Marte, ICON stampa in 3D il primo habitat simulato del pianeta rosso

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Credits: ICON/BIG/NASA

La società americana “ICON”, situata ad Austin (Texas, Stati Uniti), che sviluppa tecnologie robotiche avanzate, software e materiali per la costruzione di case, sta lavorando al programma “CHAPEA” (The Crew Health and Performance Exploration Analog) della NASA. Questo sarà utile a fornire un Habitat stampato in 3D, chiamato “Mars Dune Alpha”, presso il “Johnson Space Center” della NASA a Houston (Texas).

Il suddetto Habitat, grande 160 metri quadrati e disegnato dal famoso studio di architettura “BIG (Bjarke Ingels Group)”, è stato costruito mediante una gigantesca stampante 3D, chiamata “Vulcan”.

COS’E’ IL PROGRAMMA “CHAPEA”?

CHAPEA è un programma della NASA, nato per cercare di capire come potrebbe essere la vita umana su Marte: come potrebbero essere le case, cosa potrebbero mangiare gli astronauti, quali effetti psicologici si scaturirebbero nella mente umana, quali materiali estrarre da Marte, come coltivare verdure nelle serre o quali effetti ci sarebbero sulla salute fisica.

L’obiettivo di CHAPEA è effettuare una simulazione di “vita marziana” sulla Terra, attraverso una sequenza di tre missioni simulate in un anno (ogni missione sarà composta da 4 persone, più 2 supplenti). In altre parole, i tre equipaggi vivranno una “vita marziana” sulla Terra, all’interno dell’habitat (appartamento) “Mars Dune Alpha”, costruito da ICON e disegnato da “BIG (Bjarke Ingels Group)”.

La tecnologia e il metodo di costruzione, utilizzati per realizzare l’habitat descritto poc’anzi, saranno adoperati per costruire il vero habitat marziano sul pianeta Marte.

PERCHE’ STAMPARE IN 3D UN APPARTAMENTO?

Mars Dune Alpha” simulerà un habitat realistico di Marte, perciò avrà anche il compito di risolvere alcuni problemi tecnici e di budget, che si presenteranno quando l’umanità andrà sul pianeta rosso.

Prima di illustrare i motivi della stampa 3D, elenchiamo qualche caratteristica del pianeta Marte, proprio per capire le difficoltà:

  • la gravità marziana è solo il 38% di quella della Terra (ad esempio una persona che pesa 70 kg sulla Terra, peserà circa 26 kg su Marte);
  • l’atmosfera è circa l’1% della densità dell’atmosfera terrestre (stare su Marte è un po’ come stare sull’Everest sulla Terra: l’aria è molto rarefatta);
  • la temperatura media è di -53°C (sarebbe come vivere in Antartide);
  • la distanza dalla Terra varia da 60 milioni di chilometri, fino ad una distanza massima di 205 milioni di chilometri (occorrono 6 mesi per arrivare su Marte, e per ritornare sulla Terra occorrerà attendere circa 2 anni, poiché ogni 2 anni Marte si avvicina alla Terra).

Oltre ai problemi tecnici e fisici, non dobbiamo sottovalutare gli effetti psicologici: su Marte non puoi fare una chiamata col cellulare o una videochiamata in diretta, poiché il segnale impiega tra gli 8 e i 12 minuti per arrivare.

Per gentile concessione di ICON, vi mostriamo il nuovo metodo di costruzione utilizzato per realizzare l’habitat “Mars Dune Alpha” (potete vedere la stampante 3D, il nuovo materiale Lavacrete, e la planimetria). Credits: ICON/BIG/NASA

Le simulazioni nel suddetto habitat “Mars Dune Alpha”, cercheranno di capire anche il funzionamento della mente umana, la quale sarà sottoposta a grandi stress lavorativi e, soprattutto, alla solitudine creata dalla lontananza fisica e “telefonica” dai propri affetti (l’unico contatto con i propri parenti, figli o amici, lo si potrà avere registrando un video, per poi inviarlo in seguito).

