Smart-1

« Older   Newer »
  Share  
Sè#9
icon11  view post Posted on 14/12/2004, 17:15




SMART-1 è la prima missione del programma SMART (Small Missions for Advanced Research in Technology) dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), che prevede il lancio di piccoli satelliti dedicati a verifiche tecnologiche, in vista delle future cornerstone mission dell’Agenzia. SMART-1 ha il compito di collaudare definitivamente la propulsione elettrica come metodo propulsivo primario di un satellite, ma ha anche un ben preciso obiettivo scientifico: lo studio della Luna.

L'obiettivo principale della missione è il collaudo definitivo della propulsione elettrica, una tecnologia cruciale per la progettazione della missione Bepi Colombo, che dovrebbe raggiungere Mercurio nel 2010 grazie a questo sistema. Su SMART-1, per la prima volta, sarà elettrica la propulsione primaria del satellite: l’energia dei pannelli solari verrà usata per generare e accelerare elettroni che ionizzano atomi di Xenon, il fascio di ioni viene a sua volta accelerato dal campo elettrico ed esce a gran velocità dando origine alla spinta.


LA PARTECIPAZIONE ITALIANA

Due degli esperimenti a bordo del satellite sono stati ideati e realizzati sotto la responsabilità italiana, un terzo vede un’importante collaborazione del nostro Paese.

Electric Propulsion Diagnostic Package (EPDP)

Principal Investigator: Giovanni Noci (Proel/Laben, Firenze)

EPDP è uno dei due strumenti a bordo di SMART-1 dedicati al controllo del funzionamento della propulsione elettrica e allo studio delle sue conseguenze sul satellite e sull’ambiente circostante. Il fascio di ioni che fuoriesce dal motore generando la spinta propulsiva può infatti erodere e deteriorare le superfici, causare aumenti di temperatura, generare campi elettromagnetici che interferiscono con le antenne, tutti effetti che non è stato possibile prevedere con esattezza a terra. Lo strumento è costituito da sensori posti all’esterno del satellite e dall’elettronica associata, per un peso complessivo di circa 2 Kg. Le misure ottenute permetteranno di progettare e realizzare motori elettrici per missioni spaziali sempre più efficienti e affidabili.


Radio Science Investigation (RSIS)

Principal Investigator: Luciano Iess (Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale e Astronautica, Università di Roma La Sapienza)

Questo esperimento ha lo scopo di mettere a punto un nuovo metodo per studiare lo stato di rotazione di un corpo celeste. Si vogliono infatti misurare, con un livello di accuratezza mai raggiunto prima, i moti di rotazione e librazione della Luna sfruttando l’ottima risoluzione spaziale della microcamera AMIE e il sistema di comunicazione del satellite in banda Ka (32GHz), che permette di ottenere un’altissima precisione nel tracking del satellite attraverso la misura dell’effetto Doppler dovuto al suo moto. Con lo stesso principio, l’esperimento può tenere sotto stretto controllo gli effetti della propulsione elettrica sui movimenti del satellite. La dimostrazione dell’efficacia di questa nuova tecnica di misura dei moti dei corpi celesti sarà molto importante per progettare esperimenti di geodesia sulle prossime missioni interplanetarie. Luciano Iess e Giovanni Palmierini sono anche responsabili scientifici dell’esperimento KaTE (Ka Telecommand Experiment) che ha lo scopo di dimostrare nuove tecniche di comunicazione tra satellite e terra basate su un più ampio spettro di frequenze.



Asteroid-Moon Micro-Imager Experiment (AMIE)

Principal Investigator: Jean-Luc Josset (Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique, Svizzera)
Responsabile italiano: Priscilla Cerroni (Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, Roma, CNR)

AMIE è una microcamera progettata da una collaborazione di scienziati svizzeri e italiani per studiare la topografia e le strutture superficiali della Luna. Ha un campo di vista di 5° e una risoluzione spaziale media di circa 50m/pixel; può lavorare in luce bianca o in uno dei tre filtri nell’ultravioletto, nel visibile e nell’infrarosso. Tutto lo strumento pesa solo 450 grammi ed è un gioiello della miniaturizzazione, realizzato con tecniche d’avanguardia nell’ambito della micro-elettronica e della micro-ottica. In Italia è stata realizzata l’elettronica di alimentazione della microcamera e l’interfaccia con il satellite.


 
Top
Sè#9
view post Posted on 19/12/2004, 14:15




La Luna europea

18 Novembre 2004

La navicella SMART-1 si sta inserendo in orbita intorno alla Luna. Dopo il successo ella prima missione per Marte, l’ESA incamera ora il successo della prima missione per la Luna. Quale sono le ultime notizie dalla navicella?

