Il viaggio nello spazio interstellare non avrà successo senza un sistema di frenata migliore

Una delle chiavi più importanti per rendere possibile la navigazione interstellare nello spazio è costruire qualcosa che possa andare veloce - molto velocemente. Un'altra cosa che non è così ovvia? Colpire in modo efficiente i freni.

Sebbene l'obiettivo del viaggio spaziale sia quello di percorrere lunghe distanze il più rapidamente possibile, il progetto deve basarsi sulla missione. Se stai cercando di raggiungere l'equivalente cosmologico di Bumfuck, Nowhere, fermarti velocemente non è così importante - non devi nemmeno costruire un meccanismo di frenata per la tua astronave.

Ma non è esattamente il punto del viaggio nello spazio. Tu vuoi andare da qualche parte - o perché stai provando a studiare un sistema da lontano, o stai cercando di atterrare su un nuovo mondo ed esplorarlo in superficie.

In entrambi i casi, devi essere sicuro di poter rallentare il tuo veicolo spaziale in modo da non saltare semplicemente in un batter d'occhio (o peggio, schiantarsi contro qualcosa). Se stai solo facendo un sorvolo il Nuovi orizzonti la sonda si sta diffondendo nella fascia di Kuiper con Plutone e altri mondi - è comunque necessario andare abbastanza lentamente per raccogliere dati utili. Se stai cercando di entrare nello spazio orbitale di un pianeta, allora tu decisamente devi assicurarti di muoverti abbastanza lentamente da non bruciarti semplicemente nell'atmosfera di quel mondo - o schiantarti sulla superficie come un asteroide senza alcun senso di santità.

Gli aerei che viaggiano attraverso i cieli terrestri usano la resistenza per rallentare. Non ci sono gas che puoi sfruttare per rallentare.

Quindi come freni? Uno degli ingegneri della tecnica, chiamato aerobraking, sfrutta la gravità. Fondamentalmente, un veicolo spaziale dovrebbe cambiare la sua velocità quando entra in un'orbita ellittica allungata alla sua destinazione. Ciò avviene combinando un sistema di propulsione inversa (cioè sparando fuoco davanti alla navicella spaziale) con la gravità e l'atmosfera proprie del pianeta. Se l'atmosfera è densa, allora una singola passata orbitale dovrebbe essere efficiente per rallentare il veicolo spaziale verso il basso. Se è sottile o inesistente, diverse passate orbitali funzioneranno per rallentare abbastanza la navicella in modo che entri finalmente in un'orbita stabile attorno al pianeta o alla luna che viene investigata.

Ma questo non è facile. Ad esempio, il raggiungimento di un'orbita finale stabile attorno a Marte richiede altri sei mesi dopo una nave spaziale ha già raggiunto il pianeta rosso. Se il tuo sistema di propulsione è basato su sostanze chimiche, le atmosfere più sottili significano che devi sprecare più carburante per rallentare e aiutare il processo di aerofagia. Questi costi sono molto più alti se stai cercando di atterrare sulla superficie stessa.

E quando si tratta di sistemi di propulsione di veicoli spaziali rinnovabili - che sono ancora in fase di sviluppo - i meccanismi di frenatura sono ancora meno ben pensati. Per esempio, diamo un'occhiata all'iniziativa Breakthrough Starshot, che prevede di inviare nanocraft ad Alpha Centauri a circa un quinto della velocità della luce, usando un raggio di luce che spinge in avanti le vele solari di una nave spaziale.

Le vele solari potrebbero essere una fantastica forma di propulsione per veicoli leggeri per veicoli leggeri. Fai affidamento solo sul potere del sole per muoverti in avanti. Ma poi hai una domanda più grande da affrontare - come rallenti? Come una normale vela, l'idea sarebbe quella di permettere alla forma della vela di riconfigurarsi in modo tale da poter anche usare il potere del sole per rallentare.

Quello è tanto più facile a dirsi che a farsi. Dopotutto, se il tuo piano è di viaggiare su un nuovo sistema stellare, non avrai il controllo in tempo reale della vela della nave spaziale. Devi anche gestire la luce di un'altra stella interagendo con la vela. Andare verso quel sistema significa che probabilmente ti stai dirigendo verso quella stella (o stella) prima di tutto.

Altri esperti stanno cercando di modificare il sistema di aerobraking in modo da sfruttare le nuove tecnologie emergenti. Una delle idee più bizzarre è la magnetosfera, un progetto appena finanziato come parte dei prossimi premi NASA della Fase II attraverso il suo programma NASA Innovative Advanced Concepts. Proposto da Redmond, società con sede a Washington, MSNW, il piano è quello di creare uno schermo al plasma magnetizzato attorno a una nave spaziale che interagirebbe con l'atmosfera di un pianeta di destinazione e contribuire a ridurre la velocità del veicolo ancora di più di un sistema di aerofobia convenzionale funzionante da solo. Il concetto funziona come un paracadute invisibile.

Certo, questa idea è totalmente concettuale in questo momento. Le piante di MSNW usano la loro sovvenzione di $ 500.000 per portare avanti la ricerca per far funzionare la magnetosfera, ma chissà se si avvicineranno addirittura al raggiungimento di un prototipo funzionante.

Nel frattempo, la frenatura continua a essere una considerazione trascurata del design quando si tratta dello sviluppo di veicoli spaziali. Non c'è dubbio che la velocità è essenziale, ma è importante ricordare che è proprio come quando guidiamo le auto qui sulla Terra: andare veloci porta solo al destino se non possiamo anche rallentare fino all'arresto.