Nel deserto del New Mexico, la Nasa ha portato a termine una delle prove più delicate per Dragonfly, il drone grande quanto un macchina progettato per esplorare Titano, la luna più grande di Saturno. I materiali dello scudo termico del veicolo sono stati sottoposti a una serie di test meccanici e termici presso il National Solar Thermal Test Facility dei Sandia National Laboratories, un impianto che, grazie a una serie di centinaia di sistemi calibrati simili a specchi, è in grado di concentrare l’energia solare fino a raggiungere temperature estreme. L’obiettivo era verificare che la protezione termica del veicolo fosse in grado di sopportare le condizioni che incontrerà durante l’ingresso nell’atmosfera densa e gelida di Titano, un ambiente unico nel sistema solare per composizione, pressione e dinamica meteorologica.
Lo scudo termico di Dragonfly è realizzato con una variante del materiale Pica, il Phenolic Impregnated Carbon Ablator, una tecnologia inventata dalla Nasa e già impiegata con successo nelle missioni marziane Curiosity e Perseverance. Per Dragonfly è stato sviluppato Pica‑D, una versione ottimizzata per le condizioni di Titano. Durante questa ultima fase di test, i campioni sono stati esposti a temperature prossime ai 2.500 gradi Celsius e a rapide variazioni termiche, simulando le sollecitazioni combinate di pressione aerodinamica, inteso riscaldamento e irraggiamento che il veicolo sperimenterà durante la discesa sulla superficie di Titano. Le prove hanno incluso anche materiali artificialmente difettati, per verificare la robustezza del sistema in presenza di imperfezioni di fabbricazione o a seguito della fase di integrazione del veicolo. Secondo il team responsabile della protezione termica presso l’Ames Research Center di Nasa, il comportamento del materiale è stato pienamente coerente con le aspettative, un passaggio cruciale prima dell’avvio della produzione definitiva dello scudo.
Parallelamente, al Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (Apl) proseguono le attività di integrazione del veicolo, che includono la validazione del sistema di comunicazione. In queste settimane è stata testata l’antenna ad alto guadagno, un componente essenziale per trasmettere a Terra i dati scientifici raccolti sulla superficie di Titano.
Il progettista di antenne a piombo di Dragonfly Matt Bray ispeziona l’antenna ad alto guadagno di Dragonfly, o Hga, in una camera di prova presso il Johns Hopkins Applied Physics Laboratory di Laurel, nel Maryland. L’Hga è un’antenna a slot a linea radiale, che utilizza molti piccoli slot che lavorano insieme per creare un raggio radio stretto e focalizzato. I coni in background sono assorbitori speciali che assorbono onde radio vaganti, rendendo la stanza più simile allo spazio aperto. Crediti: Nasa/Johns Hopkins Apl/Ed Whitman
La tecnologia alla base di questa antenna deriva direttamente da quella sviluppata per la missione Dart, la sonda Nasa che nel 2022 ha impattato l’asteroide Dimorphos per il primo test di difesa planetaria, collisione documentata in prossimità dal cubesat LiciaCube dell’Agenzia Spaziale Italiana.
L’eredità tecnologica di Dart vive ora in Dragonfly attraverso una soluzione compatta, resistente e ad alta efficienza, progettata per operare in un ambiente dove le temperature scendono fino a -179 gradi Celsius.
L’integrazione del veicolo procede in parallelo con lo sviluppo dell’aeroshell, la struttura che proteggerà Dragonfly durante il viaggio interplanetario e nelle fasi critiche di ingresso e discesa su Titano. Le attività coinvolgono diversi centri della Nasa e partner industriali, tra cui Lockheed Martin, nei cui laboratori prosegue l’assemblaggio dello scudo e dello stadio di crociera. Nel frattempo, nella Titan Chamber dell’Apl continuano le verifiche sui materiali isolanti che dovranno proteggere il drone dalle temperature estreme della superficie, mentre nei laboratori statunitensi e internazionali si completa l’integrazione del carico scientifico.
I test appena conclusi rappresentano un passo decisivo verso il completamento del veicolo, il cui lancio è previsto nel 2028 a bordo di un Falcon Heavy di SpaceX, il vettore pesante scelto da Nasa per accompagnare Dragonfly nel suo viaggio verso Titano.
Dragonfly è una missione ambiziosa: un velivolo a otto rotori che, una volta arrivato a destrinazione nel 2034, potrà decollare e atterrare più volte sulla superficie di Titano, esplorando ambienti diversi e campionando materiali organici complessi. La più grande luna di Saturno è considerata uno dei luoghi più promettenti per studiare i processi chimici che precedono l’origine della vita, grazie alla sua atmosfera ricca di metano e alla presenza di laghi e dune modellati da dinamiche simili, per certi versi, a quelle terrestri.
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Immagine in alto: Rappresentazione artistica delle fasi di ingresso, discesa, atterraggio e decollo di Dragonfly per l’esplorazione della superficie di Titano. Crediti: Nasa/Johns Hopkins Apl.