domenica 1 aprile 2018

La nuova ricetta potrebbe aiutare a testare i rover e costruire le basi lunari

Una tecnologia per produrre un materiale che ricorda da vicino la regolite rocciosa che si trova sulla superficie della luna potrebbe aiutare gli scienziati a progettare rover lunari migliori e più resistenti.

L’ingegnere Vince Roux, uno dei creatori della regolite lunare artificiale durante una recente intervista a Space.com: "Il materiale sulla luna è così aggressivo che distrugge le tecnologie che inviamo lassù, ecco perché la maggior parte delle missioni è durata solo poche settimane, perché le particelle penetrano nelle articolazioni e lacerano i tessuti delle tute spaziali”.

Agglutinati ottenuti da un materiale a base di basalto trovato sulla Terra. Credito: Off Planet Research, LLC
Finora, i ricercatori hanno creato materiale simile alla regolite lunare - l'originale è conservata presso il  Lunar Samples al Johnson Space Center di Houston,Texas - semplicemente sbriciolando dei basalti e delle rocce vulcaniche che si possono trovare sulla Terra, creando la corretta distribuzione delle forme e delle dimensioni delle particelle.



Agglutinati ottenuti da un materiale a base di basalto trovato sulla Terra. Credito: Off Planet Research, LLC

Roux e i suoi collaboratori hanno deciso di costruire una macchina che simula i processi geologici naturali che avvengono sulla luna. Il team si è concentrato sulla formazione degli agglutinati: particelle di suolo lunare fuso che si formano durante gli impatti delle micrometeoriti.

La luna non ha un'atmosfera, quindi queste piccole particelle raggiungono facilmente la superficie, quando queste piccole particelle colpiscono il suolo questo si riscalda e alcune delle particelle del suolo lunare si sciolgono.

Si stima che milioni di micrometeoriti con diametro inferiore a 1 millimetro colpiscano la superficie lunare ogni giorno. Gli agglutinati - una miscela di vetro fuso e frammenti minerali - hanno solitamente dimensioni dalle decine di micrometri e pochi millimetri. In alcune regioni, gli agglutinati costituiscono fino al 90% della regolite lunare.

Roux: "Abbiamo deciso di studiare un impatto individuale di un micrometeorite e di caratterizzare completamente ciò che accade quando quel piccolo, minuscolo granello colpisce la superficie della luna e una volta che siamo stati in grado di comprendere tutti i processi che hanno avuto luogo durante quell'impatto siamo stati in grado di replicare il singolo evento minuscolo migliaia di volte al minuto per produrre un volume maggiore di queste microstrutture".

Questa immagine, creata usando la microscopia a raggi X, mostra l'agglutinato lunare da campioni raccolti dagli astronauti dell'Apollo 11. Credito: Kiely, C e Kiely, C.J.




Esistono vari tipi di regolite lunare che variano nella composizione. Il tipo più scuro di regolite lunare può essere simulato sulla Terra usando basalto di roccia vulcanica, piuttosto prevalente sul pianeta. Il più vecchio, più leggero, tipo di regolite che può essere trovato negli altopiani lunari – dove è atterrata la missione Apollo 16 - può essere simulato solo usando una roccia molto rara chiamata anortosite.



Agglutinati fatti da materie prime anortosite, creati da Off Planet Research e pensati per imitare le proprietà della regolite trovata sulla luna. Credito: Off Planet Research, LLC


L'anortosite fu uno dei primi materiali che si solidificò dalla massa fusa che formava la Terra e la luna. Quando la luna si è raffreddò, quel materiale rimase sulla superficie della luna mentre sulla Terra, questo materiale venne rielaborato per miliardi di anni dall'attività tettonica, e quindi ora, estremamente raro. È davvero difficile trovare l’anortosite, perché è molto oltre il Canada, sopra il Circolo Polare Artico, e si può arrivare a questo piccolo lotto di materiale solo per un paio di mesi all'anno, dichiarano gli scienziati.

Il team di Saint Martin è riuscito a ottenere 20 tonnellate di anortosite che intendono utilizzare per creare una grande quantità di simulant della regolite lunare. Per prima cosa ridurranno il materiale alle dimensioni corrette delle particelle, quindi utilizzeranno la loro macchina per simulare gli impatti dei micro-meteoriti e creare gli agglutinati. La regolite risultante potrebbe essere utilizzata da altri ricercatori e aziende per testare le loro tecnologie prima di inviarle alla luna.

Un altro agglutinato di Off Planet Research, fatto con materie prime anortosite e destinato a imitare le proprietà della regolite trovata sulla luna. Credito: Off Planet Research, LLC

Vince Roux e i suoi collaboratori, hanno iniziato il progetto mentre erano studenti universitari presso l'Università Saint Martin's nello stato di Washington, dove Roux stava lavorando a un master, hanno creato una società chiamata Off Planet Research che gestirà una struttura di test nel campus di Saint Martin. La struttura è composta da un'area circa la metà della dimensione di un campo da tennis coperto dalla regolite fabbricata. Questo terreno insolitamente “coltivato” consentirà ai rover e ad altre tecnologie lunari di attraversare la topografia irregolare e persino scavare fino a logorare i materiali. Gli ingegneri si aspettano dei fallimenti e molti guasti, anzi lo auspicano, perché questo porterà a degli affinamenti della tecnologia.La struttura consentirà anche il collaudo di tecnologie che utilizzeranno le risorse della regolite, come stampanti 3D o tecnologie di estrazione dell'acqua. 

Il futuro di una base umana passerà su questi campi. 


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