A tutto iodio

Lo iodio non è solo l’elemento con proprietà benefiche per la salute del nostro organismo, può essere anche altro. Può diventare un carburante.

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Un nuovo sistema di propulsione allo iodio

Stiamo parlando di propulsione elettrica e di propulsori ionici, che in pratica sfruttano l’accelerazione elettrostatica degli ioni che si formano durante il processo di ionizzazione di atomi o di molecole neutre, ovvero quando questi acquistano o perdono elettroni, diventando appunto ioni.
Simili sistemi di propulsione hanno un’elevatissima efficienza e sono per questo sfruttati già da tempo nello spazio e durante ogni missione spaziale, nei motori dei satelliti e dei veicoli spaziali. In particolare si utilizza come propellente un gas nobile: lo xeno.

Il problema del ricorso allo xeno per la propulsione spaziale è il fatto che questo gas abbia una produzione costosa – circa 3.000 dollari al chilogrammo –, debba essere conservato ad alta pressione e, oltre a questo, sia un elemento raro. Per di più lo xeno è usato anche in altri settori industriali, come quello dei semiconduttori, e diventa quindi ancora più difficile reperirlo.
È così che l’azienda francese ThrustMe, esperta di soluzioni di propulsione in orbita, ha studiato la possibilità di passare a un altro tipo di combustibile ionizzabile realizzando un sistema di propulsione allo iodio, chiamato NPT30-I2. Il sistema è poi stato testato direttamente nello spazio e i risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature.

Iodio: perché è un carburante efficiente

Come spiegano gli esperti francesi, i vantaggi del ricorso allo iodio sono diversi:

• abbondante
• economico
• immagazzinabile allo stato solido – meno ingombrante e più sicuro
• sublimato a basse temperature

Lo iodio è più facilmente reperibile in quanto presente in maggiori quantità rispetto allo xeno, e ha anche un costo inferiore. Inoltre può essere immagazzinato allo stato solido, con un vantaggio anche logistico in quanto ha densità di stoccaggio che supera di quasi tre volte quella dello xeno, il quale viene invece pressurizzato. Un dato questo fondamentale per poter ridurre le dimensioni dei sistemi di propulsione ed evitare i rischi e i protocolli complessi legati alla pressurizzazione dei gas.

Dallo stato solido con cui viene stoccato, per essere utilizzato lo iodio deve poi essere trasformato in gas. Questo avviene grazie al processo di sublimazione che gli consente di passare dallo stato solido a quello aeriforme senza passare per lo stato liquido. Per fare questo sono sufficienti temperature basse e il tutto avviene con il ricorso a un’antenna a radiofrequenza che, quindi, lo trasforma in un plasma ovvero in un gas ionizzato.
La ionizzazione, come accennato, provoca la spinta propulsiva accelerando gli ioni dello iodio.

NPT30-I2 piccole dimensioni, grandi efficienze

La sostituzione dello xeno con lo iodio ha comportato un lavoro tecnico notevole ma, alla fine, ha permesso di realizzare un sistema di propulsione completo e garantire prestazioni decisamente migliori, aumentate di quasi il 50%.
NPT30-I2 quindi è efficiente e di piccole dimensioni – è un cubo di circa 10 x 10 x 10 cm. Questo gli consentirà di essere utilizzato su piccoli satelliti, migliorandone le prestazioni.
Il sistema di propulsione francese è stato testato direttamente nello spazio a bordo di un piccolo satellite gestito dall’azienda spaziale Spacety, specializzata in piccoli satelliti e servizi satellitari. Il lancio è avvenuto il 6 novembre del 2020 e da subito è iniziato il monitoraggio del funzionamento e la raccolta dei dati, con risultati che hanno confermato le aspettative.
Ora ci si aspetta che il ricorso allo iodio possa aprire nuove opportunità nel settore satellitare, sia allargando la possibilità di utilizzare piccoli satelliti sia riducendo costi e complessità dei sistemi di propulsione dei satelliti più grandi.

Musica: “Also sprach Zarathustra” Op. 30 – Richard Strauss
Foto: ThrustMe

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