Satellite tethered
Un satellite tethered è un satellite connesso ad un altro attraverso un sottile cavo detto tether. L'idea di utilizzarlo nello spazio ha avuto origine nel tardo 1800, e questa idea divenne maggiormente popolare negli anni '60[senza fonte].
Dopo studi da parte della NASA venne creato un progetto a breve termine per sviluppare un satellite con un cavo di 100 km. I satelliti tethered sono composti da tre parti: il satellite di base, il cavo (o tether) e il satellite ausiliario. Prima del posizionamento, il satellite di base contiene quello ausiliario e il cavo, e può non essere un satellite vero e proprio, ma anche uno Shuttle, una Stazione spaziale o la Luna. Il cavo collega i due satelliti ed è costituito da un complesso materiale formato da rame e kevlar. Il satellite ausiliario viene lanciato dal satellite di base verso un corpo che esercita attrazione.
Durante la fase di elongazione, il satellite ausiliario viene rilasciato verso un corpo attrattivo, come la Terra. Successivamente le fasi di messa in stazione e la fase di ritrazione richiedono una difficoltà molto maggiore, poiché la dinamica è governata da un insieme di equazioni differenziali ordinarie e parziali, non lineari. I problemi che emergono sono:
- Dinamica del corpo rigido tridimensionale della stazione e del satellite ausiliario
- Oscillazioni del cavo di massa finita
- Spostamento del punto di aggancio del cavo dal baricentro della stazione spaziale
- Vibrazioni trasversali del cavo
- Forze esterne
Missione TSS-1
Il Tethered Satellite System 1 (TSS-1) fu sviluppato dall'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e venne lanciato durante la missione STS-46, sullo Space Shuttle Atlantis, dal 31 luglio all'8 agosto 1992. In questa missione vennero effettuate molte scoperte sulla dinamica dei sistemi tethered, anche se il satellite venne lanciato solo per 260 metri. Tuttavia questa lunghezza fu sufficiente per studiare come rilasciare, controllare e recuperare il satellite. Questo tipo di sistemi si rivelò più facile da controllare e anche più stabile di quanto non era stato previsto.
Le tensioni e le correnti raggiunte furono troppo esigue per effettuare la maggior parte degli esperimenti, tuttavia vennero effettuate molte misurazioni, tra cui le forze e le correnti indotte dal cavo e il comportamentamento degli elettroni che trasportano la corrente di ritorno.
In questa missione Shuttle partecipò per la prima volta un astronauta italiano Franco Malerba. Principal Investigator della missione (Theoretical and Experimental Investigation of TSS Dynamics) fu lo scienziato italiano Silvio Bergamaschi, allievo ed erede culturale di Giuseppe Colombo.
Missione TSS-1R
Fu il seguito della missione TSS-1 nel Febbraio 1996, con il viaggio dello Shuttle (Columbia) STS-75. Vennero dispiegati oltre 19 chilometri di cavo prima della sua rottura. Rimase in orbita diverse settimane e fu visibile dalla terra.
A questa missione Shuttle parteciparono gli astronauti italiani Maurizio Cheli e Umberto Guidoni.
TiPS
Il Tether Physics and Survivability Experiment (TiPS) è l'unico satelitte tethered attualmente in orbita attorno alla terra (2005). Venne lanciato nel 1996 come parte di un progetto dello US Naval Research Laboratory. Il cavo è lungo 4 chilometri e i due satelliti collegati, chiamati "Ralph" e "Norton", possono essere osservati da terra con l'uso di un binocolo o un telescopio.
