Riducendo drasticamente i pesi, programmi spaziali che costavano miliardi di dollari, si potranno realizzare con poche centinaia di migliaia di dollari. Non ne trarranno vantaggio solo governi e grandi aziende aerospaziali che risparmieranno somme ingenti. La cosa interessante è che si potrà operare su scala molto maggiore con conseguenze che  riguardano tutti noi – l’intera società. Ad esempio, si potrà creare una costellazione di migliaia di satelliti meteorologici che permetteranno di raccogliere una mole di osservazioni finora nemmeno immaginabile e di conoscere molto meglio i meccanismi climatici, di prevedere a lungo termine il clima futuro – dando infine ragione a von Neumann.

di Roberto Vacca_

Il fisico Dennis Gabor aveva una bella mente: inventò l’olografia usando solo carta e lapis. Eppure si sentiva come lo scemo del villaggio davanti al sommo matematico John von Neumann. Questi, 40 anni fa, predisse che con i supercomputer dell’avvenire si sarebbe previsto il clima futuro con mesi di anticipo. Finora molti di noi pensavano che von Neumann avesse preso un grosso abbaglio – invece, forse, verrà fuori che aveva ragione perché le cose cambiano.

Non è davvero un luogo comune che tutto intorno a noi cambia sempre più velocemente. Dovunque ci giriamo, ne vediamo segni. Non fanno eccezione le imprese spaziali, ma ora la novità non è che un uomo metta piede su un pianeta – è molto più vicina a noi. Si tratta dell’impiego nei satelliti di sistemi microelettromeccanici (la sigla è MEM). Sono circuiti e meccanismi microscopici costituiti da ingranaggi, leve, diaframmi, pompe, tubazioni, sensori e, ad esempio, turbine a gas con il diametro di un centimetro. Effettuano tutte le funzioni di sistemi tradizionali mille volte più grossi e pesanti, ma hanno peso quasi trascurabile. L’applicazione più nota finora era quella dei misuratori di accelerazione che attivano gli airbag nelle automobili.

Nel Gennaio del 2000 l’Università di Stanford, California ha realizzato e messo in orbita OPAL, una piattaforma automatica per il lancio di “picosatelliti”: i satelliti che usano questa tecnologia e che pesano meno di un kilogrammo. In conseguenza la spinta necessaria a metterli in orbita è minima. Possono essere messi in gran numero su un’orbita terrestre bassa anche da uno shuttle o da altro veicolo spaziale. Il costo per mettere in orbita bassa un oggetto che pesa un kilogrammo è di 10.000 dollari. Quindi, riducendo drasticamente i pesi, programmi spaziali che costavano miliardi di dollari, si potranno realizzare con poche centinaia di migliaia di dollari. Non ne trarranno vantaggio solo governi e grandi aziende aerospaziali che risparmieranno somme ingenti. La cosa interessante è che si potrà operare su scala molto maggiore con conseguenze che  riguardano tutti noi – l’intera società. Ad esempio, si potrà creare una costellazione di migliaia di satelliti meteorologici che permetteranno di raccogliere una mole di osservazioni finora nemmeno immaginabile e di conoscere molto meglio i meccanismi climatici, di prevedere a lungo termine il clima futuro – dando infine ragione a von Neumann.

 Inoltre veicoli MEM potranno essere lanciati da un veicolo spaziale grande e pilotati a circumnavigarlo per riprenderne immagini e trasmetterle a terra o al veicolo stesso. Questa ispezione visiva serve a esaminare eventuali danni o deformazioni subite e, perciò, a rendere più affidabili le imprese spaziali.

I MEM sostituiranno elementi di circuito finora realizzati con transistor. I vantaggi sono notevoli: un interruttore a transistor può essere danneggiato dall’impatto di un solo raggio cosmico, ma un interruttore a MEM esce indenne da una collisione simile e funziona correttamente anche in presenza di radiazioni ionizzanti intense come quelle presenti nelle fasce di Van Allen.

Queste strutture microminiaturizzate possono essere orientate con dispendio minimo di energia per massimizzare la radiazione solare che alimenta i generatori fotovoltaici e per disporre superfici atte a radiare calore nello spazio per regolare la temperatura del sistema.

Sono stati messi in orbita anche alcuni picosatelliti per ora inattivi. Lo scopo è dimostrare che possono orbitare la terra anche per qualche anno per essere chiamati improvvisamente a svolgere funzioni utili di ispezione o di rilevamento di dati e informazioni.

Perchè parlo di queste innovazioni? Ma: per illustrare ai giovani quante cose interessanti ci sono da fare. Ogni innovazione è occasione di mestieri nuovi: imparateli!