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Il sistema del satellite a filo

Il satellite Tethered, ovvero "satellite a filo", è stato lanciato per il suo primo volo di prova durante la missione STS-46 dello Space Shuttle. Questa missione, alla quale ha partecipato per la prima volta un astronauta italiano, rappresenta il primo progetto di grande complessità e sofisticazione intrapreso in cooperazione tra l'Italia e gli Stati Uniti d'America dall'inizio del programma Space Shuttle nel 1981.

Il satellite Tethered è stato sviluppato dall'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e il dispositivo di lancio dalla NASA (National Aeronautics and Space Administration). La strumentazione scientifica sul satellite e nella stiva dello Shuttle è stata progettata e realizzata da università e centri di ricerca con finanziamenti della NASAe dell'ASI.
Durante il volo inaugurale il satellite Tethered, attaccato ad un cavetto elettrico, doveva essere lanciato fuori dalla stiva e "filato" come un aquilone fino a venti chilometri sopra allo Shuttle in volo orbitale a 300 chilometri. Dopo un periodo di volo di circa quindici ore in questa formazione, il satellite doveva essere riportato nella stiva ricuperando il filo.

Il sistema a filo può creare differenze di potenziale elettrico fino a 5.000 volt tra il satellite e lo Shuttle, le due estremità del filo conduttore, che si sposta attraverso il campo magnetico terrestre alla velocità di 26.000 chilometri all'ora. La strumentazione scientifica del satellite e dello Shuttle misura questi fenomeni elettromagnetici e fornisce informazione sui meccanismi di raccolta di cariche da parte di corpi ad elevato potenziale elettrico nello spazio.

Mentre il satellite carico positivamente raccoglie elettroni dalla ionosfera, due generatori di elettroni installati nella stiva dello Shuttle possono espellere elettroni nella stessa ionosfera e pertanto creare un flusso di cariche che chiude il circuito elettrico.

Onde elettromagnetiche possono essere generate da questo sistema orbitante e la strumentazione sullo Shuttle e le stazioni di ascolto a terra sono in grado di rivelarle.
La missione, svoltasi nell'agosto 1992 a bordo dello Shuttle Atlantis è stata condizionata da un inceppamento del verricello del cavo durante la fase di lancio del satellite che ha limitato la lunghezza del filo a soli 256 metri. Nonostante l'incidente, l'esperimento di generazione di potenza elettrica ha avuto successo anche se a livelli di tensione e di corrente molto inferiori delle possibilità teoriche del sistema. In condizioni particolarmente difficili e dopo fasi alterne, che hanno tenuto tutti con il fiato sospeso, gli astronauti, aiutati dai tecnici di terra, hanno potuto ricuperare il satellite, riportandolo nella stiva. Dopo questo primo volo sperimentale, che ha provato la funzionalità del sistema, altre missioni sono previste nel prossimo futuro.

Questi esperimenti del tutto nuovi ed impossibili nei laboratori a terra consentono di fare un balzo in avanti nelle nostre conoscenze della fisica della ionosfera e mettere a punto tecnologie per la trasformazione di potenza meccanica in potenza elettrica e per la propulsione elettrica nello spazio. Le stazioni spaziali potranno così utilizzare nuove sorgenti energetiche alternative e propulsori puliti.

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