Beam Rider, la nuova vela laser potrebbe consentire i viaggi interstellari

10 Gennaio 2020 83

Allo stato attuale, i sistemi di propulsione utilizzati per viaggiare nel sistema solare si basano su reazioni chimiche e soffrono di molti limiti, uno su tutti le distanze limitate percorribili in relazione al tempo impiegato. Sono sistemi poco efficienti e non basterebbe il lasso di tempo di una vita umana per raggiungere il sistema a noi più vicino, Alpha Centauri. Questo di trova a 4,37 anni luce dalla Terra, distanza quantificabile in 41,2 trilioni di chilometri.

Prendiamo ad esempio la sonda Voyager 1, il veicolo che la NASA ha lanciato nel lontano 1977 e che dal 2012 si trova nello spazio interstellare (anche la sorella Voyager 2 ci è arrivata e da oltre 1 anno invia dati). Facendo finta che la sonda stia puntando verso Alpha Centauri (e così non è), alla sua velocità attuale impiegherebbe circa 75.000 anni per raggiungere l'obiettivo.

E' facile capire come il sistema di propulsione non sia adeguato ad un viaggio simile e nonostante siano passati svariati decenni non abbiamo al momento a disposizione soluzioni migliori. Più un viaggio è lungo e maggiore è la quantità di propellente necessaria, il che aumenta il peso dell'astronave ed aumenta esponenzialmente la necessità carburante in relazione alle sue dimensioni.


Se al momento non abbiamo soluzioni valide per raggiungere velocità elevate con mezzi di grandi dimensioni, esistono diverse ricerche che prendono in considerazione la "navigazione leggera" per l'invio di sonde verso altri sistemi, basandosi sulle vele solari.

Le "vele solari" sono una realtà (ad esempio Lightsail 2) e possono fare affidamento sulla luce solare per la propulsione, dato uno specchio abbastanza grande e un veicolo spaziale abbastanza leggero. Grazie all'azione riflettente azionata da dei laser di enorme potenza, potrebbero consentire a mezzi leggeri di raggiungere una velocità fino al 20% di quella della luce.

Alpha Centauri non sarebbe poi così lontana con tecnologie simili, saremmo infatti in grado di raggiungerla in circa 20 anni. Si tratta di studi teorici che potrebbero presto vedere applicazione, basti pensare all'iniziativa Breakthrough Starshot annunciata nel 2016, che prevede l'invio su Alpha Centauri di uno sciame di sonde basate su questo sistema di propulsione. Le tempistiche non sono al momento note, sappiamo però che il costo della missione è quantificabile in circa 100 milioni di dollari.

Esistono alcune preoccupazioni riguardo le vele solari, una su tutte il rischio di perdita dell'allineamento tra i laser di propulsione e gli specchi. Un evento simile potrebbe deviare selvaggiamente le sonde dai loro obiettivi, vanificando così le missioni di esplorazione.

Un gruppo di ricercatori potrebbe aver trovato una soluzione in grado di ovviare a questo problema, non solo pubblicando il progetto di una vela di nuova generazione chiamata Beam rider, ma realizzando anche un prototipo test.


La nuova vela si basa su strutture note come reticoli di diffrazione, le cui versioni più familiari sono presenti in CD e DVD. Una griglia di diffrazione è una superficie coperta da una serie di creste o fessure microscopiche regolarmente distanziate, che possono disperdere o diffondere la luce, facendola viaggiare con diverse lunghezze d'onda, o colori, in molteplici direzioni. I ricercatori hanno costruito una vela composta da due grate diffrattive affiancate. Ogni griglia è fatta di cristalli liquidi allineati e contenuti in un foglio di materiale plastica.

I precedenti progetti di vela leggera agiscono come specchi che riflettono i raggi di luce alle loro fonti. Nel nuovo design, i cristalli liquidi in ciascuna griglia di diffrazione deviano i raggi di luce ad angolo, generando forze in grado di muovere la vela anche lateralmente.

In questo nuovo progetto, la griglia sul lato sinistro devia la luce a destra del raggio laser, mentre la griglia sul lato destro devia la luce a sinistra. Per dirla in modo più semplice, la maggior parte dei progetti di vela leggera riflette semplicemente la luce per ottenere una spinta, ma il nuovo design utilizza un processo sfrutta la diffrazione per generare anche una forza laterale. Se la vela si sta allontanando dal centro del raggio, questa forza la riporta in posizione naturalmente. I test eseguiti mostrano un'ottima capacità di riallineamento, suggerendo la possibilità di realizzare strutture più complesse e di maggiori dimensioni.

