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  • Mattia Barbarossa, il ragazzo che vuole lanciare satelliti grazie alla propulsione elettrica.

    Mattia Barbarossa è uno studente universitario di Fisica con la passione per lo spazio e l’esplorazione. CEO, CTO e Fondatore della startup aerospaziale Sidereus Space Dynamics è il più giovane imprenditore del settore aerospaziale nel mondo.

    Toyota Unbreakable

    Ho scoperto la sua storia bellissima grazie al progetto Unbreakable della Toyota.

    Logo Unbreakable

    Tra le storie impossibili che si possono ammirare sul sito The Unbreakable della Toyota c’è quella di questo ragazzo napoletano.

    Mattia Barbarossa non ha soltanto un sogno, come ne hanno tanti tutti i ragazzi. Mattia ha la voglia e la capacità di lavorare per avverarlo ed è questo che trovo entusiasmante.

    Mattia Barbarossa video Toyota

    Talento precoce

    A 13 anni tiene la sua prima conferenza, a 15 anni partecipa a una competizione organizzata dalla NASA.

    A soli 18 anni fonda la start-up innovativa nel settore aerospaziale Sidereus Space Dynamics. Mattia Barbarossa è il più giovane imprenditore del mondo a puntare sullo spazio. Lo fa credendo fortemente nella crescita della Space Economy.

    Con la sua azienda punta a sviluppare sistemi di trasporto e tecnologie spaziali per lo spazio profondo, quello che va dalla Luna in sù.

    Lanciatore Sidereus e capsula

    Lo spazio per Mattia non è soltanto un’area di ricerca ma il mezzo per far nascere un’economia che sfrutti per usi terrestri le conquiste e le tecnologie astronautiche.

    Premi internazionali

    Con il suo team ha vinto nel 2017 la competizione internazionale Lab2Moon, sviluppando un esperimento per misurare le capacità radio schermanti delle biomasse sulla Luna.

    Nel 2018 ha vinto la competizione internazionale ESA Space Exploration Masters Astrosat Huntsville dell’agenzia spaziale Europea, aggiudicandosi un’esperienza presso l’Università dell’Alabama e finanziamenti per la sua azienda.

    Mattia Barbarossa medaglia Nasa

    Il suo obiettivo è quello di contribuire all’esplorazione dello spazio profondo e spera di poterlo fare con le sue iniziative, è un fan di David Bowie e – ovviamente – di Star Trek.

    Concept elettrico

    Luce solare, corrente elettrica e acqua come propellente: basta questo secondo Mattia Barbarossa per rivoluzionare il lancio dei satelliti e rendere lo spazio parte della vita quotidiana.

    Il concept dell’ ELSE (Electric Launching System Explorer) ha l’obiettivo dichiarato di dar vita a un veicolo di lancio riutilizzabile.

    Il veicolo deve essere capace di inserire un carico utile di piccola taglia in vLEO, LEO e GTO sulla scia di quelle che sono indicate come parole chiave della sua azienda: green, sicuro ed economico.

    ELSE Concept lanciatore elettrico

    A tale scopo è stato progettato un velivolo capace di sopperire a tutta l’energia necessaria per la messa in orbita attraverso un sistema propulsivo interamente elettrico a energia solare.

    Diluizione dell’energia erogata

    Questo è possibile grazie a un’oculata diluizione dell’energia erogata dal motore durante l’ascensione su intervalli di tempo dell’ordine di settimane e da un efficiente sistema di energy storage.

    Il concept, in base alle informazioni rese disponibili dal team della Sidereus, è caratterizzato da una geometria innovativa sperimentale che potrebbe permettere un viaggio interorbitale in sicurezza in diversi regimi di volo – supersonico compreso – e prevede un atterraggio in planata.

    Mattia Barbarossa e team Sidereus
  • Propulsione al plasma, sfida tra MIT di Boston e Wuhan per il motore del futuro

    Propulsione al plasma, ecco la soluzione per riuscire a costruire gli apparentemente impossibili aerei a zero emissioni.

