Confermo la disponibilità e la cordialità del Prof. Roberto Battiston, che abbiamo intervistato a proposito di AMS-02 nell’episodio 3x18 di AstronautiCAST. Grazie Lupin di averlo contattato, la sua risposta è molto interessante.
Roberto Battiston è, fra l’altro, un collaboratore di “Le Scienze”, questo è il suo blog sul sito on-line
Sbalorditivo,
Io ho alcune email che aspettano risposta da alcuni miei professori almeno da qualche anno 
Piu’ che “puoi”… “devi” 
Non c’e’ bisogno di chiedere scusa, sono io che volevo essere sicuro di non averti indisposto in qualche modo. 
Tu studi a Pisa vero? 
A Ritbe’… mangia tranquillo…
Grazie ancora a Lupin per aver contattato Battiston e a Quaoar che nonostante le nostre divergenze di vedute ci ha fatto scoprire un filone di ricerca che non conoscevamo
Ha ha, si zero-g, mangio senza fretta.
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Qui puoi trovare qualche dettaglio sul prototipo: http://adsabs.harvard.edu/full/2001ESASP.476…593W
Il lavoro più recente di Winglee che ho trovato è questo:
http://earthweb.ess.washington.edu/winglee/RecentPapers/2010SailingTheSolar%20Wind.pdf
che si focalizza soprattutto sull’uso propulsivo della minimagnetosfera, come vela magnetica.
Non credo che abbiano mai fatto test nello spazio né che abbiano investito grossi fondi. Visto che non ci sono online lavori più recenti del 2010, sospetto addirittura che glieli abbiano tagliati.
Sarebbe comunque interessante un topic sull’attendibilità delle simulazioni.
Da questa discussione mi si rafforza la convinzione che se si vorrà esplorare il Sistema Solare con missioni Manned (oltre l’orbita lunare) lo si potrà fare solo se e quando riusciremo a ridurre drasticamente (almeno di un fattore 10) i tempi di percorrenza.
Per una missione su Marte, l’idea è proprio quella di mandare rover e attrezzature pesanti con orbite di trasferimento a bassa energia di 180-270 giorni (a seconda dei periodi) mentre gli astronauti arrivano più rapidamente con un viaggio di appena 120 giorni: si può fare anche con i comuni razzi chimici, spendendo un po’ più di propellente.
Per esempio, per andare su Marte nel 2033, un’orbita di trasferimento di 180 giorni ha un delta-V di partenza di 3.55 km/s mentre un’orbita più veloce di 120 giorni ha 3.84 km/s. Con appena 0.29 km/s di delta-V in più possiamo accorciare il viaggio di ben due mesi.
In questo lavoro puoi trovare i dati sulle orbite di trasferimento possibili da 2020 al 2037: http://www.marsjournal.org/contents/2007/0002/files/wooster_mars_2007_0002.pdf
Poi magari una nave la puoi fare in modo da avere i serbatoi d’acqua e di propellente (magari non idrogeno liquido) attorno all’abitacolo in modo da fornire un’ottima schermatura passiva. Così un viaggio di 4 mesi lo puoi fare senza troppi rischi, mentre una volta su Marte puoi utilizzare facilmente sacchi di terreno locale per schermare l’habitat (o addirittura una ruspa collagata al rover per interrarlo sotto 5 metri di regolite).
Per Marte ancora si può fare con ciò che abbiamo ora, ma se poi si vuole andare oltre, verso le lune di Giove penso che qualche soluzione innovativa vada trovata.
P.S. l’idea della spira superconduttiva di Battiston potrebbe essere veramente efficace per schermare un campo base su Marte o sulla Luna: una grande spira superconduttiva interrata, che protegge gli astronauti che lavorano in un sito di interesse geologico.
Allo stato attuale ci sono prospettive riguardo alla possibilità di spostarci nello spazio con velocità di 100 km/s o giù di li? Oppure si tratta ancora oggi di fantascienza?
100 km/s sono poco meno di 2 unità astronomiche al mese: se avessimo ciò potremmo arrivare su Titano in sei mesi.
Al momento la vedo dura: anche con una buona propulsione nucleare a core solido, le velocità di scarico dei razzi possono arrivare al massimo a 10 km/s.
Una possibilità potrebbe quella di associare un razzo nucleare bimodale o trimodale come il Pratt & Whitney Escort o Triton con la mini magnetosfera (che ancora non sappiamo se funzionerà o meno). Avere 100 KW di potenza con un propulsore nucleare non è un problema e una magnetosfera da 100 KW oltre a funzionare da scudo darebbe anche 100 KN di spinta continua radiale che renderebbero i trasferimenti un po’ più veloci.
