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AvanTIUn nuovo rover lunare a levitazione elettrostatica

11.03.22 - 07:00
Gli ingegneri del MIT stanno testando l’idea di un rover sospeso che levita sfruttando la carica naturale della Luna.
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Un nuovo rover lunare a levitazione elettrostatica
Gli ingegneri del MIT stanno testando l’idea di un rover sospeso che levita sfruttando la carica naturale della Luna.

Gli ingegneri aerospaziali del MIT stanno sperimentando un nuovo progetto per un rover sospeso che levita sfruttando la carica naturale della Luna. In assenza di un’atmosfera, infatti, la Luna e gli asteroidi costruiscono un campo elettrico attraverso l’esposizione diretta al Sole. Sulla Luna, ad esempio, questa forte carica superficiale può far levitare la polvere a più di un metro dal suolo.

Di recente, gli scienziati della NASA e di altre agenzie spaziali hanno proposto di sfruttare la carica naturale della Luna per far levitare un velivolo con ali fatte di mylar, un materiale che mantiene naturalmente la stessa carica delle superfici dei corpi privi di aria. Il concetto si basa sulla teoria che le superfici con carica simile possono respingersi a vicenda, e questo aiuterebbe il velivolo a rimanere in aria. Tuttavia, un tale progetto sarebbe limitato a piccoli asteroidi, poiché corpi planetari più grandi avrebbero un’attrazione gravitazionale più forte e contrastante.

Per superare questo problema, gli ingegneri del MIT hanno pensato di adoperare minuscoli fasci di ioni per aumentare la carica del veicolo e così anche la carica respingente della superficie. In un primo studio di fattibilità hanno costruito un rover a forma di disco volante in stile retrò, progettato per generare una forza repulsiva relativamente grande tra il veicolo e il suolo, e hanno dimostrato che una tale spinta ionica dovrebbe essere abbastanza forte da far levitare un piccolo veicolo da 900 grammi sulla Luna e su grandi asteroidi.

Il design si basa sull’uso di propulsori ionici in miniatura, chiamati sorgenti ioniche-liquide. Questi piccoli ugelli sono collegati a un serbatoio contenente liquido ionico sotto forma di sale fuso a temperatura ambiente. Quando viene applicata una tensione, gli ioni del liquido vengono caricati ed emessi con una determinata forza attraverso gli ugelli. Per testare l’idea, il team ha inizialmente modellato un piccolo rover a forma di disco con propulsori ionici. Hanno poi modellato i propulsori per irradiare ioni caricati negativamente dal veicolo, il che ha effettivamente dato al veicolo una carica positiva, simile alla superficie caricata positivamente della Luna, scoprendo però che questo non bastava per far decollare il veicolo.

A questo punto, puntando propulsori aggiuntivi a terra e irradiando ioni positivi per amplificare la carica della superficie, i ricercatori hanno pensato che la spinta potrebbe produrre una forza maggiore contro il rover, abbastanza da farlo levitare. Elaborando quindi un semplice modello matematico, hanno scoperto che l’idea potrebbe funzionare. In base a questo modello, infatti, il team ha previsto che un piccolo rover del peso di due chili potrebbe raggiungere la levitazione di circa un centimetro dal suolo della Luna utilizzando una sorgente di ioni da 50 kilovolt.

Per essere certi che il modello rappresentasse ciò che potrebbe accadere in un ambiente reale, i ricercatori hanno costruito un semplice scenario in laboratorio e hanno trovato corrispondenze tra i risultati sperimentali rispetto al loro modello, dando conferma che le loro previsioni fossero realistiche. I propulsori ionici, comunque, potrebbero generare più forza con una tensione maggiore così da sollevare un veicolo più in alto da terra. Ciò consentirebbe quindi a un rover di librarsi dal suolo ed eseguire manovre più sicure su terreni irregolari.

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