    Cos’è il plasma

    Il plasma è uno stato della materia molto comune e presente costantemente nella nostra vita quotidiana, visto che ne è ricca l’attività solare. Oltre il 99% dell’Universo visibile, formato da stelle e spazi interstellari, è costituito da plasma.

    Nubi di Plasma sul Sole

    Anche uno strato importante dell’atmosfera terrestre, la ionosfera, è caratterizzato dalla presenza di plasma.

    Il plasma è protagonista di molti aspetti della ricerca fisica moderna e contemporanea.

    Un plasma è un gas ionizzato costituito da una miscela quasi-neutra di elettroni liberi, ioni (atomici o molecolari) e specie neutre interagenti tra di loro.

    Il quarto stato della materia

    Comunemente definito come il quarto stato della materia, il plasma non è però raggiunto dai gas attraverso una transizione di fase.

    La transizione di fase in senso termodinamico tra stato solido, liquido e gassoso avviene infatti a precise condizioni di pressione e temperatura, mentre la formazione di plasma a partire da un gas avviene gradualmente all’aumentare della temperatura.

    Propulsione al plasma al MIT di Boston

    Il gruppo di ricerca del MIT sulla propulsione elettrica applicata all’aeronautica cerca soluzioni alternative all’attuale utilizzo dei combustibili fossili negli aeroplani di tutto il mondo, estremamente inquinante e impattante dal punto di vista dei cambiamenti climatici.

    L’ambito di ricerca relativo alla propulsione al plasma ha portato all’ottenimento di un risultato storico per l’aviazione.

    Propulsione al plasma aereo MIT stato solido

    L’aereo senza parti in movimento

    Il progetto del MIT è estremamente ambizioso e apre un capitolo inesplorato e secondo molti impossibile del volo in atmosfera.

    Il volo allo stato solido ha dimostrato di poter funzionare nello spazio con la sonda Dawn della NASA, utilizza per raggiungere gli asteroidi Vesta e Cerere del Sistema Solare nello scorso decennio.

    Sonda Dawn propulsione al plasma

    Vento ionico

    Il prototipo messo a punto dal MIT però va in un territorio inesplorato e porta sulla Terra, all’interno dell’atmosfera, la possibilità di volare soltanto attraverso la creazione di un vento ionico. Il vento ionico è ottenuto grazie alla generazione di plasma con una forte differenza di potenziale elettrico e senza parti in movimento.

    Aereo MIT propulsione al plasma vento ionico

    Il prototipo ha una massa di circa 2,268 kg comprensiva delle batterie al litio polimeriche ospitate nella fusoliera e un’estensione alare di cinque metri.

    La potenza del sistema elettrico di bordo è di 400 Watt, con differenze di potenziale – capaci di creare il vento ionico alla base della dinamica di volo – di 40.000 Volt.

    Il primo volo allo stato solido della storia

    Il primo volo della storia aeronautica mondiale di un aereo con propulsione al plasma, senza parti in movimento, avviene nella grande palestra del DuPont Athletic Center del Massachusetts Institute of Technology di Boston.

    Il volo del prototipo messo a punto dal professor Steven Barrett, direttore del Laboratorio per l’aviazione e l’ambiente del MIT, e dai suoi colleghi di diversi laboratori coinvolti nell’impresa, è lungo 60 metri -la massima lunghezza consentita dalla palestra – e viene ripetuto dieci volte con caratteristiche simili.

    Come funziona il prototipo del MIT

    Prpulsione al plasma descrizione aero MIT

    Il vento ionico che si dimostra capace di sostenere il volo del prototipo è ottenuto generando plasma grazie alla differenza di potenziale tra un primo filo caricato a +20.000 Volt e un secondo che invece è a -20.000 Volt.

    Questo permette di sottrarre elettroni alle molecole di azoto naturalmente presenti in atmosfera e di ionizzarle, inducendo la loro forte attrazione da parte dell’elettrodo negativo.

