Tra le stelle col motore a zero emissioni

Prototipo in via di sviluppo in un'azienda pugliese. Garantirà una vita pressoché eterna ai satelliti ad orbita molto bassa. Il carburante? Azoto e ossigeno che troverà a 160 km di altitudine. I tecnici: serviranno ancora alcuni anni per completarlo ma siamo i primi ad avere dimostrato in laboratorio che può funzionare
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Una via anonima a fianco della superstrada Adriatica, poco lontano da Mola di Bari. L'edificio è moderno, bianco, nascosto da un muro di cinta, e ancora conserva qualche tratto della fabbrica. Passandoci davanti, tutto si immagina meno che nasconda al suo interno ricerca spaziale di alto livello. È la sede della Sitael, parte del gruppo Angel, nata nel dopoguerra con il nome di Meridional per vendere trattori. Oggi collabora fra gli altri con la Nasa, Airbus, l'Agenzia Spaziale Italiana, quella europea e quella giapponese. Soprattutto sta sviluppando un motore rivoluzionario per satelliti ad orbita molto bassa a zero emissioni.

Come propellente il Ram-ep usa infatti i gas dell'atmosfera, azoto e ossigeno, che si trovano ancora ad un'altitudine di 160 chilometri. Li raccoglie, li combina e con il propulsore elettrico ad effetto Hall, che adopera anche SpaceX, li espelle. Teoricamente quindi non solo è il primo motore completamente verde, ma salvo malfunzionamenti può volare per sempre ad un'altitudine dove nessuno si avventura. L'atmosfera, anche se rarefatta, offre troppa resistenza e richiede un grosso quantitativo di carburante per garantire appena qualche anno di vita alle sonde.     

"Apre le porte ad una nuova tipologia di satelliti e dunque ad una nuova tipologia di servizi legati all'osservazione della Terra", spiega Matteo Pertosa, 33 anni, a capo della Sitael e nipote del fondatore Angelo. "Mio padre e mio nonno sono partiti da settori con una forte competizione, dove i margini erano bassi e recuperare i crediti era difficile", prosegue Pertosa. "Così, investendo in innovazione e trovando nuovi campi, abbiamo gradualmente cambiato pelle. I satelliti sono uno di questi: nel mondo stiamo passando da i duemila lanciati nei passati decenni, ai 20 mila che saranno in orbita entro i prossimi dieci".
Matteo Pertosa, Ceo Sitael 

La chiave sta nel renderli sempre più compatti ed economici e molto passa dalla propulsione. Nel caso di quella elettrica, l'energia dei pannelli solari viene usata per espellere il propellente, gas nobili, che uscendo dà la spinta. Quella chimica invece si basa sul provocare una reazione con combustibili spesso tossici che richiedono processi di conservazione più delicati. Non è l'unica differenza: un satellite geostazionario, i più distanti dalla Terra usati per le telecomunicazioni, ha un peso al lancio di quattro tonnellate delle quali metà è carburante. Con un motore elettrico il propellente necessario è appena un decimo. Ma ad altitudini sotto i 600 chilometri, c'è il problema del decadimento dell'orbita. Più ci si abbassa, più la vita del satellite si riduce perché è necessario avere carburante a bordo per mantenere l'orbita, poco importa il tipo di motore. I nanosatelliti come CubbSat, i più economici da lanciare, attorno ai 400 chilometri di altitudine hanno una durata media di un anno. Sopra i 400 chilometri arrivano anche a dieci, superati i 550 chilometri raggiungono i 25 anni. Ecco perché il Ram-ep è rivoluzionario. Il carburante lo trova ad un'altezza compresa fra i 160 e i 250 chilometri, proibitiva per gli altri. Diventa possibile un'osservazione della Terra ad una risoluzione molto più alta e con strumenti meno ingombranti, dunque anche meno costosi.  

"Serviranno ancora alcuni anni per completarlo. Siamo però i primi ad aver dimostrato in laboratorio che un motore simile può funzionare", racconta Tommaso Misuri, 41 anni, ingegnere aerospaziale della Sitael. "Abbiamo generato un flusso di particelle per simulare la velocità a otto chilometri al secondo ricreando un ambiente identico a quello che si trova in un'orbita bassa. Ora ci stiamo occupando del controllo dell'assetto. L'energia viene dai pannelli solari e quindi può volare in sincrono con il Sole, oppure può generare una spinta sufficiente per attraversare la fase notturna che a quelle quote è al massimo di 30 minuti".

Per le applicazioni possibili si guarda al controllo di agricoltura, stato delle foreste, livelli di inquinamento dell'aria e anche, grazie a sensori iperspettrali, il rilevare le perdite di acqua nelle tubature che sono difficili da individuare e provocano sprechi annui ingenti. "E sono solo alcuni esempi", conclude Pertosa. "Il bello di quando si creano cose che non esistono, come il Ram-ep, è che l'immaginazione gioca un ruolo importante". Stavolta però non alla Nasa, ma a Mola di Bari.