La propulsione elettrica di Psyche entra in una fase decisiva della missione NASA. Dopo aver sfruttato la gravità di Marte per modificare la propria traiettoria, la sonda ha iniziato a utilizzare i motori a effetto Hall quasi ininterrottamente, con l’obiettivo di raggiungere l’asteroide omonimo nell’estate del 2029. Il nuovo regime operativo rappresenta un passaggio significativo per una tecnologia che consente di affrontare lunghi trasferimenti interplanetari riducendo il consumo di propellente rispetto ai sistemi chimici convenzionali.
Secondo quanto comunicato dal Jet Propulsion Laboratory (JPL) il 22 ottobre 2026, la sonda ha avviato il 28 settembre una fase di propulsione pressoché continua, interrompendo le accensioni una volta alla settimana per effettuare verifiche e comunicare con i controllori a Terra. I propulsori resteranno in funzione per circa il 90% del tempo durante il tratto rimanente del viaggio verso la fascia principale degli asteroidi.
La scelta operativa segna una differenza rispetto alla prima parte della missione, iniziata con il lancio nell’ottobre 2023. Fino al sorvolo di Marte, la propulsione elettrica era stata utilizzata in modo intermittente per predisporre la traiettoria necessaria all’assistenza gravitazionale. Superata questa fase, la priorità è ora accumulare progressivamente velocità attraverso una spinta debole ma prolungata.
Come funziona la propulsione elettrica di Psyche
Il sistema propulsivo di Psyche utilizza xeno, un gas nobile che viene ionizzato e accelerato mediante campi elettrici e magnetici. L’espulsione degli ioni genera una forza che spinge la sonda nella direzione opposta. È il principio alla base dei propulsori a effetto Hall, riconoscibili anche per la caratteristica luminosità blu prodotta durante il funzionamento.
A differenza dei motori chimici, capaci di sviluppare spinte elevate in intervalli relativamente brevi, la propulsione elettrica produce un’accelerazione molto contenuta, ma può mantenerla per periodi prolungati. Nel caso di Psyche, il sistema raggiunge una spinta massima di 250 millinewton, paragonabile alla forza esercitata dal peso di una comune batteria AA.
La sonda dispone di quattro propulsori, utilizzati uno alla volta. Sebbene la spinta istantanea sia modesta, il suo effetto cumulativo permette di modificare sensibilmente la velocità nel corso del trasferimento interplanetario. Secondo la NASA, durante la crociera Psyche raggiungerà una velocità massima superiore a 160.900 chilometri orari rispetto a un osservatore sulla Terra. Si tratta della velocità complessiva prevista durante il trasferimento, non di un valore attuale né di un’accelerazione attribuibile esclusivamente ai propulsori elettrici.
L’energia necessaria proviene da due grandi pannelli solari a forma di croce, composti complessivamente da dieci sezioni e dotati di una superficie di raccolta della luce pari a circa 75 metri quadrati. L’elettricità generata alimenta i sistemi di bordo, le batterie e l’apparato propulsivo.
La disponibilità energetica costituisce uno dei principali vincoli nella pianificazione delle accensioni. Allontanandosi dal Sole, la sonda riceve una quantità progressivamente inferiore di radiazione solare, con una conseguente riduzione della potenza disponibile. Il programma operativo prevede quindi circa tre mesi di funzionamento alla massima potenza, seguiti da una graduale diminuzione fino a circa la metà del livello iniziale.
Al lancio Psyche trasportava circa 1.090 chilogrammi di xeno, distribuiti in sette serbatoi. Nei primi tre anni di missione ne ha consumato approssimativamente un terzo, conservando una riserva destinata sia al completamento del viaggio sia alle manovre previste durante le operazioni scientifiche attorno all’asteroide.
Il rapporto tra consumo di propellente, disponibilità energetica e durata delle accensioni è determinante per la pianificazione del trasferimento. L’efficienza dei motori elettrici consente di ottenere variazioni significative della velocità complessiva, ma richiede tempi di funzionamento prolungati e un’attenta gestione della potenza.