    Propulsore al plasma vento ionico

    Il flusso crea un vero e proprio vento ionico, capace di trasportare con sé le molecole d’aria con le quali entra in contatto nella migrazione. Le molecole d’aria vengono spinte verso il profilo alare e permettono l’ottenimento di una portanza e il volo dell’aereo.

    Clicca qui e leggi la pubblicazione originale sulla rivista scientifica Nature: Flight of an aeroplane with solid-state propulsion.

    Propulsione al plasma all’Institute of Technological Sciences di Wuhan in Cina

    La sfida per il raggiungimento della propulsione al plasma in atmosfera per uso aeronautico è stata raccolta immediatamente dai ricercatori di Wuhan in Cina.

    ITS Wuhan logo propulsione al plasma

    La megalopoli dello Hubei è diventata famosa nel mondo come luogo di origine della pandemia mondiale di Coronavirus.

    Si tratta di un centro di grande importanza dal punto di vista scientifico e tecnologico ed è sede dell’eccellente ITS – Institute of Technogical Sciences.

    Aerei jet senza combustibili fossili

    Il gruppo del professor Jau Tang dell’ITS di Wuhan punta su una soluzione completamente diversa rispetto a quella del MIT di Boston.

    In questo caso non si crea un vento ionico per sostenere il volo ma si ottiene un vero e proprio sistema con propulsione a getto, simile nella fisica del volo a quella degli aerei attuali turbo-jet.

    Il getto, quindi, è la vera chiave della tecnologia cinese. Questo perchè la potenza ottenuta, secondo la pubblicazione dei risultati a firma di Jau Tang, Dan Ye e Jun Li sulla rivista scientifica AIP Advances, è molto superiore a quella del prototipo americano.

    Propulsione al plasma getto su mano

    Confronto tra le soluzione MIT Boston vs Wuhan

    La soluzione del MIT, secondo i calcoli cinesi, garantisce una portanza di 6 N/kW e permette di raggiungere una pressione di 3 N/m2.

    Mentre la tecnologia sviluppata a Wuhan dimostra già nel prototipo una spinta di 10 Newton con 400 Watt di potenza, utilizzando un flusso d’aria di 0,5 litri/secondo.

    Questo corrisponde a ben 28 N/kW di forza di sollevamento, con una pressione jet di 24.000 N/m2.

    Con un maggiore flusso d’aria e una maggiore potenza delle microonde, la forza e la pressione ottenibili sono comparabili a quelle di un attuale turbogetto per aeroplani commerciali.

    Come funziona il prototipo di Wuhan

    Il sistema è costituito da un magnetron, cioè un generatore di onde elettromagnetiche simile nel principio a quello dei forni a microonde, da un compressore d’aria, da un alimentatore e da un tubo di quarzo all’interno del quale far sviluppare il getto al plasma.

    Propulsione al plasma schema Wuhan

    Completa la componentistica un sistema di accensione della fiamma, la cui lunghezza e luminosità varia con la potenza di generazione delle microonde.

    La spinta ottenuta è visualizzata nel filmato ed è misurata grazie al sollevamento di una sfera d’acciaio.

    Clicca qui e leggi la pubblicazione originale sulle rivista scientifica AIP Advances: Fossil fuel-free propulsion with air plasma.

    Prossimi passi verso l’aereo a zero emissioni

    La soluzione del MIT sta prendendo la strada dei droni, per riuscire a realizzare piccole macchine volanti analoghe nelle prestazioni a quelle attuali ma silenziose.

    Per quanto riguarda invece Wuhan, la sfida è nella misurazione delle prestazioni con sistemi di maggiore potenza. La temperatura della fiamma impone infatti soluzioni diverse alla semplice sfera d’acciaio per valutare il risultato ottenuto.

    Aerei verdi

    Ma la strada della propulsione al plasma è aperta. L’aereo del futuro non può che essere verde.

    Aereo ipersonico del futuro