Tethered

satellite italiano per esperimenti di elettromagnetismo ed elettrodinamica eseguiti con il rilascio dello stesso da bordo della navetta spaziale statunitense. Noto anche come “satellite al guinzaglio”, il Tethered Satellite System (TSS-1R) è un progetto studiato e realizzato dall'ASI (Agenzia Spaziale Italiana) che si fonda su uno studio degli scienziati Giuseppe Colombo e Mario Grossi. Lo studio concerne il comportamento di un conduttore lineare mobile entro il campo magnetico terrestre: era infatti prevedibile l'insorgere di una forza elettromotrice indotta ai capi del conduttore stesso e, viceversa, lo sviluppo di una spinta motrice qualora al conduttore venisse applicata una forza elettromotrice di segno opposto. Questo risultato, puramente speculativo, è stato preso in considerazione dalle ricerche nel campo delle tecnologie applicabili alle basi operative da costruire – e in costruzione – nello spazio, in quanto la sua utilizzazione pratica consentirebbe al manufatto di stabilizzare la propria posizione spaziale senza dover ricorrere all'intervento dei motori chimici di spinta. Allo scopo di comprovare quanto suddetto, l'ASI ha proceduto alla costruzione di un satellite (involucro sferico contenente gli apparati scientifici e di registrazione delle esperienze, più quelli di teletrasmissione dei dati) da mantenere collegato, mediante cavo conduttore svolgibile, a una base operativa posta su navicella Shuttle. Mentre la costruzione del satellite è stata affidata all'ASI (Tethered ha forma sferica di 1,6 m di diametro con una massa di 518 kg ed è stato costruito dalla Alenia Spazio), quella del cavo ( della lunghezza di 20,7 km, in treccia di 10 fili di rame avvolta su nucleo di Nomex, a sua volta protetto da guaina isolante in Teflon, da un rinforzo in Kevlar e da una copertura esterna in calza Nomex; il tutto con sezione complessiva di 2,5 mm), è della statunitense Martin Marietta che ha anche provveduto al sistema di rilascio e di riavvolgimento contenuto in una torre estensibile a traliccio di 12 m, emergente dalla stiva della navicella. Un primo esperimento svoltosi nell'agosto 1992 venne interrotto da un incidente meccanico che pose fine allo svolgimento del cavo a soli 256 m dall'inizio. Un insieme di indizi comprovanti l'affidabilità dell'esperimento convinse tuttavia a ritentare la prova. Essa ha avuto luogo nel febbraio 1996, da bordo della navetta Columbia, posta dalla NASA in orbita a 296 km d'altezza, dopo alcune modifiche marginali (un segnale luminoso applicato al satellite, interventi sul software di gestione). Nel secondo esperimento il cavo si è svolto per una lunghezza di 19,6 km, troncandosi poi di colpo – per cause non ancora perfettamente chiarite – allorché questa fase preliminare era in via di completamento. La campionatura delle grandezze elettriche indotte dalla magnetosfera della Terra ha comunque attestato un accrescimento progressivo di forza elettromotrice che, nel rilevamento consentito, con il cavo svolto fino a 18,4 km, ha raggiunto i 3500 volts rispetto allo Shuttle (oltre tre volte le previsioni teoriche) e ha permesso di far circolare nel circuito una corrente di 480 milliampere. Una constatazione ritenuta interessante ha riguardato le interazioni fra i gas di scarico dei razzi di controllo della navetta con i gas della ionosfera superiore. Questi ultimi hanno infatti subito, localmente, un'improvvisa ionizzazione accrescendo l'intensità della corrente prodotta nel cavo. Un ulteriore campo d'interesse è rappresentato dalla possibilità di esporre sonde appese mediante filo (fino a 100 km di lunghezza) a satelliti orbitanti a quote superiori – più sicure e stabili – al fine d'eseguire indagini sull'atmosfera superiore della Terra, mirando al miglioramento delle conoscenze riguardanti le proprietà del plasma atmosferico, impresa assai difficile da conseguirsi attraverso esperimenti dal suolo, o in laboratorio. A tale riguardo, un duplice test è stato effettuato dalla NASA fra il 1992 e il 1994 (missioni SEDS 1 e SEDS 2) disponendo dei microsatelliti – apparati di 20-25 kg, contenenti sistemi giroscopici, magnetometri e tensimetri – appesi all'estremità d'un filo in fibra di carbonio lungo 20 km e di 1,7 mm di sezione, ancorato al secondo stadio d'un vettore Delta 2. Gli esiti delle missioni hanno fornito informazioni utili alle pratiche operative di alcuni satelliti geodetici, in particolare quelli facenti parte della costellazione GPS gestiti dal Global Positioning System, il servizio internazionale di posizione e di cronometria.