Uno dispositivo “piccolo e leggero”, come riferito in un nuovo comunicato della Southern Methodist University, che potrebbe essere di grosso aiuto per l’atterraggio di lander e navicelle varie su altri pianeti è stato sviluppato da un team di ricercatori.
Quello che fa questo dispositivo è misurare la velocità della navicella, una cosa fondamentale affinché si possano fare atterraggi sicuri.
Perché è difficile far atterrare qualcosa su un altro pianeta
Una delle fasi più difficili quando si porta un oggetto, un lander o una navicella su un altro pianeta, come Marte, è proprio quella dell’atterraggio. Il lander deve decelerare fortemente e deve farlo in sicurezza: una velocità, anche di poco troppo alta, può vanificare anni di sforzo e miliardi di dollari. Il fatto è che dal momento in cui la navicella entra nell’atmosfera di un pianeta al momento in cui arriva a toccare la sua superficie passano pochissimi minuti. E in quei pochissimi minuti anche una differenza di velocità minima, causata per esempio da una sacca di gas di densità variabile nell’atmosfera, può essere fatale.
Microrisonatore ottico
Il dispositivo si serve di un microrisonatore ottico, lungo solo 2 mm. Ad oggi, per effettuare la misurazione della velocità dei veicoli spaziali, si usano gli interferometri Fabry-Perot. Questi ultimi, però, possono essere lunghi anche 500 mm.
Naturalmente la NASA, come le altre agenzie spaziali, stanno cercando di rimpicciolire questo importantissimo dispositivo anche per ridurre il peso della navicella, come lascia intendere Volkan Ötügen, uno dei ricercatori impegnati nel progetto del microrisonatore ottico.
Il fenomeno della galleria dei sussurri
Il nuovo microrisonatore utilizza il fenomeno delle onde della galleria dei sussurri (Whispering-gallery waves o whispering-gallery modes). Una galleria del sussurro è una particolare struttura che ha una forma circolare oppure ellittica, ad esempio una cupola architettonica. In questa particolare struttura se si fa un sussurro all’estremità della cupola, il sussurro può essere ascoltato in maniera molto chiara dall’altro lato. È un fenomeno che riguarda le onde sonore che viaggiano lungo il cerchio oppure lungo la cupola. E anche le onde luminose possono fare la stessa cosa.
Come funziona il nuovo dispositivo
Il microrisonatore creato dai ricercatori imita in parte questo fenomeno facendo viaggiare la luce su una fibra ottica e sfruttando il fenomeno della risonanza provocato da impulsi laser “sparati” dalla navicella nell’atmosfera mentre sta atterrando. Parte di questa luce laser viene trasmessa al microrisonatore e analizzata. In questo modo si può misurare, in maniera molto precisa, l’accelerazione di una navicella.
Note e approfondimenti
- Tiny, but precise: NASA-sponsored team creates compact device to help spaceships land safely on planets – SMU
- Flow Speed Sensor Based on Optical Microresonators | AIAA Journal (DOI: 10.2514/1.J060900)
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