Base lunare e satelliti Gecko

Ultimo controllo in laboratorio: Il satellite NanoFF è ormai in viaggio nello spazio.

Il grigio si distingue la cupola futuristica della base lunare dalla superficie polverosa. Le sue pareti spesse tre metri di regolite lunare offrono agli astronauti e alle astronaute una protezione sicura contro le pericolose radiazioni cosmiche e gli impatti di micrometeoriti. In un futuro in cui la Luna diventa un avamposto attivo dell'umanità, intorno alla base permanente si estendono strade fortificate e piazzole di atterraggio stabili. Queste consentono un funzionamento senza problemi di veicoli lunari, robot e razzi, senza che affondino nello spesso strato di polvere che ricopre la Luna. Antenne paraboliche e pannelli solari enormi, prodotti con stampa 3D sul posto e realizzati con regolite lunare, forniscono energia alla base e garantiscono la comunicazione con la Terra. Chi ascolta Enrico Stoll, responsabile del dipartimento di ingegneria aerospaziale, si sente come in un film di fantascienza.

Polvere lunare ricostruita

La chiave per realizzare questa visione risiede nella regolite lunare, la polvere che ricopre l'intera Luna e sulla quale Neil Armstrong lasciò la sua celebre impronta. «La regolite è composta principalmente da composti ossidati, basati su ferro, titanio, silicio, alluminio o magnesio, e offre potenzialmente abbondante materiale per la futura base lunare», spiega Stoll. Poiché il trasporto di un chilogrammo di materiale dalla Terra alla Luna costa circa un milione di euro, i ricercatori del TU di Berlino stanno studiando il trattamento della polvere lunare, che hanno appositamente ricostruito. Attualmente sviluppano una tecnologia di stampa 3D che dovrebbe funzionare nelle condizioni estreme della Luna. Già hanno condotto i primi esperimenti laser con il simulante di regolite in una camera a vuoto e in un vuoto di caduta sotto gravità lunare.

Già nel 2026, in collaborazione con il Laserzentrum di Hannover, un laser sviluppato dal TU di Berlino nel progetto «MoonRise» atterrerà sulla Luna e realizzerà il primo stampa 3D con vera regolite lunare. «Se la procedura avrà successo, robot inviati in anticipo sulla Luna potranno raccogliere la polvere lunare e produrre materiali da costruzione per edifici e strade, nonché materiali di supporto per pannelli solari e oggetti di uso quotidiano come tazze e piatti», spiega Stoll. Anche l'estrazione e l'uso di elementi dalla polvere lunare sono entusiasmanti.

Questo include l'estrazione di ossigeno o silicio dai composti ossidati e di metalli come ferro, titanio o alluminio. Gli studenti del dipartimento stanno anche lavorando a un metodo per riscaldare la regolite lunare senza laser. Pianificano di sviluppare un procedimento mobile, basato su una lente di Fresnel, che concentri la luce solare sul posto per riscaldare e lavorare ulteriormente la polvere lunare.

Riciclo nello spazio

Un'altra visione spaziale di Stoll, a cui il suo team sta già lavorando, si ispira ai meccanismi adesivi dei gechi. In futuro, mini-satelliti dovrebbero potersi attaccare a satelliti da riparare, per scambiare batterie o cambiare pannelli solari. Gli esemplari inutilizzati potrebbero essere rimossi dalla loro orbita per bruciare nell'atmosfera terrestre. Dotati di un meccanismo di docking che imita le micro-proprietà delle zampe dei gechi tramite «pannelli adesivi» sintetici, i satelliti del TU dovrebbero agire come servizi di smaltimento e riparazione per il crescente problema dei detriti spaziali. La missione attuale del TU di Berlino «NanoFF» sta già testando come più piccoli satelliti possano navigare con precisione in formazione per future operazioni di manutenzione e riparazione in orbita.

A lungo termine, Enrico Stoll pianifica l'impiego di questi mini-satelliti per missioni interplanetarie, ad esempio su Venere o Marte, per raccogliere dati scientifici e usare lo spazio in modo più sostenibile. La sua disciplina ha già molta esperienza: attualmente il 30° satellite del TU di Berlino è nello spazio ed è gestito dal dipartimento di ingegneria aerospaziale stesso – un caso unico al mondo per un'università.

Dipartimento di ingegneria aerospaziale

Il dipartimento di ingegneria aerospaziale del TU forma ingegneri e ingegneri sistemisti per lo spazio. La ricerca si concentra su sistemi spaziali distribuiti, esplorazione della Luna e sviluppo di capacità robotiche per piccoli satelliti in orbita. Per ulteriori informazioni, si può visitare il sito web del dipartimento.