CubeSat al servizio dello spazio: questa nuova metodologia riduce del 30% il consumo di carburante nelle operazioni di riparazione
Traiettorie ottimali in termini di carburante tra due veicoli (JWST - NASA foto) - www.aerospacecue.it
Una nuova tecnologia ottimizza le traiettorie dei CubeSat, rendendo più efficienti le operazioni di riparazione nello spazio.
Lo spazio è sempre più affollato. Satelliti, telescopi, stazioni orbitanti… tutto sta diventando più complesso e costoso, e quando qualcosa si rompe, non è che si possa mandare un tecnico a sistemarlo come si farebbe sulla Terra. Per questo, le missioni di riparazione e assemblaggio nello spazio stanno diventando fondamentali. Ma c’è un problema: i veicoli di servizio devono raggiungere i loro obiettivi in modo sicuro ed efficiente, senza sprecare carburante o rischiare di scontrarsi tra loro.
Ed è qui che entrano in gioco i CubeSat, quei piccoli satelliti che ormai si vedono sempre più spesso nelle missioni spaziali. Sono economici, versatili e possono essere usati in gruppo per compiti complessi. Il problema? Non hanno molta potenza di calcolo, quindi le loro traiettorie devono essere pianificate con grande precisione a terra, prima della missione. Senza una guida efficace, il rischio di incidenti e sprechi sarebbe troppo alto, rendendo questi interventi difficili da realizzare su larga scala.
I ricercatori spaziali stanno lavorando a nuovi metodi per ottimizzare queste operazioni. L’idea è coordinare più CubeSat in modo che si muovano con la massima efficienza, riducendo al minimo il consumo di carburante e garantendo la sicurezza. Non è facile, perché si parla di distanze enormi: il James Webb Space Telescope, ad esempio, si trova a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, in una zona speciale dove le forze gravitazionali di Sole e Terra si bilanciano. Qui, qualsiasi errore nei calcoli potrebbe compromettere una missione.
Un team dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign ha trovato una soluzione: un algoritmo avanzato che permette a più CubeSat di operare insieme in sicurezza, senza mai avvicinarsi oltre i 5 metri l’uno dall’altro. Il risultato? Una riduzione del 30% del consumo di carburante nelle operazioni di riparazione e assemblaggio in orbita.
Un algoritmo che cambia le regole del gioco
La chiave di tutto sta in un modello matematico innovativo che calcola in anticipo il percorso migliore per i CubeSat, ottimizzando ogni movimento per consumare meno carburante possibile. La maggior parte dei metodi tradizionali spezzetta il tragitto in tante fasi, rendendo i calcoli più complessi. Questa nuova tecnica, invece, permette di andare direttamente dal punto di partenza alla destinazione, senza deviazioni inutili.
E non è solo questione di efficienza: nel modello sono stati inseriti anche vincoli di sicurezza, che evitano qualsiasi rischio di collisione. Durante i test, gli ingegneri hanno simulato missioni con due, tre e quattro CubeSat, ottenendo risultati promettenti. E il bello è che questa tecnologia non è utile solo nello spazio. Secondo gli esperti, potrebbe essere applicata anche in altri settori, come il controllo dei droni autonomi o la gestione di flotte di veicoli senza pilota.
Versatilità e applicazioni future
Uno degli aspetti più interessanti di questa ricerca è la sua flessibilità. Anche se nasce per lo spazio, potrebbe essere utilizzata in tanti altri contesti, dall’automazione industriale alla logistica avanzata. Il principio è sempre lo stesso: muovere oggetti nello spazio (o sulla Terra) con il minimo spreco di risorse.
Questo progetto, finanziato in parte dalla NASA e da Ten One Aerospace, è il risultato di un lavoro lungo un anno e mezzo. E pensare che la svolta è arrivata in un modo del tutto inaspettato: uno degli ingegneri, durante un volo a lungo raggio, ha provato una nuova soluzione mentre lavorava al codice. All’improvviso, tutto ha funzionato. In un attimo, il problema che sembrava impossibile da risolvere era stato superato. Da quel momento, la strada per rendere le missioni di riparazione spaziale più efficienti e sicure era finalmente aperta.