Un nuovo propulsore ionico di dimensioni estremamente ridotte realizzato al Politecnico di Losanna promette di abbattere il consumo di propellente e i costi di produzione e di lancio, risolvendo contemporaneamente i problemi di efficienza dei microsatelliti che potrebbero quindi raggiungere la Luna con solo un decimo di litro di liquido ionico.
Alla faccia dell’efficenza energetica!!! 
Complimenti!!! 
Decisamente interessante!
Adesso aspettiamo i test pratici, mi incuriosisce in particolare l’applicazione su CleanSpace One. Sarà sufficiente questo tipo/quantità di spinta per “raccogliere” la spazzatura? Bisognerà pianificare per tempo i vari intercetti e mi sembra che le previsioni a lungo termine non siano così precise…
Edit: Non avevo letto molto di questo satellite, si rivolgono principalmente ai “grossi pezzi di pattume”, quindi la cosa è più fattibile ma con un satellite per detrito… un po’ costosetto
Certo, e anche lungo e oneroso. La cosa che non capisco è come facciano a catturare un pezzo di pattume dotato di momento angolare (=99,999% dei pezzi di pattume). Bisogna non solo agganciarlo senza distruggere l’organo di aggancio ed il nanosatellite, ma stabilizzarlo in modo da poter applicare la spinta (microscopica, quindi per anni) nella direzione giusta e deorbitarlo.
Interessante proof of concept. Penso che una delle soluzioni ingegneristiche potrebbe essere l’uso del motore ionico per il rendez-vous con il target, e una volta agganciato (e non necessariamente stabilizzato l’insieme) aprire una vela solare come quella di Nanosail-D per frenare il tutto. Ci sono sul mercato anche micromotori elettrici a solido (arco elettrico su materiali tipo teflon) con elevata spinta per breve tempo, che potrebbero essere usati nella fase critica dell’aggancio, dove mi sa che servirà maggiore manovrabilità di quella offerta dal motore a ioni.
Io sinceramente non vedo tutta questa efficienza energetica finchè non vedo dei dati presentati in maniera un po’ più seria. Non si parla di che spinta ha, non si parla di che impulso specifico, non si parla di deltaV in maniera precisa…
L’unico accenno al deltaV è quel passaggio da 24000 km/h a 42000 km/h: numeri altisonanti per dire che il deltaV totale è di 5 km/s. Ma non si capisce se questo è il deltaV effettivo ottenuto dopo l’ottimizzazione della traiettoria o quello ideale del trasferimento.
Poi parlano di 0.1 litri di questo propellente EMI-BF4, quando il valore veramente interessante sarebbe la massa. E se questo coso avesse 10 di peso specifico? Vorrebbe dire 1 chilo di propellente per 1 chilo di payload per 5 km/s di deltaV, il che non sarebbe un granchè… Tanto per dare un’idea, usando questi fantomatici 5 km/s di deltaV e una massa a secco di 1 chilo, considerando 0.1 chili di propellente avrei un impulso specifico di circa 5000 secondi, considerando 1 chilo avrei invece 700 secondi… qualcuno mi sa dire il peso specifico del 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (EMI-BF4) così proviamo a fare due conti seri e siamo in grado di capire di cosa si sta parlando?
Insomma, sembra più un articolo di Novella 2000 piuttosto che di Le Scienze…
PS: in effetti secondo me la cosa interessante potrebbe essere non tanto l’impulso specifico particolarmente alto, ma la densità di spinta che riescono ad ottenere (ovvero spinta/massa del propulsore) in relazione all’impulso specifico stesso
Non so a che temperatura venga trasportato l’EMI-BF4, ma la sua densità a 25°C è 1294 kg/m3, quindi il peso specifico a 1G è 12680 N/m3. Un 30% più dell’acqua.
0.1 litri di EMI-BF4 avrebbero una massa di 129 g.
Di questi micropropulsori si parla da anni, e ci sono anche progetti italiani molto interessanti. Si tratta di emettere ioni per effetto di punta da un array di punte “micromachined” in una matrice di silicio. Poi questi ioni vengono accelerati dal campo elettrico. La massa specifica del propellente è bassa, e credo sia disciolto in un solvente. Non so se il peso dichiarato includa il solvente. La spinta deriva comunque dall’accelerazione impartita agli ioni, e quindi dall’energia elettrica disponibile. Il problema del propellente è che non deve seccare, non deve evaporare nel vuoto, non deve intasare il capillare delle punte, e deve salire per capillarità alla punta - qui non ci sono pompe.
Il che significherebbe (se davvero hanno usato 5 km/s di deltaV e 1 chilo di massa a secco, inclusa la massa del propulsore), una mass fraction di 0.129/1.129=0.115 e quindi un impulso specifico di circa 4000 secondi.
Di per sè questo comunque vuol dire poco secondo me, se non si hanno la spinta specifica e la potenza elettrica utilizzata. In particolare, la spinta specifica è sempre stato uno dei grossi problemi dei propulsori a ioni, perchè usare solo il campo elettrico per accelerare il plasma comporta che il plasma sia interamente composto da ioni con la stessa carica, i quali naturalmente tendono a respingersi tra loro e quindi portano a una densità del plasma piuttosto bassa. Cercando di leggere tra le righe l’innovazione di questo propulsore potrebbe essere in questo…
PS: Comunque, visto che qui si parla di scienza e non di giornalettismo, vorrei sottolineare che 100 ml non sono proprio “una goccia”, diciamo magari un bicchiere… il titolo e il primo paragrafo dell’articolo mi sembrano un tantino fuori luogo, a meno che non si riferiscano a un satellite che pesa 10 grammi…
Interessantissimo.
Se funziona mi aspetto che in futuro si facciano in serie microsonde SEP con cui esplorare sistematicamente il sistema solare, un asteroide alla volta.
La produzione in piccola serie non e’ mai stata applicata alle sonde ma la miniaturizzazione potrebbe renderla possibile e aprirebbe nuovi scenari.