Stefano Sergente
Gli scienziati della NASA stanno sperimentando nuove tecniche per costruire edifici e generare ossigeno su Marte e sulla Luna, senza dover trasportare i materiali e le risorse direttamente dalla Terra.
La soluzione si nasconde dietro la regolite, ovvero l’insieme di sedimenti, polveri e frammenti che compongono lo strato più esterno della superficie dei pianeti e dei corpi celesti rocciosi.
La NASA e le spedizioni spaziali sostenibili
In Florida, un team del Kennedy Space Center della NASA sta sviluppando un dispositivo in grado di fondere la regolite lunare e di trasformarla in ossigeno e materiali indispensabili alla costruzione diabitazioni e oggetti. Se vi state chiedendo cosa sia la regolite, immaginate l’insieme di polveri, sedimenti e frammenti che ricoprono le superfici rocciose. Questo progetto della NASA punta a migliorare le tecnologie adibite all’utilizzo delle risorse spaziali, così da poter pianificare un’esplorazione lunare duratura e sostenibile.
Una sostenibilità assolutamente indispensabile per portare a termine i futuri e ambiziosi progetti per la Luna e sostenere le future esplorazioni su Marte: “Dopo aver fatto atterrare la prima donna e il prossimo uomo sulla Luna entro il 2024, la NASA ha bisogno di tecnologie che utilizzino i materiali lunari per raggiungere il nostro obiettivo secondario – l’esplorazione umana sostenibile della Luna – per prepararci a missioni umane di lunga durata su Marte”, ha dichiarato Kevin Grossman, esperto di scienza dei materiali e responsabile del progetto GaLORE presso lo Swamp Works del Kennedy.
La regolite lunare permetterà alla NASA di sopravvivere sulla Luna
Il primo passo verso la stampa 3D sulla Luna prevede l’uso di laser o microonde per fondere la regolite. In seguito bisogna raffreddare il materiale, così da consentire la fuoriuscita dei gas: se questo procedimento non va a buon fine, la regolite sciolta uscirà come una spugna piena di buchi. Una volta correttamente raffreddato, questo materiale può essere stampato in qualsiasi forma desiderata. Per tenere gli astronauti lontani dal pericolo, l’obiettivo degli scienziati è mettere in piedi un procedimento il più autonomo possibile.
“Sebbene la Luna non abbia un’atmosfera, l’ossigeno esiste sulla Luna sotto forma di polvere di ossido di metallo. L’estrazione dell’ossigeno utilizzabile può avvenire tramite l’elettrolisi, ma le lacune tecnologiche ostacolano la realizzazione del suo pieno potenziale per le applicazioni spaziali”.
Ma come riusciranno a generare ossigeno fondendo semplicemente della polvere rocciosa? Il team del progetto Gaseous Lunar Oxygen from Regolith Electrolysis (GaLORE) sta sviluppando una particolare tecnologia di fusione in grado di riscaldare la regolite a più di 3.000 gradi Fahrenheit e far fluire l’elettricità attraverso il materiale fuso. Questo procedimento provocherà una reazione chimica che scinderà la regolite in ossigeno gassoso e metalli, entrambi materiali preziosissimi quando si parla di spedizioni spaziali.
Una delle sfide che il team si trova ora ad affrontare è come trasformare la regolite lunare in un materiale da costruzione abbastanza forte e durevole da proteggere la vita umana. Un compito decisamente non facile considerando le assurde temperature della Luna, che senza alcun dubbio metteranno a dura prova qualsiasi edificio e uomo: al polo sud le temperature possono raggiungere i 130 gradi Fahrenheit alla luce del sole e i -400 gradi di notte.
Non solo, anche la gravità è molto più debole, e c’è la possibilità di rimanere colpiti da terremoti lunari che possono creare vibrazioni per 45 minuti. Inoltre, la polvere lunare può ostruire le giunture dei macchinari, danneggiando anche gli hardware; durante le missioni Apollo, la regolite ha danneggiato le tute spaziali e l’inalazione della polvere ha causato agli astronauti sintomi simili alla febbre da fieno.
Una ricerca difficile, ma non impossibile: ecco i piani futuri della NASA
Ad aumentare la difficoltà di queste ricerche è anche la scarsità di polvere e rocce lunari a disposizione: la NASA ha infatti solo i campioni provenienti dalla missione Apollo 16. Proprio per questo motivo, il team di ricerca ha dovuto creare delle versioni sintetiche per testare il materiale: Jennifer Edmunson, leader del team al Moon to Mars Planetary Autonomous Construction Technology (MMPACT), tiene nel suo ufficio una dozzina di combinazioni di ciò che la NASA potrebbe trovare sulla Luna.
Le ricette includono miscele variabili di basalto, calcio, ferro, magnesio e un minerale chiamato anortite che non si trova naturalmente sulla Terra. Edmunson crede che l’anortite sintetica bianca e lucida, sviluppata in collaborazione con la Colorado School of Mining, sia rappresentativa di ciò che la NASA troverà effettivamente sulla superficie lunare.
Tuttavia, nonostante il team ritiene di poter fare un “lavoro ragionevolmente buono” nel ricreare le proprietà geochimiche della regolite, il ricercatore principale, Corky Clinton, ha affermato che “è molto difficile rendere le proprietà geotecniche, la forma dei diversi piccoli pezzi di aggregato, perché sono costruiti dalle collisioni con meteoriti e qualsiasi cosa abbia colpito la luna nel corso di 4 miliardi di anni”.
Tra circa un anno, il team MMPACT eseguirà una prova generale di una missione lunare pianificata per il 2027. Utilizzando una camera a vuoto testeranno un macchinario adibito alla raccolta di queste risorse, e le sue capacità di smistamento e raccolta in condizioni lunari. Per eseguire il test, metteranno un braccio robotico con una paletta da escavatore sopra un letto di finta regolite delle dimensioni di una sabbiera per bambini.