DARPA: la nuova generazione di satelliti 'spia'

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Il DARPA sta progettando una serie di satelliti provvisti di telescopi realizzati con membrane ultra-sottili. Questi telescopi avanzati sono stati progettati per essere d'aiuto in molti campi, dal settore delle previsioni meteorologiche alla gestione delle catastrofi e per spiare il nemico.

Il telescopio rappresenterebbe un vero e proprio occhio nello spazio, realizzando immagini in tempo reale della Terra da una distanza di oltre 35 mila chilometri dalla superficie terrestre. Membrane Optical Imager for Real-Time Exploitation (MOIRE), questo il nome del progetto del DARPA, ha dimostrato che è possibile creare grandi telescopi con membrana polimerica. Dal Geosynchronous Earth Orbit (GEO), un satellite provvisto di tale sistema potrebbe scandire circa il 40 per cento della superficie terrestre in una sola volta. Il satellite, inoltre, sarebbe in grado di concentrarsi su un'area di 10 chilometri ad una risoluzione di circa 1 metro, fornendo un video in tempo reale della zona in esame con un fotogramma al secondo.

I telescopi hanno avuto molti cambiamenti nel design, ma ancora sono realizzati in vetro e lenti. Tuttavia, le nuovi generazioni saranno più sofisticate se saranno in grado di realizzare un'immagine di buona qualità. Il programma, dunque, prevede di giungere a questo nuovo design, oltrepassando l'utilizzo del vetro nella fabbricazione del telescopio stesso.

Ogni membrana, dunque, è spessa quanto un comune foglio di plastica domestica e funziona come una lente di Fresnel, ossia mediante centinaia di scanalature microscopiche di spessore variabile. La membrana, così realizzata, sarà in grado di diffrangere la luce e concentrarsi su un sensore. Questo dettaglio verrà poi tradotto in un'immagine dal satellite.

Il sistema MOIRE sarà realizzato con diverse di tali membrane. L'intero impianto, durante la fase di lancio, misurerà solo circa 20 metri di diametro. Una volta nello spazio, queste membrane si apriranno, creando un sistema multi-obiettivo di circa 20 metri. Secondo il DARPA, il nuovo telescopio sarà più grande di qualsiasi altro telescopio in vetro. "La membrana ottica potrebbe consentirci di adattare telescopi più grandi e ad alta risoluzione in pacchetti più piccoli e leggeri", ha spiegato il tenente colonnello Larry Gunn, direttore del programma DARPA, in un un comunicato stampa. "A tal proposito, stiamo per 'rompere il confine del vetro' secondo cui i materiali tradizionali impongono un'ottica di progettazione. Speriamo che la nostra ricerca possa anche contribuire a ridurre notevolmente i costi complessivi e a consentire la distribuzione più tempestiva, utilizzando veicoli di lancio meno costosi e più piccoli".

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Queste membrane, inoltre, sono piuttosto inefficienti se confrontate con il vetro. E proprio recentemente, il MOIRE è riuscito ad aumentarne l'efficienza dal 30 al 55 per cento. Tuttavia, a differenza del vetro, le membrane sono leggere e la realizzazione più economica, il che significa che gli scienziati potrebbero creare lenti di grande diametro senza preoccuparsi del peso. Inoltre, questi telescopi sottili ridurrebbero il payload dei razzi, ossia il carico, rendendo i lanci più semplici e fattibili.

Ball Aerospace & Technologies Corp, il prime contractor del programma MOIRE, ha recentemente costruito un telescopio basato su tale design e ne ha testato la sua capacità di lavoro. "Questo è il primo progetto ad utilizzare membrane trasparenti su larga scala", ha detto Aaron Seltzer, direttore dell'Advanced Development for Ball Aerospace's National Defense. "Il risultato è un telescopio con massa eccezionalmente bassa per ogni unità di raccolta".

Federica Vitale

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