SMART-1 in queste ore è occupata a stabilizzarsi in orbita intorno al nostro satellite, grazie al suo motore a propulsione ionica, che dopo aver guidato SMART-1 in prossimità della Luna nel corso degli ultimi 13 mesi, il 15 novembre è entrato in funzione anche per questa manovra cruciale.
Il giorno prima la navicella aveva raggiunto quella zona dello spazio nella quale l’attrazione gravitazionale della Terra è identica a quella della Luna. Continuando il suo movimento, SMART-1 è ora passata sotto il controllo gravitazionale del nostro satellite, dopo aver percorso circa 84 milioni di km, una distanza comparabile con la minima distanza tra Terra e Marte quando si trovano in opposizione.

L’orbita finale sarà raggiunta a metà gennaio, e sarà un’ellisse che nel punto di massimo avvicinamento al nostro satellite disterà appena 300 km (sopra il polo sud della luna) e nel punto di massima distanza circa 3000 km (sopra l polo nord). A quel punto la sonda inizierà il programma scientifico.

Ma perché SMART-1 ha percorso 84 milioni di km quando la Luna dista solo 384 mila km? Tredici mesi non è un tempo eccessivamente lungo per una missione lunare?

Il tipo di traiettoria percorsa era funzionale alle tecnologie che si volevano sperimentare. SMART-1 ha spiraleggiato intorno alla Terra, aumentando dolcemente il raggio della sua orbita fino alla situazione che abbiamo appena descritto.

Lo scopo della prima parte della missione era tecnologico: sperimentare l'efficienza della propulsione ionico-solare. È la seconda missione in assoluto a sperimentare questa tecnica. La spinta di un qualsiasi razzo è fornita dall’espulsione di particelle ad altissima velocità: il razzo, insomma, "si dà la spinta appoggiandosi" sul gas che espelle.

Nel caso di un razzo a propulsione chimica, come tutti i lanciatori in uso, dagli Ariane 5 ai Delta II degli USA, alle Soyuz russe, l’energia necessaria è fornita al gas da reazioni di combustione chimica. Nel caso della propulsione termo-ionica, i pannelli solari della navicella trasformano l’energia solare in una differenza di potenziale molto alta che ionizza il gas e lo accelera.

Le particelle cariche vengono poi espulse attraverso un ugello, fornendo una spinta molto bassa, ma che può essere mantenuta per lunghi periodi di tempo. A differenza di un motore a propulsione chimica che fornisce una spinta estremamente violenta bruciando però il carburante in pochi minuti.

La Luna è tornata ad essere nel mirino delle agenzie spaziali, anche in previsione di un possibile sbarco dell’uomo nel prossimi decenni. Ma quelle tracce di acqua che erano state trovate da alcune missioni della NASA negli anni ’90 sembrano essersi volatilizzate. Che cosa ci dirà SMART-1?

SMART-1 cercherà tracce di acqua nei crateri polari della Luna. Negli anni ’90 si era creduto che sotto uno strato di polvere, in prossimità dei poli, potessero esserci veri e propri lastroni di ghiaccio. Questa possibilità sembra ora eliminata, ma è possibile che un contenuto di acqua possa esserci.

La presenza di acqua è interessante dal punto di vista propriamente scientifico, ma in generale anche per pensare a un suo possibile sfruttamento, sebbene al momento appaia piuttosto improbabile. Più in generale SMART-1 cercherà di raccogliere prove a favore o contrarie della teoria di formazione lunare più accreditata, secondo cui la Luna si sarebbe formata a causa di un impatto tra la Terra e un oggetto di dimensioni molto estese, paragonabile a quelle di Marte, che avrebbe avuto luogo nei primi centinaia di milioni di anni di vita del sistema solare.

I dati raccolti potranno essere utili anche per lo studio del vulcanismo, della tettonica a zolle, della chimica del suolo lunare. Fino a oggi sono stati analizzati 382 kg di roccia lunare riportate a terra da sei missioni Apollo, dal 1969 al 1973. Tuttavia sono campioni che provengono dalla zona equatoriale della faccia che la Luna rivolge alla Terra.

SMART-1 si inserisce invece in un'orbita polare e potrebbe riservarci sorprese.

SMART-1 non è solo la prima missione lunare dell’ESA. È una serie di prime volte. Quali altre soluzioni tecnologiche ha sperimentato?

Per la prima volta è stata dimostrata la possibilità di usare per le telecomunicazioni due intervalli ad alta frequenza, nella banda X (8 GHz) e nella banda Ka (32-34 GHz). Oltre che ad aver sperimentato un nuovo sistema di codificare i dati trasmessi.

Per la prima volta in Europa è stata sperimentata una connessione laser continua tra la Terra e una navicella spaziale.

E per la prima volta una navicella ha a bordo anche un sistema di navigazione, OBAN, che permette alla sonda di sapere in quale punto dello spazio si trova, e che è un passo avanti per il controllo automatico di navicelle future.

Infine occorre ricordare la compattezza della strumentazione: SMART-1 è un cubo di lato pari a 1 metro ed è equipaggiato con una strumentazione scientifica d’eccellenza.

In definitiva è una missione tecnologica di successo, che apre la strada al prosieguo della sfida spaziale.

user posted image

Edited by Sè#9 - 19/12/2004, 14:17
 
Top
1 replies since 14/12/2004, 17:15   231 views
  Share