Le vele solari come sistema propulsivo spaziale: principi fisici, tecnologie di dispiegamento e prospettive di missione

Le vele solari rappresentano un sistema di propulsione spaziale a spinta continua e propellente nullo, basato sullo sfruttamento della pressione di radiazione solare: la quantità di moto trasportata dai fotoni della luce solare, riflessi da un’ampia superficie sottile e riflettente, genera una spinta ridotta ma continua, capace di produrre nel tempo incrementi di velocità elevati senza consumo di massa reattiva. Il presente elaborato ha l’obiettivo di inquadrare la vela solare come sistema propulsivo, analizzandone i principi fisici, le tecnologie abilitanti e le possibili applicazioni. Dopo una collocazione della vela nel panorama dei sistemi propulsivi e la definizione dei relativi parametri prestazionali, viene descritto il principio fisico alla base della spinta, con particolare attenzione alla distinzione tra pressione di radiazione e vento solare e al ruolo del sail loading e dell’accelerazione caratteristica. Si esaminano quindi le tecnologie della vela, materiali della membrana, configurazioni e meccanismi di dispiegamento e le strategie di controllo d’assetto in assenza di propellente. Infine si presentano le principali applicazioni di missione e una rassegna delle missioni dimostrative realizzate, evidenziando lo stato di maturità della tecnologia e le prospettive future