Dagli Stati Uniti e in collaborazione con il Goddard Space Flight Center della Nasa, la Purdue University ha presentato al 31esimo congresso sui piccoli satelliti, in corso a Logan (Utah, Usa) fino a giovedì 10 agosto, una nuova tecnica per la propulsione di piccoli satelliti che si avvale, per la spinta, di vapore acqueo

È proprio vapore acqueo quello utilizzato dai ricercatori della School of Aeronautics and Astronautics, alla Purdue University (Stati Uniti), per la propulsione di piccoli satelliti – i cosiddetti CubeSat – al fine di garantirne le manovre in volo. L’innovativo sistema, per il quale è già stata depositata la richiesta di brevetto, nasce dalla progettazione di un minuscolo ugello che trasforma le molecole di vapore acqueo in propulsore.

Seppure miniaturizzati, i CubeSat sono satelliti a tutti gli effetti. Nel caso specifico, il prototipo messo a punto dagli studenti di Purdue non supera i 2.8 kg, con evidenti vantaggi in termini di costo finale per un satellite piccolo ma super efficiente che viene assemblato con componenti off-the-shelf, cioè già pronti e acquistabili sul mercato. Con un prezzo decisamente concorrenziale, quindi, rispetto ai loro cugini più grandi, i CubeSat potrebbero essere impiegati in numerosi campi, dall’imaging ad alta risoluzione ai servizi per internet, dal monitoraggio ambientale alla sorveglianza militare. Ma per ottenere il massimo della funzionalità dai CubeSat sarà necessario mettere a punto congegni di micropropulsione capaci di produrre impulsi brevi e precisi, per le diverse applicazioni spaziali, scientifiche, commerciali o militari.

Ed è per questo che il team guidato da Alina Alexeenko, della Purdue University, sta lavorando allo sviluppo di nuovi sistemi di micro propulsione che utilizzano acqua purissima. «Sembra che l’acqua sia abbondante su Phobos, la luna di Marte, e questo la renderebbe una sorta di enorme stazione di servizio spaziale», dice Alexeenko. «L’acqua è anche un propellente molto pulito, e potrebbe ridurre il rischio di contaminazioni su strumenti sensibili dovuto al riflusso dei getti propulsivi».

Il nuovo sistema, chiamato Film-Evaporation MEMS Tunable Array, usa un sistema di capillari piccoli a sufficienza per sfruttare le microscopiche proprietà dell’acqua. Trattandosi di tubicini che misurano appena 10 micrometri di diametro, la tensione superficiale del fluido ne impedisce la fuoriuscita, anche nel vuoto dello spazio. Attivando dei piccoli riscaldatori posti vicino alla parte terminale dei capillari, si crea vapore e si produce la spinta. Un po’ come avviene nelle stampanti a getti d’inchiostro, che fanno uso di resistenze per riscaldare l’inchiostro fino a farne uscire le gocce.

La ricerca, alla quale hanno partecipato numerosi studenti, è stata sviluppata grazie alla collaborazione con il Goddard Space Flight Center della Nasa, che ha creduto e investito in questa tecnica fin dal 2013. «Quello che ora vogliamo fare è integrare il nostro sistema su un satellite per una vera missione spaziale», si augura Alexeenko.