Will future spacecraft fit in our pockets? - Dhonam Pemba

E se potessimo mettere un'astronave in tasca? - Dhonam Pemba

Traduttore: Sara De Clara Revisore: Anna Cristiana Minoli

When you picture a spaceship, you probably think of something like this,

Quando pensate a un'astronave, forse pensate a qualcosa tipo questo,

or this, or maybe this.

o questo, o forse questo.

What do they all have in common?

Che cosa hanno in comune?

Among other things, they're huge because they have to carry people, fuel,

Tanto per iniziare, sono enormi perché devono trasportare persone, carburante,

and all sorts of supplies, scientific instruments,

una gran quantità di provviste, strumenti scientifici,

and, in rare cases, planet-killing lasers.

e, in qualche raro caso, laser che possono distruggere pianeti.

But the next real-world generation of spacecraft may be much, much smaller.

Ma le astronavi del futuro potrebbero essere molto, molto più piccole.

We're talking fit-inside-your-pocket tiny.

Intendo, così piccole che potrete metterle in tasca.

Imagine sending a swarm of these microspacecraft out into the galaxy.

Immaginiamo ora di liberare uno sciame di queste micro-astronavi nella galassia.

They could explore distant stars and planets

Potrebbero esplorare stelle e pianeti lontani

by carrying sophisticated electronic sensors

tramite sofisticati sensori elettronici

that would measure everything from temperature to cosmic rays.

che potrebbero misurare tutto, dalla temperatura fino ai raggi cosmici.

You could deploy thousands of them

Se ne potrebbero impiegare migliaia

for the cost of a single space shuttle mission,

al costo di una singola missione spaziale,

exponentially increasing the amount of data

aumentando così in maniera esponenziale

we could collect about the universe.

il volume di dati che potremmo raccogliere sull'universo.

And they're individually expendable,

Sarebbero inoltre individualmente sacrificabili,

meaning that we could send them into environments

potremmo mandarle in zone troppo rischiose

that are too risky for a billion dollar rocket or probe.

per un razzo o una sonda da un miliardo di dollari.

Several hundred small spacecraft are already orbiting the Earth,

Diverse centinaia di piccole astronavi orbitano già attorno alla Terra,

taking pictures of outer space,

scattano foto dello spazio,

and collecting data on things,

raccolgono dati su cose come

like the behavior of bacteria in the Earth's atmosphere

il comportamento dei batteri nell'atmosfera della Terra

and magnetic signals that could help predict earthquakes.

o i segnali magnetici che potrebbero aiutarci a predire i terremoti.

But imagine how much more we could learn if they could fly beyond Earth's orbit.

Immaginate quanto potremmo imparare

se potessero andare oltre l'orbita della Terra.

That's exactly what organizations, like NASA, want to do:

È proprio quello che organizzazioni come la NASA vogliono fare:

send microspacecraft to scout habitable planets

mandare micro-astronavi a perlustrare pianeti abitabili

and describe astronomical phenomena we can't study from Earth.

per descrivere fenomeni astronomici che non possiamo studiare dalla Terra.

But something so small can't carry a large engine or tons of fuel,

Ma sono troppo piccole per avere un grande motore o molto carburante,

so how would such a vessel propel itself?

e quindi come potrebbe spostarsi?

For microspacecraft, it turns out, you need micropropulsion.

Pare che per spostare una micro-astronave ci voglia micro-propulsione.

On really small scales,

Quando le dimensioni sono così ridotte

some of the familiar rules of physics don't apply,

le leggi della fisica che tutti conosciamo non contano più,

in particular, everyday Newtonian mechanics break down,

in particolare, le leggi di Newton cessano di essere valide,

and forces that are normally negligible become powerful.

e forze normalmente trascurabili devono ora essere considerate.

Those forces include surface tension and capillary action,

Queste forze includono la tensione superficiale e la capillarità,

the phenomena that govern other small things.

tutti quei fenomeni che governano cose molto piccole.

Micropropulsion systems can harness these forces to power spacecraft.

Sistemi a micro-propulsione possono usare queste forze per azionare un'astronave.

One example of how this might work

Un esempio di come questo può funzionare

is called microfluidic electrospray propulsion.

è la propulsione elettrospray microfluidica.

It's a type of ion thruster,

È un tipo di propulsore ionico,

which means that it shoots out charged particles to generate momentum.

che usa particelle cariche elettricamente per generare una spinta.

One model being developed at NASA's jet propulsion laboratory

Un modello sviluppato dal Jet Propulsion Laboratory della NASA

is only a couple centimeters on each side.

è grande solo un paio di centimetri per lato.

Here's how it works.

Funziona così.

That postage-stamp sized metal plate is studded with a hundred skinny needles

Una piccolissima lastra di metallo è punteggiata con cento aghi sottilissimi

and coated with a metal that has a low melting point, like indium.

e ricoperta da un metallo con un basso punto di fusione, come l'indio.

A metal grid sits above the needles,

Una griglia di metallo sta sopra gli aghi,

and an electric field is set up between the grid and the plate.

e un campo elettrico viene generato tra la griglia e la lastra.

When the plate is heated, the indium melts

Quando la lastra si riscalda, l'indio inizia a fondere

and capillary action draws the liquid metal up the needles.

e la capillarità porta il metallo liquido a ricoprire gli aghi.

The electric field tugs the molten metal upwards,

Il campo elettrico attira il metallo liquido verso l'alto,

while surface tension pulls it back,

mentre la tensione superficiale verso il basso

causing the indium to deform into a cone.

deformando così l'indio in un cono.

The small radius of the tips of the needles

Il piccolo raggio della punta degli aghi

makes it possible for the electric field to overcome the surface tension,

permette al campo elettrico di sconfiggere la tensione superficiale,

and when that happens,

e quando succede,

positively charged ions shoot off at speeds of tens of kilometers per second.

ioni positivi vengono emanati alla velocità di decine di km al secondo.

That stream of ions propels the spacecraft in the opposite direction,

Il flusso di ioni spinge l'astronave nella direzione opposta,

thanks to Newton's third law.

come dice la terza legge di Newton.

And while each ion is an extremely small particle,

E sebbene ogni ione sia una particella estremamente piccola

the combined force of so many of them pushing away from the craft

la forza combinata di tutti gli ioni messi assieme è sufficiente

is enough to generate significant acceleration.

a generare una accelerazione significativa.

And unlike the exhaust that pours out of a rocket engine,

E al contrario del gas che fuoriesce dal motore di un missile

this stream is much smaller and far more fuel efficient,

questo flusso è molto più contenuto e sfrutta molto meglio il carburante

which makes it better suited for long deep-space missions.

il che lo rende un'ottima opzione per le missioni più lunghe.

These micropropulsion systems haven't been fully tested yet,

Questi sistemi a micro-propulsione non sono ancora testati del tutto,

but some scientists think that they will provide enough thrust

ma alcuni scienziati pensano che possano offrire sufficiente spinta

to break small craft out of Earth's orbit.

per permettere a piccole astronavi di lasciare l'orbita terrestre.

In fact, they're predicting that thousands of microspacecraft

Infatti, si stima che migliaia di micro-astronavi

will be launched in the next ten years

verranno lanciate nei prossimi dieci anni

to gather data that today we can only dream about.

per raccogliere dati che oggi possiamo solo immaginare.

And that is micro-rocket science.

E questa è micro-scienza missilistica.