiamo OT. Magari e' meglio continuare sul topic della luna.

[Xanax]

La vela mica deve essere solida quindi può essere enorme

Vela magnetica

Vela elettrica.

Guarda su youtube.com

[zakmck]

La vela mica deve essere solida quindi può essere enorme

Si e' vero, esiste anche questa tipologia di vela. Tuttavia le tecniche di dispiegamento per questo genere di vele sono piuttosto indietro rispetto a quelle delle vele solari. Inoltre, la necessita' di utilizzare bobine di superconduttore rende questi dispositivi ancora piuttosto costosi. Quanto al supposto risparmio di peso bisogna vedere cosa si riesce a fare con i materiali per le vele. Tanto per capirci, ad esempio, le vele gonfiabili in berilio sono spesse 20 nm nel lato rivolto verso il sole e solo 10 nm dall'altro lato. Con questi spessori, anche una vela di grandi dimensioni peserebbe pochissimo.

[MaxpoweR]

... non li abbiamo perché si sono ... FERMATI!
Di solito la realtà supera la fantasia, per cui sarebbero dovuti essere LA' già da tempo ...
Ecco perchè molte cose non mi tornano ...

Proprio ieri guardavo una puntata di NASA X-Files ed in pratica dopo la missione apollo 17 in cui successero cose stranissime il progetto luna è stato bloccato nonostante gli Apollo 18 e 19 fossero già stati programmati e finanziati e gli scienziati interpellati in merito non si spiegano assolutamente perchè...


p.s.: ma una vela solare sarebbe utilizzabile per fare la spola tra terra e luna o la distanza tra i 2 corpi celesti è troppo breve per poter raggiungere velocità competitive? Ed una vela spinta da un laser terrestre e\o da uno lunare?

Si e' vero, esiste anche questa tipologia di vela. Tuttavia le tecniche di dispiegamento per questo genere di vele sono piuttosto indietro rispetto a quelle delle vele solari. Inoltre, la necessita' di utilizzare bobine di superconduttore rende questi dispositivi ancora piuttosto costosi. Quanto al supposto risparmio di peso bisogna vedere cosa si riesce a fare con i materiali per le vele. Tanto per capirci, ad esempio, le vele gonfiabili in berilio sono spesse 20 nm nel lato rivolto verso il sole e solo 10 nm dall'altro lato. Con questi spessori, anche una vela di grandi dimensioni peserebbe pochissimo.

Ma i detriti? Raggiunta velocità ragguardevoli cosa impedisce alla vela di diventare una groviera in poco tempo?

[zakmck]

p.s.: ma una vela solare sarebbe utilizzabile per fare la spola tra terra e luna o la distanza tra i 2 corpi celesti è troppo breve per poter raggiungere velocità competitive? Ed una vela spinta da un laser terrestre e\o da uno lunare?

In linea teorica si, solo bisogna chiedersi se puo' avere un senso. Intanto bisogna considerare che un razzo per portare in orbita la nave sempre occorre e quindi, dato che la velocita' di fuga dalla terra e' di 11,2 km/s , significa che la nave gia' viaggia a quella velocita' (a dire il vero la velocita' e' inferiore perche' tipicamente prima si mettono in orbita intorno ai 7,5 km/s e poi si allontanano). Ora, sfruttando semplicemente la velocita' di fuga, si potrebbero percorrere la distanza Terra-Luna in una ventina di ore, solo che poi quando arrivi ti tocca frenare in quanto la luna ha una velocita' orbitale di circa 1 km/s e se tu arrivi a 7 o a 11 km/s sai che botto. Inoltre la Luna non ha atmosfera e quindi non puo' fare l'aerobrake.

Per citare un esempio, l'Apollo 11 calibro' questa velocita' in modo da arrivare in 72 ore (circa 1,5 km/s in media) in modo da compensare l'allontanamento della Luna e limitare al massimo la frenata.

Quindi, data la brevita' del tragitto, la velocita' iniziale e la necessita' di motori a razzo per allunare, credo che la tecnologia attuale sia piu' che sufficiente e non occorra scomodare le vele che invece diventano utili per viaggi interplanetari lunghi.

Ma i detriti? Raggiunta velocità ragguardevoli cosa impedisce alla vela di diventare una groviera in poco tempo?

In realta' il problema dei detriti e' una questione squisitamente suborbitale terrestre, causa, tanto per cambiare, spazzatura abbandonata.
Nel resto del cosmo i destriti non sono poi cosi frequenti, e nei fatti c'e' piu' o meno la stessa probabilita' di beccarseli sulla navicella.

Quanto alla vela, se anche venisse colpita, si creerebbero dei microfori che difficilmente potrebbero minarne l'integrita' strutturale o la capacita' riflettente (a meno di non beccarsi una cometa o un asteroide!!). Anche nei casi di vele gonfiate, c'e' sempre la suddivisione in settori stagni e poi la gonfiatura e' funzionale al solo dispiegamento della vela, non e' strutturale.
Infine con le vele magnetiche, il problema sarebbe perfino inesistente.