L’enorme veicolo spaziale che si dirigerà verso la luna di Giove, Europa, utilizza quattro grandi ruote di reazione per mantenere l’orientamento. Proprio come i rover su Marte della NASA si affidano a ruote robuste per vagare sul Pianeta Rosso e condurre ricerche scientifiche, anche alcuni orbiter si affidano a ruote – in questo caso, ruote di reazione – per rimanere puntati nella giusta direzione. Ingegneri e tecnici del Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California hanno recentemente installato quattro ruote di reazione su Europa Clipper , che farà affidamento su di esse durante il suo viaggio verso la gelida luna di Giove, Europa.
Quando la navicella spaziale della NASA si dirige nello spazio profondo, entra in orbita attorno a Giove e raccoglie osservazioni scientifiche mentre vola decine di volte vicino a Europa, le ruote ruotano l’orbiter in modo che le sue antenne possano comunicare con la Terra e i suoi strumenti scientifici, comprese le telecamere, possano rimanere orientati .
Ingegneri e tecnici lavorano insieme per installare le ruote di reazione sul lato inferiore del corpo principale della navicella spaziale Europa Clipper della NASA, che è nella sua fase operativa di assemblaggio, test e lancio. Ingegneri e tecnici lavorano insieme per installare le ruote di reazione sul lato inferiore del corpo principale della navicella spaziale Europa Clipper della NASA, che è nella sua fase operativa di assemblaggio, test e lancio.
Larghe due piedi e realizzate in acciaio, alluminio e titanio, le ruote girano rapidamente per creare una coppia che fa ruotare l’orbiter nella direzione opposta. La terza legge del moto di Isaac Newton si applica anche nello spazio profondo e spiega il fenomeno sottostante: per ogni azione, c’è una reazione uguale e contraria. Le ruote di reazione fanno sì che il veicolo spaziale reagisca all’azione di rotazione delle ruote.
Ecco un modo per visualizzare come funzionano le ruote di reazione: immagina di essere seduto su una sedia girevole e di sollevare i piedi dal pavimento in modo da essere libero di ruotare. Se muovi il busto in una direzione, la sedia e le gambe ruoteranno nella direzione opposta. Le ruote di reazione funzionano allo stesso modo: mentre il motore della ruota di reazione accelera la ruota di metallo in una direzione, il veicolo spaziale subisce un’accelerazione nella direzione opposta.
Senza quelle ruote di reazione, Europa Clipper non sarebbe in grado di svolgere le sue indagini scientifiche quando arriverà nel sistema di Giove nel 2030 dopo il suo lancio nel 2024. Gli scienziati ritengono che Europa porti un vasto oceano interno che potrebbe avere condizioni adatte a sostenere la vita. Il veicolo spaziale raccoglierà dati sull’atmosfera, sulla superficie e sull’interno della luna, informazioni che aiuteranno gli scienziati a saperne di più sull’oceano, sulla crosta di ghiaccio e sui potenziali pennacchi che potrebbero sfogare acqua sotterranea nello spazio.
Durante le sue orbite attorno a Giove, Europa Clipper farà affidamento sulle ruote di reazione per aiutarlo a compiere migliaia di giri, o “rotazione”. Sebbene il veicolo spaziale possa eseguire alcune di queste manovre con i propulsori, i suoi propulsori hanno bisogno di carburante, una risorsa limitata a bordo dell’orbiter. Le ruote di reazione funzioneranno con l’elettricità fornita dai vasti pannelli solari del veicolo spaziale.
Il compromesso è che le ruote di reazione funzionano lentamente. Le ruote di reazione di Europa Clipper impiegheranno circa 90 minuti per ruotare il velivolo di 180 gradi, un movimento così graduale che, da lontano, sarebbe impercettibile all’occhio umano. La rotazione della navicella sarà tre volte più lenta della lancetta dei minuti di un orologio.
Inoltre, possono consumarsi nel tempo. È successo sulla navicella spaziale Dawn della NASA , richiedendo agli ingegneri di capire come ruotare usando i propulsori con il carburante disponibile. Per risolvere questo problema, gli ingegneri hanno installato quattro ruote su Europa Clipper anche se solo tre sono necessarie per manovrare. Si alternano quali tre ruote sono in funzione per uniformare l’usura. Ciò li lascia con una ruota “di scorta” se uno degli altri fallisce.
L’installazione delle ruote è stata una delle fasi più recenti della fase nota come operazioni di assemblaggio, collaudo e lancio. Gli strumenti scientifici continuano ad arrivare al JPL per essere aggiunti al veicolo spaziale. Successivamente, verranno condotti una serie di test, mentre il veicolo spaziale si sposta verso il suo periodo di lancio di ottobre 2024. Dopo aver percorso oltre 1,8 miliardi di miglia (2,9 miliardi di chilometri), Europa Clipper inizierà a svelare i segreti di questo mondo ghiacciato.
Missioni come Europa Clipper contribuiscono al campo dell’astrobiologia , il campo di ricerca interdisciplinare che studia le condizioni di mondi lontani che potrebbero ospitare la vita così come la conosciamo. Sebbene Europa Clipper non sia una missione di rilevamento della vita, condurrà un’esplorazione dettagliata di Europa e indagherà se la luna ghiacciata, con il suo oceano sotterraneo, ha la capacità di sostenere la vita. Comprendere l’abitabilità di Europa aiuterà gli scienziati a capire meglio come si è sviluppata la vita sulla Terra e il potenziale per trovare la vita al di fuori del nostro pianeta.
Gestito dal Caltech a Pasadena, in California, il JPL guida lo sviluppo della missione Europa Clipper in collaborazione con il Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL), a Laurel, nel Maryland, per il Science Mission Directorate della NASA a Washington. APL ha progettato il corpo principale del veicolo spaziale in collaborazione con JPL e il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. Il Planetary Missions Program Office presso il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama, esegue la gestione del programma della missione Europa Clipper.
