Un gruppo di fisici francesi ha ottimizzato un tipo di propulsore ionico in modo da renderlo capace di gestire un lungo viaggio nello spazio profondo. Si tratta di un propulsore che richiede 100 milioni di volte in meno di carburante rispetto ai propulsori comuni che utilizzano reazioni chimiche per alimentare la spinta di un veicolo spaziale.
Per l'esperimento gli scienziati francesi hanno lavorato su un propulsore a effetto Hall, lo stesso tipo di propulsore ionico che sta vagliando la NASA per le missioni future sugli asteroidi e su Marte, e che l'ESA vorrebbe impiegare nella missione BepiColombo. Il funzionamento prevede che i motori intrappolino gli elettroni in un campo magnetico e li usino per ionizzare il propellente. Un campo magnetico genera un campo elettrico che accelera gli ioni carichi creando un pennacchio di plasma che spinge il veicolo spaziale in avanti.
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Come abbiamo ricordato più volte non si tratta di una tecnologia all'avanguardia, dato che dal 1971, quando furono creati, sono stati impiegati con successo per la stabilizzazione dei satelliti in orbita geostazionaria. Il motivo per il quale non sono stati impiegati per viaggi spaziali è che manca un'ottimizzazione sia sull'efficienza sia sulla durata. In particolare, la vita media di un propulsore a effetto Hall è di 10.000 ore di lavoro, dopo di che il flusso di ioni degrada significativamente le pareti del motore. Per arrivare su Marte in sicurezza bisognerebbe garantire una durata almeno tripla.
È proprio su questo punto che i fisici francesi sono intervenuti, rimuovendo la parete interna del motore per evitare danneggiamenti. Il primo prototipo non funzionava perché così facendo l'anodo rientrava nel campo magnetico e produceva interazioni con la nube di elettroni, che a loro volta riducevano le prestazioni in fase di spinta (vedi immagine a sinistra qui sotto).
Nel l'ultima versione (a destra nella figura) gli scienziati hanno spostato l'anodo al di fuori del campo magnetico, ottenendo un propulsore Hall ottimizzato senza pareti, che non è svantaggiato né da una spinta limitata né dal degrado della struttura.
Julien Vaudolon, autore principale dello studio pubblicato su Applied Physics Letters, ha spiegato in un comunicato che questa svolta ha dato un'iniezione di fiducia al suo gruppo di ricerca, anche se saranno necessari ancora molti test. "Nonostante decenni di ricerca la fisica dei propulsori a effetto Hall è ancora lungi dall'essere capita, e le prove e i test sono costosi".
In sostanza questi propulsori non sono ancora pronti per spiccare il volo nello Spazio profondo, ma ogni passo in avanti è da apprezzare e costituisce un nuovo punto di partenza.
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