Un progetto italiano mira a costruire basi lunari con l’Additive Manufacturing

Abitare lo spazio non è forse più soltanto fantascienza. Dall’Università di Padova arriva un progetto spaziale, in senso letterale: GLAMS (Geopolimeri per Additive Manufacturing e Monitoraggio Lunare), finanziato con oltre 400.000 euro dall’Agenzia Spaziale Italiana, mira a creare elementi strutturali per la costruzione di basi lunari attraverso la stampa 3D.

Costruire strutture nello spazio è nell’interesse delle principali agenzie spaziali, che pianificano, entro il prossimo decennio, di realizzare missioni spaziali finalizzate a costruire habitat lunari che possano ospitare insediamenti umani semi-permanenti. ESA e NASA hanno all’attivo diversi progetti finalizzati a far progredire il settore dell’aerospazio in questo senso. Tra le principali aree di ricerca c’è lo studio del suolo lunare (o regolite) e della sua composizione, al fine di identificare il modo più interessante per utilizzarlo e creare in loco strutture e abitazioni. Ma vediamo nel dettaglio quale sarà il focus del nuovo progetto italiano GLAMS e il ruolo della stampa 3D al suo interno.

Il progetto GLAMS vede la collaborazione tra il Centro Studi e Attività Spaziali “Giuseppe Colombo” (CISAS) dell’Università di Padova, in qualità di coordianatore, l’Istituto di Chimica della Materia Condensata e di Tecnologie per l’Energia del CNR (ICMATE) di Genova e l’azienda di stampa 3D WASP, in prima linea nel settore delle costruzioni sostenibili.

Lo sviluppo e la stampa 3D di geopolimeri a base di suolo lunare

Come suggerisce il nome GLAMS (Geopolimeri per Additive Manufacturing e Monitoraggio Lunare), il progetto ha lo scopo di studiare leganti geopolimerici, ottenuti dalla regolite lunare, al fine di verificare la fattibilità dell’uso di questo materiale per la costruzione di basi lunari tramite Additive Manufacturing.

Sfruttare materiali grezzi disponibili localmente avrebbe sicuramente numerosi vantaggi, riducendo al minimo sia i costi che l’impatto ambientale dovuti al trasporto di materiali grezzi dalla Terra alla Luna. L’uso della produzione additiva, d’altra parte, permetterebbe di produrre direttamente in loco e di utilizzare soltanto il materiale effettivamente necessario. Inoltre, la stampa 3D garantirebbe la possibilità di ottenere design e geometrie adattabili alle esigenze specifiche di ogni missione. Per questi motivi, la tecnologia è tra le più studiate nell’ambito di progetti di esplorazione spaziale.

Il gruppo di ricerca intende ottimizzare il cemento lunare formulato dai suoli di regolite trovati sulla Luna. Per fare ciò, dovrà considerare le condizioni ambientali diverse rispetto alla Terra, tra cui importanti cambiamenti di temperatura, gravità ridotta, pressione atmosferica e possibile impatto di micrometeoriti, nonché la formulazione giusta del materiale per un uso con la tecnologia additiva a estrusione.

Nel dettaglio, durante la prima fase del progetto, il team di ricerca dell’Università di Padova si occuperà della formulazione dei “leganti geopolimerici” ottenuti dall’attivazione chimica della regolite lunare. Questo tipo di leganti non prevede l’utilizzo del classico cemento Portland, comunemente utilizzato per le costruzioni terrestri, ed è caratterizzato da emissioni di CO2 significativamente ridotte. Le proprietà di questi leganti verranno quindi ottimizzate appositamente per consentire una corretta estrusione mediante stampa 3D. Il materiale sarà infine perfezionato dall’ICMATE di Genova.

Successivamente, WASP utilizzerà i materiali sviluppati per stampare in 3D un prototipo di un elemento strutturale di medie dimensioni, con una struttura macro-porosa. L’ultimo step per l’Università di Padova sarà quello di occuparsi del monitoraggio continuo degli impatti micrometeoritici, tramite l’integrazione di reti sensori negli elementi strutturali.

Il progetto avrà una durata biennale ed ha già raccolto numerosi premi e successi, aggiudicandosi, oltre al finanziamento fondamentale dell’ASI, anche il primo posto nel bando “Giornate della ricerca accademica spaziale”, nell’area tematica “Materiali avanzati”.

Per maggiori informazioni: QUI.

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Crediti per la foto di copertina: Petr Kratochvil