Il raggio traente a breve non sarà più fantascienza
Ricercatori americani prevedono la realizzazione di un prototipo entro i prossimi 10 anni
Gli appassionati di romanzi o film di fantascienza avranno sicuramente familiarità col cosiddetto “raggio traente” (tractor beam, in inglese): è quello usato da astronavi aliene per rapire esseri umani o dalla Enterprise di Star Trek per trascinare a sé navi spaziali e asteroidi.
Ora, stando alle dichiarazioni di un gruppo di ricercatori americani, il raggio traente non sarà più solo appannaggio di opere di fantascienza, ma farà presto la sua comparsa anche nel nostro universo, sebbene per usi più prosaici di quelli elencati sopra.
Andiamo, quindi, a vedere come si pensa di realizzarlo e a quali utilizzi verrà destinato.
Il raggio traente: elettricità statica in una camera a vuoto
Avete presente quando, strofinandovi un palloncino sulla testa, vi si rizzano i capelli?
Si tratta di elettricità statica, ed è il concetto su cui si basa il raggio traente immaginato dal prof. Hanspeter Schaub dell’Università del Colorado e dal suo gruppo, come riporta Daniel Strain su Phys.org.
In pratica, una sonda emette un fascio di elettroni che colpiscono un oggetto, conferendogli una carica negativa, mentre la sonda diventa più positiva.
Dato che gli opposti si attraggono, ciò crea una sorta di “laccio virtuale”, con cui l’oggetto viene trascinato verso la sonda.
Fin qui tutto piuttosto semplice, ma le difficoltà iniziano quando si vuole usare il raggio traente nello spazio, che è inondato da una sottile nube di elettroni liberi e atomi elettricamente carichi, detta plasma.
Per replicare tali condizioni sulla Terra, i ricercatori hanno ideato una soluzione ingegnosa, costruendo un cilindro d’acciaio inossidabile delle dimensioni di un barile, con degli oblò per sbirciare all’interno.
Tale cilindro, chiamato ECLIPS (da Electrostatic Charging Laboratory for Interactions between Plasma and Spacecraft, traducibile come Laboratorio di Caricamento Elettrostatico per Interazioni tra Plasma e Sonda), funge da camera a vuoto.
Infatti, usando una pompa, si depressurizza la camera finché non resta più aria all’interno.
Infine, usando dei cubi o forme più complesse, si simulano gli oggetti bersaglio del raggio traente.
Netturbini spaziali armati di… raggio traente
Nel 1999 usciva in Giappone il manga Planetes, che segue le avventure di un gruppo di astronauti addetti a tenere pulito lo spazio in prossimità della Terra.
Appena un decennio più tardi, un servizio considerato fino ad allora avveniristico si dimostrò ben più urgente del previsto, in seguito alla collisione tra un satellite russo dismesso e un satellite per le comunicazioni, che generò ben 1800 pezzi di detriti spaziali.
Ovviamente, più detriti ci sono nello spazio, più è probabile che se ne formino altri, a causa del maggiore rischio di collisione con satelliti; al momento, si stima che ci siano oltre 23000 detriti grandi quanto una palla da tennis o più in orbita nello spazio.
E qui entra in gioco l’invenzione del prof. Schaub e del suo gruppo: una flotta di piccole sonde, armate di raggio traente, potrebbe fungere da netturbini spaziali; il tutto in totale sicurezza, grazie all’assenza di contatto diretto coi detriti, che spesso si muovono molto velocemente e in maniera imprevedibile.
Inoltre, tali sonde potrebbero anche essere impiegate per rimuovere satelliti ancora in uso, ma obsoleti, facendo spazio ad altri di nuova generazione.
In base ai test effettuati in ECLIPS e a quelli simulati al computer, sarebbe possibile spostare un satellite del peso di varie tonnellate di circa 300 km in due-tre mesi. Ovviamente si tratta di un tempo enorme, ma non è un tipo di servizio che richieda un’esecuzione rapida.
Problemi da superare per l’impiego del raggio traente
Cosa impedisce, quindi, al progetto di decollare (letteralmente)?
Beh, innanzitutto i satelliti dismessi di solito non restano fermi in un sol punto, a causa della mancanza di carburante per mantenere un’orbita stabile, e possono anche trovarsi in una situazione di vera e propria caduta libera.
Almeno in teoria, comunque, pare sia possibile bersagliare tali satelliti con un flusso intermittente di elettroni (invece che continuo), in modo da rallentarne la rotazione e poter quindi intervenire in sicurezza, sia per la rimozione che per eventuale manutenzione.
Inoltre, volendo estendere l’utilizzo delle sonde con raggio traente allo spazio cislunare, cioè tra la Terra e la Luna ma oltre l’atmosfera terrestre, si presenta un ulteriore problema.
Infatti, fuori dal campo magnetico della Terra, il plasma diventa imprevedibile: anche solo il passaggio di una sonda può disturbarne il flusso, generando una scia di ioni (cioè, atomi elettricamente carichi), che può avere impatti sul funzionamento del raggio traente.
Per simulare questo problema, i ricercatori hanno aggiunto una “pistola a ioni” a ECLIPS, cioè un dispositivo in grado di creare flussi di ioni in rapido movimento nella camera a vuoto.
Nonostante tutto, Schaub è fiducioso che, avendo a disposizione finanziamenti adeguati, un primo prototipo di sonda con raggio traente possa essere lanciato nello spazio tra cinque-dieci anni.
E i costi non dovrebbero essere un problema, in quanto la stessa sonda dovrebbe essere in grado di gestire decine di detriti durante il suo ciclo vitale.
Bellissimo articolo, molto semplice da comprendere sopratutto per chi non ha competenze in materia. Sei davvero bravo, ma già lo sapevo.
Grande, sei riuscito a metterci anche Planetes! Ci stava tutto (bella serie tra l'altro).
Mah, considerando che a 20 metri dal portoncino della mia palazzina hanno depositato un gabinetto da più di due mesi e non sembrano intenzionati a portarlo via, mi incuriosisce come l'umanità possa impegnarsi a rimuovere i detriti dallo spazio (che per carità sono un problema). Sicuramente un satellite con un pannello bucato è un problema ben più grande della spazzatura in città.