La stampa 3D per realizzare habitat sulla Luna

Per realizzare una colonia lunare occorre inviare una grande quantità di materiali da costruzione, un'operazione complessa e molto costosa. Ma la startup ICON con sede in Texas afferma di avere una soluzione fantascientifica: la stampa 3D di una base lunare utilizzando la polvere lunare

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L’ultima missione lunare risale al 1972, da allora nessun astronauta ha messo più piede sul nostro satellite. Ora però la Luna è tornata al centro dell’interesse di diverse società spaziali pubbliche e private. La NASA, ad esempio, ha elaborato un programma non solo per tornare a visitarla ma per impiantare una vera e proprio habitat.
La NASA intende inviare gli astronauti sulla Luna nel 2024 con le missioni Artemis e prevede di realizzare una colonia lunare permanente entro il 2030. La colonia sarebbe il primo habitat mai realizzato su un mondo extraterrestre, e le sfide da superare non sono mai state affrontate in precedenza.
Per realizzare una colonia lunare occorre inviare una grande quantità di materiali da costruzione, un’operazione complessa e molto costosa. Ma la startup ICON con sede in Texas afferma di avere una soluzione fantascientifica: la stampa 3D di una base lunare utilizzando la regolite.
ICON sta collaborando con la NASA per sviluppare una tecnologia in grado di trasformare la regolite lunare in un materiale simile al cemento. Ad affermarlo è il co-fondatore e CEO Jason Ballard. La polvere lunare, nota anche come regolite lunare, è un terriccio simile alla sabbia che ricopre la superficie della Luna, formato da minerali e minuscoli frammenti vetrosi creati dal bombardamento meteoritico nel corso di milioni di anni. La regolite è tagliente, abrasiva ed estremamente appiccicosa: gli astronauti dell’Apollo l’hanno trovato attaccato a tutto, comprese le loro tute spaziali. Ce n’è in abbondanza, il che significa che se la proposta di ICON è valida c’è un’enorme scorta di materie prime da utilizzare sul posto.
L’iniziativa prende il nome di Project Olympus, il più grande vulcano del sistema solare che troviamo su Marte. Il nome fa capire l’immensità della sfida, grande come una montagna, che il team si appresta ad affrontare. Ma Ballard non sta solo guardando alla Luna. Progettando un habitat lunare, spera di rendere le costruzioni sulla Terra più pulite, più veloce e anche più economiche.

ICON si rivolge alla tecnologia di stampa 3D per costruire alloggi sociali in Messico e Texas, dal 2018. Utilizzando una miscela a base di cemento chiamata lavacrete, la sua stampante Vulcan può stampare circa 500 piedi quadrati in 24 ore.

Ma la Luna è un “mondo radicalmente diverso”, osserva Ballard. Vista dalla Terra, sembra un globo d’argento sereno, liscio, ma è soggetto ad alti livelli di radiazioni, violenti terremoti, sbalzi di temperatura estremi e frequenti piogge di micrometeoriti, spiega Ballard.
Riuscire a trasformare la regolite in materiale da costruzione è un’altra enorme sfida da superare. Il team sta sperimentando con piccoli campioni di polvere lunare in laboratorio, cercando di cambiare il suo stato con le microonde, laser e luce a infrarossi, utilizzando “poco o nessun additivo”, afferma Ballard.
ICON ha collaborato con due studi di architettura, Bjarke Ingels Group (BIG) e Space Exploration Architecture (SEArch +), per esplorare le possibilità della tecnologia di stampa 3D. Il team ha studiato gli habitat in ambienti estremi, tra cui la Stazione McMurdo in Antartide e la Stazione Spaziale Internazionale, e ha utilizzato le scoperte per realizzare una serie di concetti di design lunare.
Gli architetti hanno dovuto considerare come creare un ambiente sicuro e confortevole in cui vivere.
La proposta di SEArch + presenta una struttura a più piani con petali protettivi stampati in 3D che schermano un nucleo che verrebbe realizzato sulla Terra, mentre BIG ha progettato una struttura circolare che potrebbe essere completamente stampata sulla Luna.
Il design di BIG include una membrana d’acqua che è un buon isolante contro le radiazioni che darà agli astronauti una protezione extra.
Una struttura a “doppio guscio” e un reticolo esterno, che può essere riempito con polvere lunare sciolta, forniscono una protezione aggiuntiva dalle radiazioni e dai meteoriti. Oltre agli spazi vitali e di lavoro per gli astronauti, la base lunare dovrebbe avere piste di atterraggio, strade e magazzini di stoccaggio.
La NASA ha iniziato a esplorare la tecnologia della stampa 3D per realizzare costruzioni nello spazio con il lancio della competizione per habitat stampati in 3D nel 2015. Sia SEArch + che ICON hanno preso parte all’iniziativa, con SEArch + al primo posto per il design della Mars X House. Con il lancio delle missioni Artemis, il primo passo della NASA verso un habitat lunare è il “Gateway”, una stazione spaziale in orbita lunare. Gli astronauti vivranno e lavoreranno sul Gateway e sulla navetta per la luna, rimanendo nei loro lander fino a una settimana.
L’obiettivo della NASA è una base permanente da cui partire per esplorare la Luna in modo più approfondito e testare la tecnologia per la sopravvivenza umana nello spazio. La NASA vuole costruire strutture per ospitare quattro astronauti per un massimo di un mese. È un primo passo essenziale verso Marte e oltre. La NASA potrebbe assegnare ulteriori finanziamenti a ICON e potrebbe dare all’azienda l’opportunità di testare la sua tecnologia sulla superficie lunare.
I risultati del Progetto Olympus potrebbero contribuire alla soluzione della crisi abitativa globale. Essendo una tecnologia relativamente nuova, ci sono pochi dati definitivi sui vantaggi della stampa 3D nella costruzione. Tuttavia, una revisione del 2020 sottolinea che potrebbe ridurre i rifiuti di costruzione dal 30% al 60%, i costi del lavoro dal 50% all’80% e i tempi di costruzione dal 50% al 70%, il che renderebbe l’edificio più economico, più veloce e più sostenibile.
Sebbene la tecnologia sia ampiamente utilizzata in diversi progetti, si spera che la possibilità di utilizzare “materiali locali più grezzi, più diretti” possa aprire maggiori opportunità per la costruzione 3D, che potrebbe essere trasformativa per alcuni degli 1,6 miliardi di persone ancora necessitano di alloggi adeguati sulla Terra.
Fonte: https://edition.cnn.com/style/article/3d-print-lunar-base-moon-dust-spc-intl/index.html