I risultati di ricerche e test sono stati pubblicati nella rivista Physical Review Letters, il team auspica di poter in futuro testare il loro progetto sulla Stazione Spaziale Internazionale o su un piccolo satellite da lanciare attorno alla Terra.

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Commenti

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Serendipity

Non capisco cosa ti faccia tanto ridere?

Bender l'onesto

E chi ti dice che combattere la fame nel mondo sia più importante di questo?? Ricordati che le scoperte fatte oggi possono essere utili a chi verrà tra 100 anni, come le scoperte fatte 100 anni fa vengono utili a te!!

Andredory

Ok

DrWolf2019

"Acceleration will drop approximately as the inverse square of the
distance from the Sun, and beyond some distance, the ship would no
longer receive enough light to accelerate it significantly, but would
maintain the final velocity attained. When nearing the target star, the
ship could turn its sails toward it and begin to use the outward
pressure of the destination star to decelerate" da Wikipedia.
Vai a zappare tu.

Cristian Louis Watta

vai a zappare l'orto!

acco963

Più che altro come faremo a ricevere eventuali immagini e dati dalle sonde a quella distanza??? E anche per impartire dati per traiettoria e controllo delle stesse??

delpinsky

Purtroppo, il problema è insormontabile. Mettere d'accordo tutti i leader mondiali per azzerare gli arsenali nucleari e i budget alla difesa, è pressoché utopico. Con questo genere umano lo è, sfortunatamente. Siamo 7 miliardi e di questi 7 miliardi di persone solo una piccola parte è marcia, ma guarda caso riesce sempre ad occupare i posti di potere...

delpinsky
LordSheva

Con questo ragionamento vivremmo ancora tutti in Mesopotamia.

MisterX

O sei un troll o sei un peso che rallenta e che il genere umano deve sopportare

DrWolf2019

Alpha centauri secondo te è roccia? Alpha Centauri inizia a fermare la vela non appena la forza contraria diventa più intensa della forza di spinta del Sole.
Il problema semmai è che il 20% della velocità della luce è il picco e non la velocità di crociera.

DrWolf2019

Che dalle Huawai alla Cina ci metti qualche ora invece di qualche giorno, inoltre dimostri la forza di gravità, senza la quale tu non saresti qui a scrivere.

Alessandro

Non sono così frequenti, poi non so

Andredory

C'hai voglia. Ora che ci andiamo faccio in tempo a morire un centinaio di volte. Si estingue prima la razza umana che la colonizzazione di altri pianeti.

Andredory

Aha, certo.

Toh leggi https ://www. media.inaf .it/2017/01/23/spinoff-nasa-2017/

ilmondobrucia

. Il film " giro del mondo in 80 giorni"

Anni fa pensavano che dove stavano e vedevano il mondo finiva...
Ci ha portato a conoscere nuove terre... In questo caso nuovi mondi.

Che con il progresso tecnologi terra Marte sarà come andare da Italia stati uniti

ilmondobrucia

Ero in bagno con il mal di pancia. Scrivo... Poi cancello.. Poi riscrivo.... E poi non rileggo

Tom Smith

Hai giocato anche te a Xcom?

77fabio

Spari un laser potentissimo dalla terra o da una stazione orbitante, una volta fuori dal sistema solare la velocità resterà pressoché invariata anche in assenza di ulteriore propulsione. Il problema è quanto tempo ci vuole per raggiungere il 20 percento della velocità della luce? Penso qualche anno... E lo stesso per rallentare quindi i 20 anni proposti dall'articolo mi sembrano un po' ottimistici...

Fabio Cialdella

Quella della sputacchiera é carina ma qualche congiuntivo al posto giusto aiuterebbe ogni tanto!

77fabio

Imparare l'impiego di nuovi metodi di propulsione unendo l'esplorazione di nuovi pianeti ti pare poco? Ma come si fa a non capire che a volte il ritorno economico di una ricerca lo si vede solo a decine se non centinaia di anni dopo? Vuoi un esempio concreto? L'effetto fotoelettrico (Nobel di Einstein). Sicuramente al tempo c'era qualche fenomeno che non capiva a cosa potesse servire, beh senza effetto fotoelettrico adesso non potresti scrivere qui...

77fabio

Sei serio?

