Una nuova propulsione elettrica allo iodio per veicoli spaziali

Il motore che funziona allo Iodio
L’immagine di un propulsore elettrico satellitare.

Per i satelliti che ruotano intorno alla Terra, l’uso dell’elettricità è fondamentale. Il pieno di elettroni è utile per ionizzare e spingere le particelle di xeno per muovere il veicolo lungo le traiettorie impostate dagli ingegneri. Gli atomi di Xeno si ionizzano facilmente e sono abbastanza pesanti da creare una spinta, di contro il gas è raro e costoso e difficile da immagazzinare.

Grazie a nuove ricerche, potremmo presto avere un’alternativa. Utilizzare lo Iodio. La società di tecnologia spaziale ThrustMe ha testato in orbita un satellite alimentato a gas Iodio. Questa tecnologia promette di rendere i sistemi di propulsione satellitare più efficienti ed economici che mai. “Lo iodio è significativamente più abbondante ed economico dello xeno e ha il vantaggio aggiuntivo di poter essere conservato senza pressione come un solido”, afferma Dmytro Rafalskyi, CTO e co-fondatore di ThrustMe.

La sperimentazione dello Iodio sul campo

I numerosi test a terra dei motori di propulsori allo Iodio sono stati promettenti. Ovviamente farli funzionare nello spazio è un step importante nello sviluppo. questi rappresentano il segno evidente che questo può essere il futuro dei motori di veicoli spaziali su piccola scala. Il team ha utilizzato lo Iodio per alimentare un satellite CubeSat da 20 kg con un motore denominato NPT30-I2, lanciato il 6 novembre 2020. Le manovre sono state eseguite con successo e lo iodio ha dimostrato di raggiungere un’efficienza di ionizzazione superiore anche allo xeno.

Oltre ai vantaggi di cui abbiamo già parlato, i motori a base di Iodio potrebbero anche essere costruiti in forme notevolmente più piccole e semplici rispetto ai satelliti attuali. A differenza dello xeno e di altri propellenti, lo Iodio può essere immagazzinato a bordo nella sua forma solida prima di essere convertito in gas. Quindi non vi è bisogno di ingombranti serbatoi di gas ad alta pressione. “La riuscita dimostrazione dell’NPT30-I2 significa che possiamo procedere al passo successivo nello sviluppo della propulsione allo iodio”, afferma Rafalskyi.

“In parallelo con i nostri test nello spazio, abbiamo sviluppato nuove soluzioni che consentono di aumentare le prestazioni e abbiamo iniziato un’ampia campagna di test di resistenza a terra per spingere ulteriormente i limiti di questa nuova tecnologia” ha aggiunto il CEO. Si prevede che decine di migliaia di satelliti verranno lanciati in orbita nel prossimo decennio, quindi trovare modi per renderli il più efficienti e convenienti possibile è fondamentale se vogliamo continuare a esplorare e analizzare la Terra e l’Universo che ci circonda.

Il futuro della propulsione satellitare

L’uso dello Iodio nel rendere i satelliti più convenienti, più efficienti e più compatti ha molteplici vantaggi. Innanzitutto nel modo in cui le costellazioni di satelliti possono essere dispiegate in sicurezza lungo le orbite, addestrate per evitarsi a vicenda. Ma anche nella fase di smaltimento quando hanno raggiunto la fine della loro vita utile.

Le sfide però rimangono. In primis lo Iodio è altamente corrosivo, il che significa che si dovrà far largo uso di ceramica per proteggere le parti del satellite. In più bisogna aggiungere che al momento i motori a iodio non sono così reattivi come le loro controparti allo xeno. Tuttavia, questo è primo passo importante passo avanti per la tecnologia.

L’intero progetto è condensato all’interno di uno studio scientifico pubblicato sulla rivista Nature il 17 Novembre 2021 (rif.).“La pubblicazione di questi risultati storici non è importante solo per ThrustMe, ma anche per l’industria spaziale in generale”, afferma il CEO e co-fondatore di ThrustMe Ane Aanesland. “Avere i nostri risultati sottoposti a revisione paritaria e accessibili pubblicamente fornisce alla comunità ulteriore fiducia e aiuta a creare un punto di riferimento all’interno del settore”.

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