Un nuovo carburante per i satelliti è così sicuro che non farà esplodere gli umani


Dopo questo mese, un piccolo satellite farà un giro su un razzo SpaceX Falcon Heavy per la prima dimostrazione al mondo di propellente satellitare "verde" nello spazio. Il satellite è alimentato dall'AFM-315, che l'Air Force ha sviluppato per la prima volta più di 20 anni fa come alternativa al tipico succo satellite scelto, l'idrazina. In caso di successo, l'AFM-315 potrebbe rendere i satelliti notevolmente più efficienti, ridurre i tempi di implementazione dei satelliti da settimane a giorni e ridurre drasticamente i requisiti di sicurezza per lo stoccaggio e la gestione del combustibile satellitare, un vantaggio per l'uomo e l'ambiente. Guardando al futuro, gli scienziati che lavorano sul carburante dicono che giocherà un ruolo importante nell'aiutare le operazioni dei satelliti extraterrestri da terra.

L'idrazina è un combustibile volatile che ti rovinerà la giornata, e forse la tua vita, se sarai esposto a questo. Per rifornire un satellite servono molte infrastrutture di sicurezza, tra cui tute SCAPE a corpo intero pressurizzate, solo per gestire le cose. L'AFM-315, d'altra parte, è meno tossico della caffeina, quindi tutto ciò che serve è un camice da laboratorio e una pompa. "Ci siamo letteralmente seduti in una stanza accanto a una brocca di plastica quando abbiamo alimentato il satellite", afferma Chris McLean, un ingegnere presso la Ball Aerospace e il progetto condotto sulla Green Propellant Infusion Mission della NASA.

Rispetto all'idrazina, che ha una consistenza simile all'acqua, l'AFM-315 è viscosa. Ma la sua densità di carburante aumenterebbe le "miglia per gallone" consegnate a un satellite del 50% per lo stesso volume di idrazina.

Ball Aerospace

McLean afferma che uno dei punti vendita più venduti dell'AFM-315 dopo la sicurezza è il fatto che non si blocca. AFM-315 è un sale liquido, il che significa che a temperature estremamente basse, invece, subisce una transizione vetrosa. Questo trasforma il combustibile in un solido fragile simile al vetro, ma non fa espandere il carburante come acqua ghiacciata o idrazina. Questo attributo impedisce alle tubazioni del carburante e ai contenitori di stoccaggio di spezzarsi sotto stress. Inoltre, il suo punto di transizione vetrosa è estremamente basso, quindi il combustibile non avrebbe bisogno di essere riscaldato sul satellite – una grande potenza di aspirazione per altre missioni. McLean dice che questo renderà più energia disponibile per altri strumenti o sistemi sul satellite, il che potrebbe aprire nuove possibilità nelle missioni su altri pianeti.

Ma per tutti i suoi vantaggi, il viaggio di AFM-315 dal concepimento al lancio è stato lungo. Sviluppato per la prima volta dall'Air Force Research Laboratory nel 1998 come combustibile satellitare alternativo, McLean afferma di aver trovato un uso limitato a causa della sua elevata temperatura di combustione, che era circa il doppio rispetto all'idrazina. Ciò richiedeva materiali esotici e costosi per prevenire danni al satellite. Verso la fine degli anni 2000, il costo di produzione di sistemi di propulsione in grado di gestire il calore dell'AFM-315 era abbastanza basso da renderlo fattibile, ma nessuna compagnia voleva rischiare di alimentare i propri satelliti con un propellente sperimentale. Se l'AFM-315 dovesse essere ampiamente adottato dall'industria satellitare, afferma McLean, dovrebbe dimostrarsi in orbita. In questo modo è nata la missione Green Propellant Green Infusion della NASA.

Originariamente previsto per il lancio alla fine del 2015, la missione del propellente verde è rimasta intrappolata nei ritardi che hanno afflitto lo sviluppo del razzo SpaceX Falcon Heavy. Il 24 giugno è prevista la partenza per la seconda missione operativa di Falcon Heavy insieme a diversi altri carichi utili, tra cui un orologio atomico testato per la navigazione nello spazio profondo.

Il bus satellitare a propellente verde è stato sviluppato da Ball Aerospace ed è dotato di quattro propulsori One-Newton e un propulsore 22-Newton che verrà utilizzato per testare il propellente AFM-315. Durante la sua missione di 13 mesi utilizzerà i propulsori per eseguire manovre orbitali, come ad esempio abbassare la propria orbita e cambiarne l'assetto o l'inclinazione, per testare le prestazioni del propellente.

McLean dice che ci sono già clienti satellitari interessati ad usare il propellente verde se il volo dimostrativo va bene. Ciò potrebbe significare che i satelliti potrebbero compiere missioni operative attorno alla Terra non appena 18 mesi dopo la dimostrazione. Guardando al futuro, McLean afferma che l'AFM-315 potrebbe essere particolarmente utile per esplorare regioni fredde del sistema solare, come i poli marziani. Sembra che il pianeta rosso sia diventato un po 'più verde.


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