Ritornando alla domanda precedente (perché stampare in 3D?), su Marte non possiamo portare gru, cemento, piastrelle, bombole di ossigeno, grandi quantità di cibo ecc.. Sarebbe troppo costoso e troppo pesante.

Ad esempio, per respirare e per far funzionare i motori a razzo, occorrerebbero circa 27 tonnellate di ossigeno, impossibili da trasportare su Marte; perciò dovremo produrli direttamente sul pianeta rosso, proprio come sta già facendo il rover Perseverance, il quale “prende” l’ossigeno dalla CO2 (l’anidride carbonica dell’aria di Marte).

Quindi, per costruire un habitat (un appartamento) su Marte, dovremo portare solo una grande stampante 3D, come quella utilizzata da ICON per “Mars Dune Alpha”. Per quanto riguarda il materiale da utilizzare per la costruzione, lo carpiremo direttamente sul pianeta rosso.

QUALE CEMENTO HA UTILIZZATO ICON PER L’HABITAT?

ICON ha utilizzato un unico materiale: il “Lavacrete”.

Il “Lavacrete”, di proprietà di ICON, può essere stampato ad alta velocità, senza che si intacchi la precisione; in questo modo si abbattono i costi e i tempi.

L’innovativo materiale crea case e strutture che durano più a lungo, rispetto ai materiali tradizionali. E non solo, vanta anche una resistenza alla compressione di 2.000 – 3.500 psi, e una resistenza alle condizioni meteorologiche estreme.

Per quanto riguarda “Vulcan” (la stampante 3D), essa è in grado di stampare, da sola, una casa grande 278 metri quadrati.

Ecco alcune caratteristiche di “Vulcan”:

  • Larghezza: 14 metri
  • Altezza: 4,7 metri
  • Peso: 4 tonnellate
Per gentile concessione di ICON, vi mostriamo il rendering degli interni dell’habitat “Mars Dune Alpha”, compreso l’arredamento. Credits: ICON/BIG/NASA

COME SARA’ L’HABITAT ALL’INTERNO?

Anche gli interni sono stati progettati dagli architetti del “BIG (Bjarke Ingels Group)”: vi saranno 4 alloggi privati, stanze mediche, stanze dedicate alla produzione alimentare, e spazi condivisi.

La caratteristica più innovativa è l’altezza del soffitto, il quale sarà variabile e a forma di conchiglia, per “ammorbidire” la monotonia spaziale, e poter dare, all’equipaggio, una sensazione di cambiamento. Per questo motivo sono stati inseriti anche molti mobili “intercambiabili”: proprio per dare la possibilità, agli astronauti, di riorganizzare l’arredamento, e alleggerire lo stress lavorativo.  

Sempre per il medesimo motivo, sono state installate luci e suoni personalizzabili, affinché l’equipaggio possa sentirsi più “vicino” alla Terra.

ICON ha ricevuto finanziamenti dalla NASA, per realizzare anche degli habitat sulla Luna, per le missioni “Artemis”, le quali porteranno la prima donna e il prossimo uomo sulla Luna, entro il 2028, per poter realizzare la prima base scientifica permanente su un altro mondo.

La società americana ICON utilizza queste tecnologie “spaziali” anche per realizzare case sulla Terra; infatti, quest’anno sono state messe in vendita le prime case stampate in 3D in America.

E non solo: sempre nel 2022, realizzeranno il primo quartiere, con 100 case, interamente realizzato con la stampante 3D, nella città di Austin (Texas).

Ciò che fa abbassare i prezzi degli appartamenti è la mancanza di manodopera (visto che le case sono costruite solo dalla stampante 3D), e poi vi è anche la mancanza di materiali. L’unico materiale utilizzato, per la realizzazione delle pareti, è infatti il “Lavacrete”.

Articolo a cura di Fabio Meneghella