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MEMS-Based Electric Micropropulsion for Small Spacecraft to Enable Robotic Space Exploration and Space Science

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Piccoli satelliti cercano di raggiungere le stelle

Inviare un satellite nello spazio e metterlo in orbita richiede centinaia di migliaia di litri di combustibile. Ma se tutto questo propellente non fosse necessario?

Tecnologie industriali

Gli scienziati europei del progetto MICROTHRUST hanno progettato un minuscolo motore alimentato con un liquido ionico, precisamente EMI-BF4. Questo composto è formato da molecole elettricamente cariche chiamate ioni ed è liquido a temperatura ambiente. Gli ioni vengono estratti dal liquido e quindi proiettati mediante un campo elettrico per generare la propulsione. Questo è il principio alla base del motore ionico MICROTHRUST: il carburante non viene bruciato, ma viene espulso. Nel motore sviluppato gli ioni sono emessi da una serie di minuscoli ugelli di silicio, oltre 1 000 per centimetro quadrato. Il carburante viene prima guidato da un serbatoio all'estremità dei micro ugelli, dove gli ioni sono accelerati e infine emessi dalla parte posteriore del satellite. Il sistema di espulsione degli ioni richiede un elevato voltaggio elettrico, ma l'energia disponibile a bordo di un nanosatellite è limitata a poche piccole celle solari (o circa 4 W di corrente). Questa difficoltà è stata superata grazie alla miniaturizzazione del sistema. Il minuscolo motore non è stato costruito per lanciare in orbita i satelliti; invece, esso è stato progettato per aiutare il veicolo spaziale a manovrare una volta che si trova nello spazio, un'operazione che in precedenza richiedeva motori ingombranti e costosi. Il nuovo motore ultra-compatto permetterà ai satelliti di cambiare direzione mentre orbitano a 40 000 km/h. Il primo prototipo di MICROTHRUST del motore è già uscito dai laboratori e può essere testato in condizioni reali con la missione CleanSpace One: un nanosatellite per ripulire lo spazio in fase di sviluppo. I nanosatelliti sono molto più economici di quelli più grandi, ma attualmente non possiedono un efficace sistema di propulsione e sono perciò bloccati nella loro orbita attorno alla Terra. I risultati del progetto potrebbero dare inizio a una nuova era dell'esplorazione spaziale a basso costo.

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