Abbiamo incontrato Advenit Makaya, un Ingegnere dei Materiali che lavora presso il Centro Europeo di Ricerca e Tecnologia Spaziale dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA). Lui supporta lo sviluppo di materiali e di processi avanzati per applicazioni spaziali. Fornisce inoltre supporto alle missioni ESA nel campo dei materiali. In passato, ha lavorato anche come Tecnologo presso la Rolls-Royce plc nel Regno Unito, eseguendo analisi strutturali ai motori degli aerei civili.
Per quanto riguarda i progetti lunari, Makaya sta lavorando all’ESA’s PAVER project (Paving the road for large area sintering of regolith). L’obiettivo principale del progetto PAVER è quello di studiare la fattibilità della fusione della regolite lunare per la realizzazione di strade sulla Luna. In altre parole, il sogno degli ingegneri è quello di costruire una strada sulla quale far atterrare le navicelle spaziali, eliminando così il problema causato dalla polvere lunare. E non solo: il progetto prevede inoltre una pavimentazione che sia realizzata con materiali prodotti direttamente sulla superficie lunare. Per leggere la pubblicazione ufficiale della ricerca clicca QUI.
Il vostro sogno è costruire strade sulla Luna grazie alla luce del Sole. Quali sono le caratteristiche più importanti delle strade e delle piste di atterraggio lunari che avete in mente? Il materiale somiglierà ad una lastra di pietra?
L’obiettivo principale delle aree pavimentate e delle strade è quello di evitare che si formino grandi nubi di polvere quando un lander atterra sulla superficie lunare, quando uno stadio di ascesa decolla o quando un rover rotola sulla regolite. Per quanto riguarda la polvere lunare, questa è caratterizzata da grani fini e molto taglienti. E’ inoltre carica elettrostaticamente, per cui può attaccarsi su qualsiasi superficie. Ciò significa che è potenzialmente in grado di danneggiare le apparecchiature con cui viene a contatto. Gli astronauti delle missioni Apollo, che esplorarono la Luna dal 1969 al 1972, affermarono infatti che una delle principali sfide era rappresentata dalla polvere lunare.
Tuttavia, le piattaforme di atterraggio e le strade pavimentate, che vorremmo realizzare sulla Luna, devono essere sufficientemente robuste da sostenere il peso dei veicoli che atterrano su di esse. Stiamo inoltre cercando di renderle facilmente sostituibili e riparabili, nel caso in cui debbano danneggiarsi. Tuttavia, esistono diversi processi di produzione che consentono di costruire le piattaforme di atterraggio. Alcuni team, ad esempio, mescolano un materiale simile al cemento con la regolite e con altri leganti. Altri ricercatori sfruttano invece il calore per consolidare o sciogliere la regolite, ottenendo un materiale simile alla sabbia consolidata o al vetro. Il nostro team ha scelto di utilizzare un laser per fondere la regolite, il risultato ottenuto è perciò simile ad una lastra di materiale vetroso. Va inoltre ricordato che sulla Luna il laser verrebbe sostituito da una lente di grandi dimensioni, che avrebbe il compito di concentrare la luce solare in un unico punto.
Credits: PAVER consortium/LIQUIFER Systems Group
I raggi cosmici e il vento solare potrebbero degradare la strada lunare? Inoltre, il materiale resisterebbe anche allo scarico dei razzi?
I raggi cosmici e il vento solare possono effettivamente influenzare il materiale stradale. Questo aspetto lo valuteremo successivamente. Tuttavia, la pavimentazione è costituita da regolite, che è stata esposta per molto tempo ai raggi cosmici e ai venti solari. Non ci aspettiamo pertanto che venga influenzata in modo significativo. Ad ogni modo, la resistenza allo scarico sarà valutata attraverso dei test, i quali porteranno il progetto allo step successivo. Attualmente, siamo riusciti ad individuare il materiale che potrebbe essere utilizzato. Prevediamo inoltre che la pavimentazione sarà riparata o sostituita dopo un periodo di attività, a causa del materiale vetroso. I test sugli scarichi dei razzi aiuteranno ovviamente a capire se il materiale soddisfa le aspettative, che sono quelle di evitare la formazione di nubi di polvere. E non solo: dobbiamo anche capire quanti atterraggi e partenza potrà sopportare, prima che si degradi o si rompa.
Il processo produttivo sarà automatizzato? Quale sarà invece il potere della luce solare?
Il processo di produzione sulla superficie lunare sarà automatizzato. Nel nostro test abbiamo utilizzato un laser ad alta potenza da 3kW. Tuttavia, abbiamo calcolato che l’energia emessa dal laser è simile a quella che si otterrebbe concentrando la luce solare con una grande lente di circa 2,5 metri quadrati (lente di Fresnel). Va inoltre ricordato che l’irraggiamento solare sulla Luna è maggiore che sulla Terra, a causa dell’assenza di atmosfera. In altre parole, la nostra idea per l’automazione sarebbe quella di montare la lente su un rover o su un braccio robotico, affinché possa essere programmato per scansionare la superficie lungo il pattern corrispondente al design.
Credit: ESA
Cosa ami del tuo lavoro? Quale progetto ti ha emozionato di più?
Mi piace davvero pensare a modi innovativi per raggiungere gli obiettivi delle nostre future attività spaziali, in particolar modo con uno spirito di mentalità aperta. E poi, un’altra parte entusiasmante è tradurre queste soluzioni innovative in tecnologie pratiche, cercando comunque di mantenere una mente aperta. Si tratta di trovare un buon equilibrio tra immaginazione e considerazioni pratiche. Questo progetto sulle strade lunari fa parte di una campagna di attività che abbiamo svolto sul tema “Off-Earth Manufacturing and Construction“. Dall’industria e dall’università abbiamo inoltre ricevuto molte buone idee, alcune delle quali hanno portato a risultati interessanti. Gli esempi più importanti riguardano sicuramente la costruzione con la regolite, la produzione additiva di polimeri e di metalli nello Spazio o il monitoraggio delle risorse utilizzate in una base lunare. Ad ogni modo, stiamo lanciando dei concetti interessanti e promettenti, che potrebbero diventare la base su cui condurremo le attività sostenibili a lungo termine sulla Luna.
- Cover image: Advenit Makaya (central photo: YouTube); side photo: PAVER consortium/LIQUIFER Systems Group