Con ‘Baridi Sana’ il Kenya sale a bordo della stazione spaziale Cinese

Con ‘Baridi Sana’ il Kenya sale a bordo della stazione spaziale Cinese

Si tratta di un’innovazione interessante che ha lo scopo di raffreddare le macchine. La cosa ancora più bella è che gli è stato dato un nome swahili: Baridi Sana. È stato creato in Italia con il contributo dell’Università di Machakos.

Le cose belle non finiscono qui, perché grazie a Baridi Sana, il Kenya farà parte di un piccolo club di Paesi che terranno esperimenti a più di 350 chilometri di altezza in una stazione spaziale costruita dalla Cina.

In parole povere, la stazione spaziale è un laboratorio di 100 tonnellate costruito gradualmente, che attualmente ospita tre astronauti cinesi e che sta orbitando intorno alla Terra a 27.000 chilometri all’ora da quando il suo primo pezzo è stato lanciato nell’aprile 2021. Dal Kenya, se si sa dove guardare, è possibile individuarla come un puntino luminoso che corre nel cielo nelle ore del crepuscolo.

All’interno di quella stazione spaziale, Baridi Sana sarà inviato per essere testato su come si comporta a tali altezze. Per sua informazione, Baridi Sana è fatto per raffreddare i satelliti piccoli ma ricchi di funzioni, che generano molto calore mentre svolgono le funzioni per cui sono programmati in orbita.

All’interno del laboratorio, le sue prestazioni saranno misurate dai sensori che effettueranno l’analisi del calore e invieranno i dati alla superficie.

Il raffreddamento è parte integrante dell’elettronica. Il suo computer ha una ventola che funziona più velocemente quando i componenti interni si riscaldano. Il suo frigorifero ha un sistema che misura la temperatura degli oggetti al suo interno e fa funzionare un refrigerante per garantire la temperatura desiderata.

Con Baridi Sana, il principio della refrigerazione fa un ulteriore passo avanti. Abbiamo parlato con il Dr. Charles Mwaniki, docente senior presso la Scuola di Ingegneria e Tecnologia dell’Università di Machakos, che ce lo ha spiegato in dettaglio.

“Se guarda il retro del suo frigorifero, c’è una pompa, ci sono dei tubi di rame e c’è un fluido che viene fatto circolare. Lo chiamiamo sistema a pompa monofase”, ha detto.

“A Baridi Sana, abbiamo un sistema di raffreddamento a due fasi, in cui abbiamo una parte che sfrutta l’evaporazione in una fase e la condensazione nell’altra fase. Questo è un sistema che ci permette di ottenere il raffreddamento del calore in un’area ridotta”, ha aggiunto il dottor Mwaniki.

Baridi Sana è in cantiere dal 2018 ed è stato realizzato grazie ad una sovvenzione delle Nazioni Unite.

“Questa è la genesi di Baridi Sana: c’è una cooperazione tra le Nazioni Unite e la Cina sull’utilizzo della stazione spaziale cinese. Hanno annunciato una proposta per tutte le parti interessate che avrebbero potuto ottenere uno spazio in questa [stazione spaziale]. Quando è stata lanciata la proposta, anche l’Università di Machakos e l’Università Sapienza di Roma [che fanno ricerca insieme e sono legate da un protocollo d’intesa] hanno risposto all’invito a presentare una proposta. E noi abbiamo presentato una proposta. La nostra proposta consisteva nell’ideare un sistema di raffreddamento migliore per i satelliti”, racconta.

“Abbiamo scritto la proposta e l’abbiamo presentata. Abbiamo avuto la fortuna di vincere e siamo stati premiati. E ora stiamo sviluppando il progetto”, ha spiegato il dottor Mwaniki, che è responsabile del progetto per conto dell’Università di Machakos.

Oltre alle università keniote e italiane, l’altro attore principale del progetto Baridi Sana è un’azienda italiana chiamata In-Quattro, specializzata in sistemi di raffreddamento. In-Quattro si è occupata della progettazione generale del sistema di raffreddamento, delle dimensioni e della selezione delle parti del sistema di raffreddamento.