La navigazione di Psyche mette alla prova il controllo della spinta elettrica
L’impiego continuativo dei propulsori introduce anche difficoltà specifiche nella gestione dell’assetto della sonda.
Durante il funzionamento dei motori a effetto Hall, il movimento degli ioni di xeno all’interno del campo magnetico può generare una piccola coppia meccanica. Questo effetto tende a modificare l’orientamento del veicolo e, se non compensato, può interferire con la precisione del puntamento.
Per controllarlo, Psyche utilizza ruote di reazione, dispositivi che consentono di regolare l’orientamento del veicolo modificando la propria velocità di rotazione. Dopo alcune ore di propulsione, gli ingegneri interrompono temporaneamente la spinta, modificano l’orientamento della sonda e attivano un altro propulsore a bassa potenza per alcuni minuti, in modo da compensare il momento angolare accumulato.
L’aspetto tecnologicamente più interessante riguarda la possibilità di misurare direttamente questi effetti durante un funzionamento prolungato nello spazio.
Secondo Steve Snyder, responsabile delle operazioni propulsive della missione presso il JPL, le misurazioni effettuate durante Psyche hanno consentito, per la prima volta nelle condizioni operative descritte dall’agenzia, di caratterizzare la coppia generata da un propulsore a effetto Hall in funzione della potenza e del tempo di funzionamento, per una durata così estesa nell’ambiente spaziale.
Si tratta di un risultato rilevante per la caratterizzazione dei sistemi propulsivi. La disponibilità di misurazioni ottenute durante una missione interplanetaria permette infatti di studiare fenomeni che, per la loro intensità estremamente ridotta, risultano difficili da riprodurre e osservare nelle condizioni dei test terrestri.
L’esperienza operativa di Psyche può quindi contribuire alla conoscenza del comportamento dei propulsori elettrici nelle missioni di lunga durata, soprattutto per quanto riguarda l’interazione tra generazione della spinta, controllo dell’assetto e gestione della potenza.
Non significa che la missione stia sperimentando per la prima volta la propulsione a effetto Hall nello spazio. Il suo contributo specifico consiste nell’impiego di questa tecnologia su un trasferimento interplanetario prolungato e nella raccolta di dati sul comportamento del sistema durante le operazioni.
Per le future architetture di esplorazione robotica, la capacità di integrare propulsori efficienti, produzione elettrica e controllo preciso dell’assetto rappresenta un elemento importante nella progettazione dei trasferimenti verso destinazioni lontane dalla Terra. Rimangono tuttavia vincoli legati alla disponibilità di energia, alla durata delle manovre e alle caratteristiche delle singole missioni.
Il prossimo traguardo di Psyche sarà l’arrivo presso l’asteroide omonimo, un corpo largo circa 280 chilometri nel suo punto di massima estensione, ritenuto potenzialmente collegato ai resti metallici di un antico planetesimo.
La sonda entrerà in orbita per una missione scientifica primaria della durata prevista di due anni, durante la quale realizzerà osservazioni e misurazioni per approfondire la struttura e la composizione dell’asteroide.
Prima ancora dei risultati scientifici, il trasferimento verso Psyche costituisce un’importante occasione di verifica operativa della propulsione elettrica solare nello spazio profondo. La fase iniziata a settembre consentirà alla NASA di accumulare ulteriore esperienza sull’impiego continuativo dei motori a effetto Hall e sulla gestione delle condizioni operative necessarie per raggiungere l’asteroide.
Fonte dati: NASA – Jet Propulsion Laboratory
Michelangelo Moles laureato magistrale in Corporate Communication e Media è specializzato nei temi della space economy e della blue economy, con particolare attenzione agli aspetti legati all’innovazione, alla comunicazione strategica e alla divulgazione dei nuovi modelli economici connessi al mare e allo spazio.
Nel corso degli anni ha acquisito una forte capacità di strutturare informazioni, notizie e approfondimenti sui principali comparti dell’economia dello spazio e dell’economia del mare: satelliti, telecomunicazioni, osservazione della Terra, space tech, portualità, logistica, innovazione marittima, sostenibilità, tecnologie dual use e interconnessioni tra settore aerospaziale e blue economy.
