Nella corsa allo studio e alla colonizzazione dello spazio, i punti cruciali sono enormi. Prima di poter colonizzare o effettuare soggiorni a lungo termine su altri corpi celesti, come la Luna, Marte oppure asteroidi, i ricercatori non hanno dubbi: occorrerà valutare le possibilità offerte dalle risorse naturali disponibili sul posto. In base ad una recente ricerca dell’Università di Cagliari pubblicata sulla rivista internazionale Acta Astronautica le analisi del prezioso materiale contenuto dei detriti e nei frammenti lunari propone soluzioni per lo sfruttamento di queste preziose risorse disponibili sui corpi celesti e per la realizzazione di metodi innovativi e sostenibili su accumulo di calore e generazione di elettricità in loco.
“Tra le esigenze maggiori ed essenziali c’è senz’altro la necessità di adeguate soluzioni tecnologiche per soddisfare il fabbisogno energetico. Questo vale per le esplorazioni spaziali umane, per quelle affidate a robot e, come asserito da diversi studi internazionali, vanno nella stessa direzione anche quelle per la creazione di metodi innovativi e sostenibili riguardanti l’accumulo di calore e la generazione di elettricità direttamente sulla Luna” spiegano Roberta Licheri, Roberto Orrù e Giacomo Cao, docenti al Dipartimento di ingegneria meccanica, chimica e dei materiali dell’Università di Cagliari (Dimcm).
Gli studiosi hanno operato con l’Unità di ricerca del Consorzio interuniversitario nazionale per la scienza e tecnologia dei materiali (Instm) e con i ricercatori Elisa Sani (Istituto nazionale di ottica, Cnr, Firenze) e Aldo Dell’Oro (Inaf, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze). Al centro del lavoro l’analisi delle caratteristiche e delle potenzialità di un materiale capace di simulare la regolite lunare e le sue proprietà di immagazzinare calore ed energia solare.
I risultati della ricerca “Spark plasma sintering and optical characterization of lunar regolith simulant” sono stati pubblicati sulla rivista Acta Astronautica. Per l’Università di Cagliari un ulteriore rafforzamento della propria reputazione in un contesto scientifico fortemente competitivo che vede in corsa le maggiori potenze mondiali. L’ateneo vanta diversi brevetti internazionali per materiali innovativi e nuove tecnologie destinate all’esplorazione umana dello spazio. Ed è all’avanguardia in queste ricerche: dal 2003 il gruppo di Giacomo Cao lavora con il macchinario Spark plasma sintering (Sps) importato dal Giappone, uno dei cinque disponibili in Italia. “La regolite è lo strato superficiale che ricopre la luna. Ma – dicono i ricercatori del Dimcm – è presente anche su altri corpi celesti ed è formata da frammenti e detriti generatisi nel corso del tempo grazie allo schianto al suolo dei meteoriti”. Il materiale è balzato alla ribalta mediatica perché, come comprovato dagli studi condotti dai centri di ricerca di mezzo mondo, sarà in grado di fornire sia l’ossigeno utile alla permanenza degli astronauti nella base spaziale, sia i mattoni utili alla costruzione della stessa. La regolite, stando alle stime della Nasa, varrebbe dai 15mila ai 25mila dollari per pezzature da 50 grammi a mezzo chilo.
I professori Cao, Licheri e Orrù hanno utilizzato una tecnica che “sfrutta l’azione di correnti elettriche per produrre oggetti solidi da materiali allo stato di polvere, senza riscaldamento e fusione”. Rossella Spiga (astronoma Inaf) spiega che “La regolite lunare può essere utilizzata per la costruzione di apparati sulla superficie della Luna per la raccolta e l’immagazzinamento dell’energia solare. In particolare, producendo da essa alcuni tipi di ceramiche speciali, è possibile realizzare componenti sia di dispositivi per la raccolta di energia solare sia di apparati per il suo accumulo”. In perfetta sinergia con i partner, gli studiosi cagliaritani hanno acquistato il materiale simulante la regolite e si sono occupati della sua sinterizzazione e caratterizzazione chimico-fisica prima e dopo i processi ripetuti a diverse temperature, anche con analisi cristallografiche ai raggi X e di microscopia elettronica.
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