L’Università Sapienza, invece, si è occupata delle specifiche per garantire che il sistema soddisfi gli standard richiesti per far parte del laboratorio.

Il dottor Mwaniki ha spiegato il ruolo svolto dall’Università di Machakos.

“Grazie alla nostra esperienza e alla specializzazione della facoltà, siamo stati incaricati della simulazione del movimento dei fluidi. A causa della natura del funzionamento di questo sistema di raffreddamento, l’Università di Machakos doveva effettuare la simulazione. Prima di costruire un circuito, è necessario simulare e vedere come sono le prestazioni prima di procedere alla costruzione. Quindi, ci è stato assegnato il compito di simulare numericamente il progetto del sistema di raffreddamento e di valutarne l’efficacia per quanto riguarda il trasferimento di calore”, ha detto.

“Partecipiamo anche all’analisi dei dati in volo e post-volo. Come ho detto, raccoglieremo i dati dallo spazio alla stazione di terra e poi da lì analizzeremo e vedremo se stiamo raggiungendo gli obiettivi o meno”, ha aggiunto il dottor Mwaniki, preside della Scuola di Ingegneria e Tecnologia.

Il finanziamento delle Nazioni Unite è stato di 220.000 (Sh26,7 milioni).

Un bollettino di luglio 2019 dell’Università di Machakos, intitolato Bollettino biennale della ricerca e dell’innovazione, parla di Baridi Sana.

“La collaborazione tra l’Università di Machakos e l’Università Sapienza di Roma e In-Quattro ha iniziato a dare i suoi frutti dopo che i tre partner hanno vinto una sovvenzione delle Nazioni Unite per il loro progetto intitolato ‘Baridi Sana-High Performance Micro-2-Phase Cooling Systems for Space Applications'”, si legge in parte nella newsletter.

“Il progetto di collaborazione mira a condurre ricerche e test per la prossima generazione di sistemi di raffreddamento per applicazioni spaziali, sostituendo i normali circuiti di raffreddamento a liquido con sistemi di raffreddamento a due fasi”, si aggiunge.

I satelliti che Baridi Sana dovrebbe aiutare a raffreddare sono relativamente piccoli, ma svolgono funzioni che li fanno riscaldare molto.

“Un satellite ha sistemi di comunicazione: radar, sistemi di comunicazione, tra gli altri. I radar e le antenne dissipano molto calore. E con l’aumento della domanda, c’è bisogno di antenne e radar più potenti. Quindi, maggiore è il requisito del dispositivo, maggiore è il calore dissipato. E quando i dispositivi elettronici incontrano tanto calore, si verificano dei malfunzionamenti, il che significa che anche i dati inviati potrebbero non essere validi perché i dispositivi presenti non funzionano correttamente. Quindi, come gestire il calore è molto importante. Il nostro obiettivo era quello di trovare un sistema di raffreddamento in grado di soddisfare i severi requisiti di dissipazione del calore nello spazio”, ha detto il dottor Mwaniki.

Baridi Sana dovrebbe essere inviata alla stazione spaziale cinese – chiamata Tiangong – in qualsiasi momento tra oggi e il prossimo anno. Il componente finale della stazione spaziale dovrebbe essere lanciato dalla Cina alla fine di questo mese per essere collegato al luogo in cui è stato progettato.

“Baridi Sana] doveva essere lanciata entro il 2023”, ha detto il dottor Mwaniki. “Quindi, in qualsiasi momento tra oggi e l’anno prossimo, sarà lanciata”.

Ha aggiunto: “Siamo nelle fasi finali dello sviluppo. L’assemblaggio viene effettuato presso l’Università Sapienza. Ci sono stati alcuni ritardi nell’ottenere le specifiche dalla China Manned Space Agency. È l’ente che si occupa delle missioni spaziali cinesi, quindi di solito sono loro a fornire le specifiche. Ma ora le specifiche ci sono, ed è in corso la fase finale dell’assemblaggio”.

