CubeSats: inviare cubi di Rubik nello spazio

Ultima novità nel campo dell'industria aerospaziale, i CubeSats offrono all'Europa una possibilità di riscatto in un mercato monopolizzato dall'America.

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Andare nello spazio è il Santo Graal per i geek come noi. L’overdose di Star Wars potrebbe avere qualcosa a che fare con questo, ma c’è qualcos’altro di profondamente accattivante nello spazio: infinite possibilità. Oggi, i satelliti nello spazio ci aiutano a gestire la nostra vita quotidiana fornendoci connettività, facilitando il tracciamento GPS, consentendo le osservazioni della terra e supportando i processi aziendali e di calcolo. Tra qualche decennio, l’economia spaziale fornirà una connettività diretta a banda larga senza doversi affidare a cavi di comunicazione sottomarini, connessioni telefoniche via satellite con tutto il mondo e ci permetterà di avere una guida completa per i veicoli autonomi su terra, aria e mare. Ma non è tutto.

Il futuro dell’osservazione della terra attraverso i satelliti aiuterà nella previsione degli incendi e dalla protezione civile al monitoraggio globale in tempo reale delle risorse e all’osservazione e all’azione automatizzata in varie aree.

Ci attende un’era in cui saremo in grado di sfruttare i nostri satelliti per avere un cloud computing sicuro e la crittografia per ottenere approfondimenti commerciali, il calcolo in orbita per la raccolta e l’analisi automatizzata dei dati (si tratta di una cosa piuttosto importante) e il monitoraggio globale in tempo reale dei beni e l’osservazione automatizzata in vari settori.

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È solo una questione di tempo prima che non solo padroneggeremo la produzione e i test in orbita, ma riusciremo anche a costruire infrastrutture sulla Luna e su Marte.

È probabile che riusciremo a estrarre risorse sulle lune e sugli asteroidi, in stile Age of Empires.

Ma avere liti su Twitter sulle regole di governance di Marte è un futuro lontano. Dobbiamo iniziare in piccolo, e non solo metaforicamente piccolo. Può sembrare inimmaginabile, ma tutto questo può essere realizzato attraverso una nuova generazione di satelliti su piccola scala – CubeSats. E può sembrare improbabile che l’Europa, nonostante il ritardo degli ultimi 50 anni sulla tecnologia spaziale, sia perfettamente posizionata per possedere completamente questo mercato multimiliardario. Questo attira la tua attenzione? Ottimo.

Cosa sono i CubeSats?

Immaginate un cubo di Rubik. Ora immaginate che un gruppo di cubi di Rubik incollati insieme sia un satellite che pesa fino a 10 chilogrammi e che gira nell’orbita terrestre inferiore (LEO), a 160-1000 chilometri dalla terra.

Quello, in termini di Seedtable, è un CubeSat. A titolo di confronto, i normali satelliti di comunicazione possono essere grandi come uno scuolabus (meno i bambini) e pesare fino a 6 tonnellate. Oltre ad essere molto carini e molto piccoli, i CubeSats hanno alcuni vantaggi rispetto ai satelliti normali.

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I CubeSats sono prodotti con componenti elettronici di serie che li rendono economici e facili da montare. Sono anche prodotti in scala perché se ne possono fare tanti e di diversi tipi. Questo significa che l’industria aerospaziale può fare uso di economie di scala ed economie di scopo, quindi il costo unitario per produrre un satellite diminuirà con l’aumentare della quantità e della varietà di satelliti disponibili sul mercato. Essi circondano la terra nel LEO contro l’High Earth Orbit (HEO) come la maggior parte dei satelliti. Nel LEO, i CubeSats possono orbitare intorno alla terra in soli 90 minuti, portando a 14-16 orbite al giorno nell’orbita polare grazie all’equilibrio tra la forza di gravità e la forza di fuga durante il lancio. Il vantaggio di fare questo è che mentre i CubeSats soddisfano le condizioni perfette per l’osservazione della terra e la comunicazione, sono comunque protetti dalle radiazioni solari e cosmiche e non subiscono attrito a causa dell’assenza di aria.