Andredory

Magari si potesse. Che poi è solo colpa di un singolo o di una ristretta cerchia di persone (che tra l'altro manco rispettano la volontà del popolo).

Andredory

Anche lì, bene, sappiamo che la Terra è sferica... Quindi? Che ci ha portato in tasca? Va beh che lo studio della Terra e del sole forse sono l'unico caso in cui ha senso studiarli a fini energetici ed ambientali.

Ciro

Hai vinto

danieleg1

Mi vengono i brividi solo al pensiero di un'immagine da vicino di un oggetto che si trova ad anni luce di distanza!

danieleg1

Io inizierei a tagliare i migliaia di miliardi che spendiamo per ammazzarci l'un l'altro piuttosto che i quattro spiccioli che dedichiamo alla ricerca.

ilmondobrucia

Pensa se cristofolo colombo o qualsiasi altro esploratore all'epoca avesse pensato "chi me lo fa fare di andare in mare al freddo .... Anzi i soldi che spendo li metto nel sociale e ci compro anche sputtacchiere nuove per tutti "..

Ci sono stato periodi in cui si pensava che la terra era piatta (si ok anche adesso alcuni) ... Addirittura che al di là di quello che vedevano non c'era nulla . Le stelle punitini... Il sole una cosa assurda e inspiegabile ..
Se tutte queste persone si sarebbero i fatti loro ... Eravamo ancora a ululare alla luna

Andredory

??

Kevin

Immediate se i progressi delle comunicazione quantiche basate su entanglement continunano al ritmo attuale :)

Actarus71

Gran gioco Activision 8 bit... Beam Rider

delpinsky

Non sapevo che la NASA si occupasse anche della fame nel mondo oltre che di esplorazioni spaziali... grazie!

Zimidibidubilu

Esatto.

Andredory

Io comunque mi continuo a chiedere che cosa serva questa roba. Spendi milioni in ricerca, arrivi in un'altra galassia e poi? Scopri che non siamo soli nell'universo o che ci sono meteoriti triangolari formati da ferro ed altra roba e poi? Concretamente che ci porta in tasca? Non è meglio investire quei soldi per risolvere problemi ben più importanti come la fame nel mondo, le malattie o nuove fonti di energia rinnovabile anziché soddisfare una curiosità umana? Tanto ne soddisfi una e te ne escono altre 10.

Cristian Louis Watta

Non è facile fermare un oggetto che pesa ad esempio 100 kg e che viaggia a 216 milioni di chilometri all'ora

sk0rpi0n

"Allo stato attuale, i sistemi di propulsione utilizzati per viaggiare nel sistema solare [conosciuti dalla gente comune] si basano su reazioni chimiche..."
Elemento 115, e ho detto tutto.
Poi, datemi pure del visionario/credulone, ma per me è così...

capitanharlock

Ha cambiato in astronave il suo velier...

Max Severest

Quindi ha ragione lui quando dice che non è utilizzabile?

IlRompiscatole

Peti di mucche

italba

Centrali elettriche a carbone

MatitaNera

Non ho capito. Ma il laser da cosa è azionato?

GinoGinoPilotino

Ma ammassi di detriti si, polveri, piccole pietre che magari galleggiano nel vuoto... chi lo sa?

GinoGinoPilotino

L’intensita Della luce scende con quadrato della distanza ! Il fatto che tu veda alcuni fotoni dalle stelle lontane non significa che tu possa sfruttare l’en Raccolta.
In buone condizioni di atmosfera puoi vedere una luce accesa, ma non certo usarla per leggere un libro nell’oscUrita’

GinoGinoPilotino

Immagino che un vascello leggero abbia bisogno di meno spinta per raggiungere la velocità di fuga solare. Senza contare probabili effetti fionda con corpi celesti

GinoGinoPilotino

Il vantaggio dello spazio è che sei nel vuoto quindi non hai attrito. Una volta spenta l’accelerazione viaggi a velocità e direzione costante a meno di urti con meteoriti o interazioni gravitazionali impreviste.
Morale potresti andare alla velocità di crociera all’infinito.

Cave Johnson

Dubito che fuori dall'eliosfera la gravità del Sole sia sufficiente a fermarla.

Max Severest

Chiudono la vela e usano i motori tradizionali, immagino

Turk

La forza gravitazionale del Sole supererebbe la forza di spinta del motore a ioni delle vele.

Turk

Se così fosse non esisterebbe la notte con tutti i miliardi di stelle della galassia.

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