Stratobus: dirigibili 2.0!

Categoria | Scienza e Tecnologia

Stratobus: dirigibili 2.0!

Pubblicato il 30 giugno 2015 da redazione

Il primo dirigibile di Henry Giffard.

Zeppelin.

Sicuramente molti di voi ricorderanno lo storico dirigibile Zeppelin del conte Ferdinand von Zeppelin, ebbene dopo quasi 80 anni di assoluta inattività da parte di questi straordinari aeronavi vi annuncio che ben presto potreste rivederlo ai limiti della stratosfera! Ovviamente parlo di una versione molto più avanzata che ricorda il dirigibile rigido solo nella forma, si tratta di un incrocio tra un drone e un satellite in grado di rivoluzionare il mondo della telecomunicazione e dell’osservazione terrestre.

Un Salto nella Storia

I dirigibili nascono in Francia nel 1852 ad opera dell’ingegnere Henri Giffard, come validi sostituti alle mongolfiere.

Due furono le principali innovazioni che consentirono ai dirigibili di prendere il volo: l’utilizzo dell’idrogeno al posto dell’aria e l’introduzione di motori con un rapporto peso-potenza maggiore, che collegati a delle eliche permettevano di manovrare l’aeronave. L’utilizzo di idrogeno portò a sua volta due vantaggi fondamentali, ossia una maggiore permanenza in aria, dovuta all’assenza di bruciatori che consumavano maggior combustibile, e il sollevamento di maggior pesoa parità di volume del pallone, poichè l’idrogeno è più leggero dell’aria calda. Riguardo la loro forma, vennero progettati più slanciati e aerodinamici rispetto alle mogolfiere in modo da mantenere più facilmente la direzione scelta.

Sul primo dirigibile Giffard montò un piccolo motore a vapore in grado di sollevare l’aerostato dal volume di circa 2500 metri cubi e fargli raggiungere gli 8 Km/h. In seguito vennero sperimentate diverse energie, come il motore elettrico o la propulsione umana, tuttavia l’allora scarsa conoscenza tecnologica impedì successivi successi.

La situzione mutò nel 1884 con l’avvento del ‘La France’, il primo dirigibile a propulsione elettrica ad opera di Arthur Krebs e Charles Renard, in grado di raggiungere i 23 Km/h e dotato di una manovrabilità fino ad allora impensabile.

I suddetti modelli erano per lo più dirigibili ‘flosci’, ossia palloni di forma idonea contenenti gas pressurizzato ai quali veniva fissata una navicella abitabile. A poppa o a prua erano dotati di pallonetti ad aria essenziali per il controllo del beccheggio (movimento verso l’alto o il basso della prua). Questi modelli vengono tuttoggi utilizzati a scopi pubblicitari dalla Gooyear e altre compagnie.

L’avvento degli Zeppelin nel 1900 trasformò completamente la concezione dei dirigibili, ora erano ad armatura rigida, ossia caratterizzati da un’intelaiatura interna, solitamente in alluminio, che ne determina la forma a sigaro. Il sollevamento dell’aeronave, invece, era possibile grazie a numerose celle stagne riempite di gas più leggeri dell’aria, generalmente elio. Erano di questo tipo i famosi Zeppelin del conte Ferdinand von Zeppelin. Sicuramente tra i modelli più conosciuti troviamo il Graf Zeppeli, che collegava Europa e Stati Uniti in 5 giorni viaggiando a 100Km/h, e Il Superzeppelin, che collegava Francoforte a Rio de Janeiro in quattro giorni. Lungo 245 m e dotato di cinque motori, era stato attrezzato di una serie di strutture di lusso per i passeggeri, tra cui cabine individuali, salotti per fumatori e un ponte-passeggiata.

Tuttavia la carriera commerciale di questi sigari volanti fu molto breve dal 1929 al 1937, poichè malgrado la loro struttura rigida rimanevano mezzi di trasporto vunerabili, soprattutto a condizioni atmosferiche avverse. Infatti con l’aumentare delle traversate aumentarono gli incidenti: caddero in mare tre grossi aerostati inglesi e l’americano ‘Akron’.

Dopo il famoso incidente del 1937 avvenuto a Lakehurst (New Jersey) al dirigibile LZ 129 Hindenburg, la costruzione e l’utilizzo dei dirigibili da trasporto si interruppe definitivamente.

Tutt’oggi i dirigibili vengono adoperati per soli fini pubblicitario o come piattaforme per riprese aeree; raramente vengono adoperati per il trasporto turistico.

Carlinga Stratobus.

Stratobus.

StratoBus

La nuova frontiera dei dirigibili si chiama Stratobus, nato da un progetto italo francese sarà in grado di osservare la Terra da una posizione fissa (o stazionaria) a 20mila metri d’altezza sia di giorno che di notte. Dotato di una lunga autonomia oraria e completamente autonomo sarà in grado di svolgere molteplici missioni per una durata di 5 anni!

