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Small debris removal by laser illumination and complementary technologie

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Una tecnologia laser rimuove i detriti orbitali

Migliaia di minuscole particelle di detriti spaziali orbitano intorno alla Terra, rappresentando una grossa minaccia per i satelliti. Un progetto finanziato dall’UE tenta di dare una ripulita allo spazio mediante l’utilizzo di laser terrestri.

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Il funzionamento degli attuali sistemi di monitoraggio dei detriti spaziali si basa su cataloghi contenenti principalmente dati ricavati da radar e tecnologie ottiche passive. La rimozione dei detriti nell’orbita terrestre bassa mediante l’illuminazione laser richiede una conoscenza puntuale della posizione e della traiettoria degli oggetti sia durante sia dopo la modifica dell’orbita. Lo sviluppo di sistemi ottici attivi, in grado di offrire un monitoraggio ad alta precisione di detriti di pochi centimetri di grandezza, spiana la strada a tecniche di rimozione basate sulla luce laser. Il progetto CLEANSPACE (Small debris removal by laser illumination and complementary technologie), finanziato dall’UE, studia il ruolo della tecnologia laser per la rimozione di detriti di piccole dimensioni. Nell’ambito dell’iniziativa è stata definita un’architettura globale destinata a operazioni di sorveglianza, identificazione e monitoraggio che si presta a essere integrata in un sistema di protezione laser terrestre. Gli scienziati hanno elaborato una tabella di marcia tecnologica del sistema laser tesa all’allontanamento dei detriti dall’orbita, che rappresenta una grossa fetta del processo di rimozione completa. In sostanza, un impulso laser crea una piccola forza sul detrito spaziale attraverso il fenomeno dell’ablazione della superficie. Ciò determina un cambiamento di rotta della particella che consente di evitare la collisione e di avviare contemporaneamente il processo di reingresso nell’atmosfera (deorbitazione). L’iniziativa CLEANSPACE ha introdotto idee innovative sul piano tecnico. I ricercatori hanno studiato l’interazione laser-materia nel vuoto e dimostrato un accoppiamento coerente di fasci laser caratterizzati da un livello di energia moderato, insieme alla capacità della tecnologia ceramica di sviluppare campioni di grandi dimensioni con forme complesse e una ripartizione drogante luminescente. Il progetto ha proposto la creazione di un’organizzazione internazionale che offre un contributo a lungo termine nel settore e propone un processo ottimale di rimozione dei detriti. Gli esperti hanno ideato una serie di strumenti di simulazione in grado di prevedere il cambio di traiettoria delle operazioni in un solo passaggio. Nell’ambito dell’iniziativa sono stati condotti quattro esperimenti: il primo, intitolato “Modello di monitoraggio dei detriti”, il secondo, che ha dimostrato il processo di propulsione di ablazione laser, il terzo, che consisteva in un laser a disco sottile e il quarto, incentrato sull’accoppiamento coerente di nove laser. La tabella di marcia di CLEANSPACE relativa allo sviluppo di un sistema di rimozione dei detriti spaziali con tecnologia laser contribuirà alla protezione delle risorse spaziali dell’UE dalle collisioni. Nel lungo termine, l’iniziativa garantirà il proseguimento delle missioni spaziali che è sempre più minacciato dall’aumento della quantità di detriti.

Parole chiave

Laser, detrito spaziale, monitoraggio, ablazione della superficie, interazione laser-materia, simulazione

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