Il Kenya, attraverso Baridi Sana, fa parte del primo gruppo di 17 Paesi che saranno a bordo di Tiangong per condurre esperimenti.

A febbraio, il direttore generale ad interim dell’Agenzia Spaziale del Kenya, Col. Hillary Kipkosgei, ha menzionato Baridi Sana in un discorso a Vienna, in occasione di un incontro del Comitato sugli Usi Pacifici dello Spazio Esterno.

“Il progetto di collaborazione ‘Baridi Sana – Sistema di raffreddamento micro 2 fasi ad alte prestazioni per applicazioni spaziali’… sarà testato a bordo della stazione spaziale cinese”, ha detto.

I test su Baridi Sana mirano a creare un sistema di raffreddamento di nuova generazione.

“Questa proposta di fisica dei fluidi e della combustione in microgravità mira a ricercare e testare la prossima generazione di sistemi di raffreddamento che utilizzano un agente di raffreddamento organico e non tossico”, si legge in un articolo dell’edizione di aprile 2021 della rivista All About Space.

“Si tratta di un concetto nuovo e quindi di grande valore per i sistemi di esplorazione spaziale umana, oltre a ridurre potenzialmente l’impronta di carbonio dei sistemi di raffreddamento sulla Terra”, si aggiunge.

Gli Stati Uniti, da sempre avversari della Cina in materia di spazio, sono stati nervosi per la collaborazione della potenza asiatica con il Kenya.

Nel luglio 2020, un funzionario della National Aeronautics and Space Administration (Nasa) ha dichiarato ai legislatori statunitensi che la supremazia spaziale degli Stati Uniti era a rischio a causa degli accordi sulla stazione spaziale.

“La Cina sta rapidamente costruendo quella che chiama la ‘Stazione Spaziale Internazionale Cinese’ e sta rapidamente commercializzando questa stazione spaziale a tutti i nostri partner internazionali”, ha detto il funzionario, di nome Jim Bridenstine.

“Sarebbe una tragedia se, dopo tutto questo tempo e tutti questi sforzi, noi (Stati Uniti) dovessimo abbandonare l’orbita terrestre bassa e cedere questo territorio”, ha aggiunto.

Il dottor Mwaniki ha detto alla Nazione che è un momento di orgoglio per il Kenya prendere parte al progetto.

“È un orgoglio, perché tutti chiederanno cosa sia ‘baridi sana’ e gli verrà detto che è una parola kiswahili che significa questo e questo. Quindi, aggiunge valore alla nostra lingua, perché siamo anche orgogliosi del nostro Kiswahili, che è riconosciuto a livello internazionale”, ha detto.

“Ora metterà il Kenya sotto i riflettori internazionali; il Kenya non sarà lasciato indietro in termini di esplorazione spaziale. Quindi, è una cosa positiva. Il mondo saprà che c’è un Paese africano che ha il coraggio di avventurarsi nell’esplorazione spaziale. Quindi, è un vantaggio per il Kenya e anche l’interazione e l’esposizione apriranno le porte per altri progetti”, ha aggiunto il don.

Ha anche osservato che la sua partecipazione al progetto gli ha insegnato molte lezioni sull’importanza della collaborazione nei grandi progetti scientifici, affermando che è un errore per uno scienziato pensare di poter lavorare da solo.

L’Università di Machakos ha lavorato anche su un altro progetto spaziale: lo sviluppo di un satellite cubo chiamato Simba, che attualmente sta orbitando nello spazio.

“Simba si occupa di tracciare gli animali selvatici utilizzando un satellite, al fine di prevedere i loro movimenti. Lo abbiamo fatto in collaborazione con l’Università Sapienza e l’Agenzia Spaziale del Kenya. Non abbiamo abbastanza dati per iniziare ad analizzarli, ma presto saremo in grado di farlo”, ha detto il dottor Mwaniki.

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Cristiano Volpi
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