A quanto pare siamo finalmente giunti al punto in cui potremo sostituire i nostri amati motori a carburante con degli ipertecnologici ed elettrici motori al plasma. Questi tipi di motori sono stati studiati e analizzati in laboratorio per decine d’anni, teorizzandone l’utilizzo solamente per spostare satelliti nello spazio.
L’innovazione arriva da Berkant Göksel e dal suo team dell’Università Tecnica di Berlino, i quali stanno pensando a come poter montare dei motori al plasma sugli aerei. A detta dello scienziato, lo scopo è quello di superare il limite massimo di altitudine di 30km raggiunto dagli attuali jet più avanzati; con i suoi motori al plasma si potrebbe addirittura arrivare ai confini dell’atmosfera e viaggiare nello spazio aperto.
Motori al plasma ed elettricità
I motori degli aerei tradizionali generano una spinta miscelando e bruciando aria compressa con del carburante: questa miscela ardente si espande rapidamente ed è espulsa dal motore con forte pressione, spingendo in avanti il corpo a cui è legato.
Per quanto riguarda i motori al plasma invece si usa l’elettricità per generare campi elettromagnetici, che comprimono ed eccitano un gas (come ad esempio l’argon) che viene trasformato in plasma, similmente a ciò che si osserva in una fusione nucleare o all’interno di una stella.
La sfida principale consisteva nel costruire un motore al plasma in grado non solo di mantenere un intero aereo stabile in aria, ma anche di farlo alzare in volo. Una interessante caratteristica riguarda la capacità di funzionamento dei due motori: mentre quelli dei jet attuali tendono a funzionare bene a basse pressioni con una sufficiente scorta di gas, a detta di Göksel i motori al plasma non sono condizionati dalla pressione atmosferica e funzionano ugualmente bene sia alla pressione del suolo che a quella dei limiti dell’atmosfera, con una velocità che arriva a 20 kilometri al secondo.
Spinta al plasma
Il successo del progetto del team di Berlino sta nel fatto che questi nuovi motori al plasma generano proprio la classica spinta dei motori a carburante, tramite micro-scariche elettriche, riuscendo così a muovere un aereo in ogni direzione.
A detta del dottor Jason Cassibry dell’Università dell’Alabama in Huntsville, il progetto “estende fortemente il campo di movimento di qualsiasi aeroplano, oltre a ridurne i costi operativi”. Ad oggi è la prima volta che qualcuno è riuscito a manipolare gli impulsi elettrici in modo da ottenere una vera e propria spinta al plasma.
Una sfida difficile
Purtroppo però lo studio è ancora alle fasi iniziali e il team di sviluppo deve ancora superare molti ostacoli per riuscire effettivamente a far volare un aereo comune con dei motori al plasma.
Durante i test di laboratorio infatti sono stati utilizzati mini propulsori con un diametro di 80 millimetri, ma questo significherebbe che un aereo dovrebbe montarne circa 10’000, che è decisamente impossibile per la loro forma.
Per ora non c’è una soluzione precisa, quindi Göksel e il suo team hanno pianificato di testare il loro sistema in aerei di taglia piccola, che necessitano solo di un migliaio di propulsori.
Un altro problema è ovviamente legato alla scorta di elettricità necessaria per il volo: per alimentare una stringa di propulsori al plasma occorre così tanta corrente che in pratica l’aereo avrebbe bisogno di una piccola centrale elettrica, ovviamente impossibile da montare con la tecnologia attuale.
Combinazione di diversi motori
Una soluzione può essere l’installazione di pannelli solari al di fuori dell’aeromobile. Nel frattempo il gruppo di ricerca sta lavorando anche ad un motore ibrido, che combina l’azione del plasma con quella del carburante, cercando un compromesso tra risparmio energetico, miglioramento delle prestazioni e fattibilità del progetto.
Siamo dunque ancora lontani dall’ideare aeronavi fantascientifiche presentate in tante opere cinematografiche e fumetti futuristici, ma è interessante notare come la distanza tra questi mondi e la realtà, con il passare del tempo, tende progressivamente a ridursi.