Questo tipo di navigazione ibrida da “motorsailer” con razzi e vela di plasma è descritta in questi lavori:
http://alexbarrie.com/work/m2p2aiaa.pdf
http://www.lpi.usra.edu/publications/reports/CB-1106/wash01.pdf
Un’altra possibilità è la propulsione nucleare a core gasoso ( http://en.wikipedia.org/wiki/Gas_core_reactor_rocket ) ma sono studi ancora concettuali che richiedono una base lunare per i test, perché sulla Terra il rischio di contaminazione sarebbe troppo alto. Se poi andiamo sulle reazioni a catena, ci sono il il nuclear salt-water rocket di Zubrin ( http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_salt_water_rocket ), l’Orion ( http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Orion_(nuclear_propulsion) ), e il razzo a frammentazione nucleare ( http://en.wikipedia.org/wiki/Fission-fragment_rocket )
Stiamo parlando di “deltaV”, non di velocità. Il deltaV corrisponde all’aumento di velocitä necessario per un trasferimento, che è un modo semplificato di parlare di energia cinetica da imprimere al veicolo. E una volta fissato il sistema di propulsione, deltaV più alti si ottengono con più propellente… quindi non si tratta di fantascienza o meno, si tratta di razzi di dimensioni più grandi o più piccole (per quanto 100 km/s di deltaV sia per ora molto vicino alla fantascienza, visto che ci vorrebbero serbatoi di dimensioni colossali).
Io ci credo poco… anche con “solo” due mesi di trasferimento, ci vuole un sistema garantito per proteggere l’equipaggio da un eventuale SPE. Non possiamo basarci sulla statistica e sperare che in quei due mesi il sole stia quieto…
Esattamente… e se si considera che per arrivare in LEO serve un deltaV di circa 9-10km/s…
Precisazione, se metto insieme 10 lanciatori capaci di fornire un deltaV di 9-10km/s per la LEO, NON ho a disposizione 100km/s di deltaV!
Con 5-10 SPE all’anno, una nave in viaggio su Marte ha la quasi certezza di beccarsene almeno un paio.
I protoni di origine solare hanno energie intorno a 1-30 MeV con punte fino a 200 MeV, (che sono quelli che fanno più danni, perché durante gli SPE sono pure tanti): fortunatamente però sono relativamente facili da schermare: basta mettere una cabina di rifugio all’interno del serbatoio di acqua (basta una tonnellata d’acqua per creare un efficace storm-cellar per tre astronauti e per un viaggio su Marte ce ne vorranno almeno una ventina di tonnellate). (Il problema dei SPE è trattato a pagina 7 del seguente lavoro: http://three.usra.edu/articles/CucinottaKimChappell0512.pdf )
Quelli problematici sono i raggi cosmici di origine galattica da 2GeV, che creano una grande radiazione secondaria e richiederebbero una schermatura passiva di almeno 3-4 tonnellate/m2, molto difficile da realizzare su un veicolo spaziale.
Sei una fonte inesauribile di papers, grazie per il link
Grazie.
Visto che siamo in tema, ti propongo anche questo sito dell’Università di Malaga, che monitorizza il Sole in tempo reale e utilizza i dati dei satelliti per predire gli SPE.
Grazie Quaoar dei links. Tutti studi molto interessanti, ma sconfortantemente lontani dalla realizzazione. Spero di sbagliarmi, ma mi sa che oltre l’orbita lunare non vedremo alcun essere umano per moltissimi decenni. Tu dici giustamente che potremmo raggiungere Marte con ciò che già abbiamo o poco più, ma secondo me la durata della missione rappresenta un freno che impedirà ogni iniziativa.
Per andare sulla Luna, invece, bastano tre giorni e non ci andiamo lo stesso. E’ soprattutto una questione di volontà.
Verissimo. E infatti non mi capacito di come un mostro chiamato SLS non venga nemmeno preso in considerazione per missioni lunari. Però c’è tempo e credo che una volta pronto ed inutilizzato a qualcuno verrà la volontà di tornare sulla Luna. L’astronautica sta attraversando una fase di transizione. Dobbiamo portare un po’ di pazienza ma sono certo che fra un decennio potremo tornare a sognare in grande.
Purtroppo ci vorrebbe un bel lavorone di divulgazione scientifica per far capire alla gente l’importanza dell’esplorazione spaziale. Tutto questo però manca, così i fondi si restringono sempre di più e il poco che reasta magari viene usato anche in modo improprio…
Non siamo solo noi che ci chiediamo perché non si torna sulla Luna: http://www.thespacereview.com/article/2449/1#.UvkuLUXVp48.twitter