Verso l'infinito e oltre, con uno sciame di minuscole macchine • Il Registro

I ricercatori ritengono che il futuro dell'esplorazione spaziale potrebbe appartenere a sonde piccole ed economiche che salperanno sotto la forza del sole.

In un documento prestampato intitolato "BLISS: Interplanetary Exploration with Swarms of Low-Cost Spacecraft", gli autori Alexander Alvara, Lydia Lee, Emmanuel Sin, Nathan Lambert, Andrew Westphal e Kristofer Pister delineano un progetto che mira ad andare dove nessuno uno è già andato prima con una flotta di piccoli veicoli spaziali economici e alimentati da Linux.

"Il progetto BLISS ha lo scopo di dimostrare che le tecnologie dei cellulari e altre miniaturizzazioni attraverso i progressi tecnologici consentono capacità senza precedenti nello spazio", affermano nel loro articolo gli autori, affiliati all'Università della California, Berkeley.

I veicoli spaziali BLISS, ciascuno con una massa di circa 10 grammi, sono più piccoli di un CubeSat da 10 cm3 e 1,33 kg (3 libbre). Il design BLISS raffigura un circuito stampato unito a un pannello solare per formare una forma a T, trainato da una vela solare significativamente più grande con una "vela rollata" aggiuntiva per consentire la rotazione dell'imbarcazione.

Questi veicoli spaziali, che dovrebbero costare meno di 1.000 dollari ciascuno, sono costituiti da: una vela in mylar quadrata da 1 m2; motori con sistema microelettromeccanico (MEMS) per il controllo della vela; un'unità di misura inerziale (IMU) per il rilevamento della rotazione; un trasmettitore laser e un ricevitore ottico a diodo a valanga a singolo fotone (SPAD); un'aletta del radiatore in grafite pirolitica altamente orientata (HOPG) per il controllo termico; una batteria ai polimeri di litio; una fotocamera per iPhone; un PC VoCore2 con Linux e software personalizzato; e celle solari Alta.

I lettori abituali di Reg sapranno che Linux è già andato nello spazio: ad esempio, sulla Stazione Spaziale Internazionale e su Marte. E SpaceX utilizza una distribuzione Linux personalizzata nei suoi satelliti Internet a banda larga Starlink.

I veicoli spaziali più grandi alimentati a vela solare sono difficili da costruire, costosi e tendono a comportare missioni dell’ordine di una dozzina di anni a causa dei tempi di transito coinvolti, sostengono gli autori. Anche i CubeSat, dicono, richiedono centinaia di metri quadrati di superficie velica per fornire una propulsione utile.

Per un veicolo spaziale da 10 grammi, una vela solare da 1 m2 rappresenta l’opzione di propulsione più pratica e il design BLISS, sostengono, funzionerebbe bene su larga scala. Una flotta di mille persone peserebbe solo 10 chilogrammi e la pila di vele per spingerla in avanti sarebbe spessa solo pochi millimetri.

Gli scienziati di Berkeley suggeriscono che una missione iniziale adeguata sarebbe quella di fotografare tra le dieci e le poche centinaia di oggetti vicini alla Terra (NEO).

"Ci sono circa 20.000 NEO conosciuti, circa 1.000 dei quali si ritiene siano asteroidi con un diametro superiore a 1 km", osservano. "Solo 10 di questi NEO sono stati visitati da veicoli spaziali."

Modellando un viaggio verso Bennu – un asteroide vicino alla Terra visitato nel 2020 dalla navicella spaziale Osiris-REx della NASA – gli scienziati spaziali stimano che le navi BLISS potrebbero completare una missione di andata e ritorno in poco più di 5,1 anni (1.866 giorni).

La missione Osiris-REx è durata poco più di sette anni (2.572 giorni) e i campioni torneranno sulla Terra questo settembre. Una volta completata, la missione costerà circa 1,2 miliardi di dollari.

Dopo aver completato un test di visita NEO, il team BLISS propone di raccogliere materiale da migliaia di comete della famiglia di Giove utilizzando la navicella spaziale. Osservano che il più recente Planetary Decadal Survey degli Stati Uniti ha identificato il recupero di campioni di comete come una missione ad alta priorità, ma non ha potuto essere completata fino alla metà degli anni 2040 utilizzando un approccio proposto nel concorso New Frontiers. Con uno sciame di velivoli BLISS da 10 grammi, insistono che la missione potrebbe essere completata entro il prossimo decennio.

Per quanto riguarda la schermatura dalle radiazioni, BLISS punta a sperare per il meglio. "Il budget di massa del BLISS non consente una schermatura sufficiente per avere un impatto significativo sulla dose che colpisce i componenti elettronici", affermano gli autori. "Tuttavia, l'elettronica attentamente progettata dovrebbe essere in grado di sopravvivere a una missione pluriennale con sufficiente probabilità."

E in caso contrario, forse vale la pena sacrificare alcune macchine Linux poco costose per il bene della scienza. ®