Gli scienziati hanno compiuto un passo importante verso la creazione di un aereo del futuro, un aereo alimentato da un motore ionico piuttosto che utilizzare parti mobili e carburante come gli aerei convenzionali.
In un articolo pubblicato su Nature, un team guidato da Steven Barrett del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha descritto come hanno creato un cosiddetto aereo elettroaodinamico, che utilizza la propulsione a stato solido, ovvero senza eliche o motori a reazione con combustibile spendibile.
“Il futuro del volo non dovrebbe essere quello delle eliche e delle turbine”, dice Barrett nel video qui sotto. “[It] dovrebbe essere più simile a quello che vedi in Star Trek, con una sorta di bagliore blu e qualcosa che silenziosamente scivola nell’aria.”
Questa scoperta non è stata possibile prima perché la nostra tecnologia semplicemente non era abbastanza avanzata. Già nel 1921, gli scienziati non hanno avuto successo nel cercare di sviluppare qualcosa di simile, una volta scambiata per tecnologia antigravitazionale . Ma ora il team dice che i progressi tecnologici chiave hanno permesso che ciò accadesse.
Un time-lapse dell’aereo in volo. MIT
Nei loro test dal 2016 al 2018, hanno creato un aeromobile con un’apertura alare di 5 metri che pesava 2,45 chilogrammi. Ha un numero di elettrodi sottili che attraversano le sue ali, e nella parte anteriore di questi ci sono fili sottili, mentre nella parte posteriore c’è un profilo aerodinamico – una superficie curva per produrre l’ascensore, come su un’ala di un aereo normale.
I fili sottili nella parte anteriore sono caricati a 20.000 volt positivi, mentre il profilo aerodinamico sul retro è caricato a 20.000 volt negativi, creando un forte campo elettrico. Nella parte anteriore, gli elettroni vengono rimossi dalle molecole di azoto nell’aria per produrre ioni. E mentre questi accelerano verso la parte posteriore, producono un vento ionico, che dà spinta al piano.
“L’idea di base è che se ionizzi aria, il che significa rimuovere un elettrone da esso, puoi accelerare l’aria con un campo elettrico”, ha detto Barrett a IFLScience. “Come la forza che ottieni se ti pulisci un palloncino sulla testa.”
Nel corso di 10 voli di prova, l’aereo è riuscito a volare per circa 60 metri in circa 12 secondi in una palestra che il team ha assunto per utilizzare, con un’efficienza di spinta di circa il 2,6%. Ma con l’aumentare della velocità, l’efficienza del sistema aumenta, proprio come in un aereo normale. In teoria, a 1.080 chilometri all’ora, più veloce di un aereo passeggeri, è efficiente al 50%.
La tecnica è simile ai motori ionici che vengono utilizzati in alcune astronavi per viaggiare nello spazio. “Ci sono alcune somiglianze significative”, ha detto Barrett. Tuttavia, tali veicoli spaziali si basano sulla ionizzazione di un combustibile – come il gas xeno – per produrre spinta. L’aereo sviluppato dal team del MIT non richiede propellente, ma fa affidamento solo sui cavi sottili e su una batteria al litio ricaricabile.
Al momento la tecnologia è limitata, e l’aereo è molto più di un prototipo. Ma le possibilità future sono eccitanti. Nel breve termine, questo sistema di spinta potrebbe essere utilizzato per alimentare piccoli droni, rendendoli quasi silenziosi in quanto non avrebbero alcuna elica come i normali droni.
“Non so ancora se vedrai presto grandi aerei trasportare persone, ma ovviamente sarei molto emozionato se fosse così”, ha detto Barrett nel video.
I test sull’aereo proseguono, con la squadra in grado di far girare l’aereo in aria con un telecomando piuttosto che volare in linea retta. Andando avanti, vogliono provare a rimuovere i filamenti che pendono dall’aereo, con altri test da seguire nei prossimi anni.
Alla fine del loro lavoro, il team confronta la durata del volo dell’aereo (12 secondi) con quella dei fratelli Wright a Kitty Hawk, nel North Carolina nel 1904 (11 secondi), il primo volo più pesante del mondo, sebbene quello includeva un pilota.
Anche se questo volo non è forse della stessa entità, alcune delle possibilità future sono certamente eccitanti. “È possibile pilotare aerei che sono a stato solido, e lo abbiamo dimostrato per la prima volta”, ha detto Barrett.
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