A capo del progetto troviamo laThales Alenia Space, in collaborazione con Airbus Defence & Space, Zodiac Marine e CEA-Liten, che aspira a un nuovo concetto di dirigibile, operativo a 20 Km, in grado di trasportare un carico pagante di 200Kg. A tal proposito la piattaforma misurerà tra i 70 e i 100 metri in lunghezza e i 20-30 metri di diametro. Verrà dotata di una tecnologia totalmente rivoluzionaria, in particolare il veivolo è progettato per essere in grado di catturare i raggi del Sole in tutte le stagioni e da qualsiasi angolazione grazie a un meccanismo che permette ai pannelli solari di ruotare costantemente intorno all’anello centrale della struttura. Inoltre StratoBus accoppia i pannelli solari a un amplificatore di energia solare ideato dalle Thales in grado di massimizzare l’efficienza dei pannelli in modo da raccogliere più energia possibile da trasferire alla carlinga. Qui verra disposta una cella a combustione, o pila a combustione (dispositivo elettrochimico che permette di ottenere elettricità direttamente da certe sostanze, tipicamente da idrogeno ed ossigeno, senza che avvenga alcun processo di combustione termica) in modo da immagazzinare energia sufficiente per i sistemi di avionica e di comunicazione con la stazione di supporto a Terra. Per quanto riguarda l’involucro’ del dirigibile, verrà realizzato in fibra di carbonio intessuta in modo da resistere ai raggi soalri e a temperature comprese tra -50°/-80°C. Inoltre questo materiale renderà l’intera struttura molto leggera, ma allo stesso tempo stabile nonostante una velocità del vento che potrebbe arrivare ai 90 Km/h. Sarà infatti la velocità del vento a determinare la potenza dei due motori elettrici in modo da ridurre il più possible il consumo energetico e da garantire allo StratoBus una posizione fissa rispetto alla Terra.

I vantaggi di questa nuova tecnologia sono facilmente intuibili: una riduzione dei costi esponenziale visto che la parte più costosa di una missione spaziale è tipicamente il lancio, maggiori profitti derivanti da un rapporto carico pagante/costi ridotto, una risoluzione delle immagini migliore e un sistema di comunicazione più sicura vista la vicinanza con la Terra.

Allo stesso tempo, potrà portare a termine svariate missioni: osservazione, sorveglianza dei confini, rilevazione di perdite di petrolio da imbarcazioni o di navi pirate, identificazione di mercantili o altri tipi di imbarcazioni, supporto a sistemi GPS nelle zone altamente trafficate, analisi sull’avanzamento dell’erosione nelle zone costiere, monitoraggio del livello di pulizia delle spiagge, analisi metereologiche e raccolta dati, gestione dei disastri naturali, supporto per la gestione di incendi in aree rurali o industriali, telecomunicazioni (internet, segnale nelle zone meno popolate o difficili da raggiungere), supporto per operazioni militari e paramilitari e per amplificare o rimbalzare il segnale satellitare.

Progetto Loon1.

Progetto Loon

Tuttavia StratoBus non è il primo progetto che vede i dirigibili come mezzo per portare internet nelle zone meno popolate. Google infatti a lanciato recentemente il Progetto Loon, una nuova tecnologia sperimentale che porterà la rete attraverso dei palloni aerostaticidisposti anche loro a 20 Km. Attenzione però, il progetto di Google non prevede la completa autonomia dei dirigibili visto che quest’ultimi non saranno stazionari come gli StratoBus ma saranno in continuo movimento intorno al globo. Infatti Google ha attrezzato ogni vascello atmosferico di un sistema di pilotaggio ad alta precisione per un’estensione di migliaia di chilometri senza alcuna forma di propulsione. Questo grazie alla presenza nella stratosfera di forti venti (fino a 300 Km/h) che ‘spingerebbero’ i dirigibili nella direzione predefinita. Ma come controlliamo i venti? Ovviamente non possiamo farlo, piuttosto possiamo monitorarli e prevedere il loro comportamento (lavoro a carico della National Oceanic and Atmospheric Administration degli Stati Uniti). Nei diversi starti della stratosfera i venti hanno direzione e velocità differenti. I dirigibili Loon sfruttano queste differenze modificando la propria altitudine e posizione tramite un piccolo pallone interno in grado di gonfiarsi e sgonfiarsie. Una flotta di palloni può così essere coordinata in maniera tale da garantire che una particolare area sia sempre attraversata da un pallone, tuttavia per avere una copertura wireless affidabile è necessario assicurarsi che un pallone si trovi sempre entro 40 km di distanza dall’area interessata. Il progetto Loon è già stato avviato, infatti già da due anni stanno svolgendo programmi pilota (il primo si è tenuto in Nuova Zelanda nella zona di Canterbury) con 50 tester che tentano di connettersi tramite i palloni.

Da questo punto di vista, il progetto StatoBus deve darsi un colpo di rene per mettersi in pari così da poter essere attivo il più presto possibile.

Il mondo di Internet e della comunicazione così come li percepiamo oggi stanno cambiando drasticamente. Grazie a questi nuovi progetti, a cui se ne aggiungono altri che sfruttano i Cubsat (satelliti di piccole dimensioni) invece che i dirigibili, tutte quelle zone del pianeta isolate o difficilmente raggiungibili potranno usufruire della piena possibilità di accedere ai mezzi di comunicazione e informazione digitale migliorando la qualità della vita così come la sicurezza di migliaia di persone.

di Sara Pavesi

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