La cosa più importante è che sono molto meno costosi da lanciare perché sono economici da produrre, non hanno bisogno di raggiungere l’altezza di un normale satellite e si può lanciare un gruppo di essi sullo stesso razzo, distribuendo il costo su molte unità. Mentre può costare fino a 500 milioni di euro costruire e lanciare un satellite convenzionale, un nanosatellite può essere prodotto e messo in orbita per 500.000 euro. La cosa interessante è che i CubeSats hanno un circuito integrato. Più ne produciamo, più economici diventano, innescando nuovi casi d’uso e aumentando la domanda di più unità, spingendo il costo verso il basso e facendo ripartire il loop. Le aziende più piccole hanno sfruttato l’accessibilità economica di CubeSats per fornire una sorveglianza completa e offrire una rete di connessione completa con l’obiettivo di soddisfare la crescente domanda di comunicazioni globali. Manca una cosa.

Per portare qualcosa nello spazio servono i razzi

L’unico fattore che potrebbe ostacolare l’immensa crescita del mercato globale CubeSat è la mancanza di veicoli di lancio. Questo è un problema perché i lanciatori di satelliti presenti sul mercato sono stati e rimangono concentrati sull’invio di satelliti con carichi utili pesanti nell’orbita terrestre inferiore e non si sono ancora adeguati al mercato in accelerazione dei satelliti più piccoli. Per costruire il futuro dello spazio che abbiamo delineato, qualcuno deve costruire una rete decente di nuovi lanciatori spaziali. E questa è l’opportunità per l’Europa.

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Il mercato dei lanci spaziali globali è stato valutato a 9,8 miliardi di dollari nel 2019 e si prevede che raggiungerà i 32,4 miliardi di dollari entro il 2027. Earlybird ha calcolato che il segmento dei veicoli spaziali leggeri e medi ha un prezzo di 6 miliardi di dollari quest’anno. Questa crescita a un CAGR del 15,7% dal 2020 al 2027, rappresenta un’opportunità di mercato che sarà difficile da colmare per i concorrenti sul campo di gioco oggi. Le aziende locali, come la Isar Aerospace di Monaco di Baviera, stanno già puntando a questa opportunità e colmando questa lacuna di mercato fornendo alle costellazioni di satelliti un accesso flessibile allo spazio, sostenibile ed economico. L’azienda tedesca ha sviluppato un veicolo di lancio competitivo denominato Spectrum, che consente a CubeSats di avere un accesso flessibile allo spazio. Con un’infrastruttura di lancio consolidata e funzionante, nulla ci impedisce di sfruttare questa rete di piccole navicelle spaziali e di andare in orizzontale.

Ma perché l’Europa e non Elon Musk?

Nonostante l’insistenza di Elon nel costruire lanciafiamme, gli Stati Uniti sono il Paese tecnologicamente più avanzato e la tecnologia spaziale non fa eccezione alla regola. Aziende come SpaceX e Blue Origin sono all’avanguardia e offrono lanci in suolo americano che sono 4-5 volte più economici degli standard europei e molto più flessibili, dato che i tempi di consegna dal contratto al lancio sono settimane (contro un paio d’anni in Europa). Ma c’è un tranello – che funziona solo per i clienti americani. Per gli europei non è così semplice. I satelliti sono bloccati in dogana per mesi, ritardando notevolmente il lancio mentre a casa si potrebbe lanciare in pochi giorni. In cima, gli Stati Uniti li stanno facendo a pezzi e li stanno rimontando in quel periodo. Lanciare un satellite tedesco con un Falcon 9 è cinque volte più economico che farlo in Europa, ma la Germania deve bilanciare rischio e ricompensa – paghiamo molto di più, regaliamo o spiamo il progetto del satellite?

Lo stesso vale per i paesi non europei. Russia e Cina non possono lavorare con gli Stati Uniti, il che significa che nemmeno gli alleati americani possono farlo. Ma l’Europa è bella e calda, e soprattutto neutrale. Se non volete farvi perquisire il satellite, vi resta solo l’Europa. In senso pratico gli europei non possono uscire e geopoliticamente tutti possono entrare. L’Europa è la Svizzera dei razzi. Ha l’opportunità di rompere il monopolio di SpaceX e di assumere un’industria multimiliardaria. Dobbiamo solo smettere di giocare.

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Scritto da Filippo Sini

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