• 27 Giugno 2022 13:26

SCIENZA & DINTORNI

Divulgazione storica e scientifica – DIRETTORE Fabiana Leoncavallo

Tecnologie spaziali: finanze sprecate o vantaggio per l’uomo e la Terra. L’esplorazione dello spazio e la sua relazione con le tecnologie sulla Terra sono condizioni simbiotiche. La NASA sta preparando le missioni per poter gli astronauti nel sistema solare. Inoltre, sta portando avanti i progetti per comprendere le scienze fondamentali sulla Stazione Spaziale Internazionale e molte altre tecnologie che andranno a beneficio dell’esplorazione spaziale futura, ma anche della vita qui sulla Terra. 

Ambiziosi progetti che richiedono molti sforzi per poter poter creare nuove tecnologie e innovazione globale. Questo per garantire che gli astronauti possano condurre, in modo totalmente sicuro ed efficace, ricerche rivoluzionarie a bordo della stazione spaziale, e ben presto anche sulla Luna e poi su Marte. 

Le tecnologie create per gli esploratori spaziali, che visiteranno lo spazio per lunghi periodi, potranno essere molto utili e avere un ritorno benefico sulla Terra, a beneficio quindi per l’umanità e per l’ambiente terrestre. 

Le nuove fonti d’energia

La NASA sta cercando nuove tecnologie per poter far vivere e lavorare sulla Luna gli astronauti, che inizieranno così a rimanere per lunghi periodi nello spazio. Tra le sfide maggiori ci sono la disponibilità di luce solare e la tipologia di temperature presenti sulla superficie.

La NASA, per superare queste sfide, sta lavorando su un ampio spettro di sistemi di generazione e distribuzione di energia di superficie, come ad esempio le batterie, il solare e la fissione. Tutti strumenti che garantiranno che le future missioni abbiano a disposizione abbondante energia, ma soprattutto affidabilità, condizioni indispensabili per la riuscita dei progetti. Questo sono tecnologie non soltanto per le missioni spaziali ma anche utili per perfezionare e modernizzare le reti elettriche qui sulla Terra.

La potenza superficiale di fissione

La NASA sta sviluppando l’energia di superficie a fissione, ossia una tecnologia verde con zero emissioni di carbonio. L’energia a fissione, se utilizzata con delle celle a combustibile avanzate, non solo può generare elettricità pulita e abbondante sulla Terra, ma può anche fornire una fonte di idrogeno per alimentare i veicoli a emissioni zero.

Le tecnologie sviluppate dalla NASA per creare i sistemi di alimentazione della superficie lunare, saranno molto utili per ridurre le dimensioni e la complessità dei sistemi sulla Terra. Infatti, miglioreranno la produzione di sistemi con dimensioni molto più ridotte, che potranno essere usate per alimentare piccole comunità, diminuendo così la nostra dipendenza dalle grandi centrali elettriche remote e dai costi di distribuzione dell’energia.

Array solari avanzati

La NASA sta finanziando lo sviluppo di sistemi di pannelli solari avanzati, con lo scopo di renderli più leggeri, più compatti e in grado di produrre molta più energia per le missioni di lunga durata sulla Luna e oltre. 

Il sistema Roll-out Solar Array (ROSA) di Redwire, sviluppato con il supporto della NASA, utilizza un materiale composito leggero e flessibile, in grado di raccogliere una grande quantità di luce solare. Questo è un materiale in grado di dispiegarsi e bloccarsi poi nella composizione finale.

Il sistema innovativo è stato testato sulla Stazione Spaziale Internazionale nel 2017. Una versione più avanzata, denominata iROSA, è stata recentemente installata sulla stazione spaziale. Inoltre, anche il Gateway Power and Propulsion Element ne utilizzerà una versione molto più grande.

La tecnologia potrà divenire un sistema che potrebbe fornire una soluzione di alimentazione affidabile e facilmente trasportabile da utilizzare in caso di disastri, ma anche altre applicazioni, sulla Terra. La NASA testerà le tecnologie delle celle solari e misurerà la carica elettrica della superficie degli array solari, così da comprendere meglio le sfide energetiche che si verificheranno sulla Luna. 

L’esperimento Photovoltaic Investigation on the Lunar Surface, o PILS, fornirà una dimostrazione in volo di molteplici tecnologie innovative di celle solari, tecnologie che potrebbero essere utilizzate per le future missioni lunari e forse applicabili anche sulla Terra.  

Gli habitat stampati in 3D

Riuscire a fabbricare pezzi di ricambio, habitat e altri materiali nello spazio sarà di fondamentale importanza per il successo della missione Artemis, ma anche per riuscire ad affrontare l’esplorazione dello spazio profondo. 

La NASA ha avuto molto successo nella stampa di moduli progettati per la Stazione Spaziale Internazionale. Adesso ha rivolto alcuni dei suoi sforzi per le tecnologie per la produzione sulla Luna. 

La NASA, nel 2019, ha assegnato oltre 2 milioni di dollari per soluzioni al 3D Printed Habitat Challenge, un concorso pubblico a premi rivolto allo sviluppo di un habitat stampato in 3D, per affrontare l’esplorazione dello spazio profondo. Il concorso prevedeva la progettazione di tecnologie riguardanti la Luna e Marte. Le stesse tecnologie, ovviamente, possono essere utilizzati anche per creare soluzioni abitative sostenibili qui sulla Terra. 

Le celle solari a getto laser

La NASA sta sfruttando la stampa nello spazio per poter dimostrare una nuova tecnologia solare chiamata perovskite, un’alternativa alle celle solari al silicio.

L’uso del perovskite, come cella solare, è una scoperta relativamente nuova. Si tratta di un convertitore molto efficiente di luce solare in elettricità, un materiale che può essere trasportato nello spazio sia come liquido che stampato su dei pannelli. Questa materiale potrebbe avere anche molte applicazioni sulla Terra, come ad esempio la fornitura di energia solare in aree difficili da raggiungere nei paesi sottosviluppati o durante il ripristino di un disastro naturale.

Aria, acqua, e cibo più puliti

Gli astronauti che affronteranno viaggi spaziali, avranno bisogno di cibo fresco, aria pulita e una fonte d’acqua affidabile, sia durante un soggiorno prolungato sulla Luna che durante un viaggio di andata e ritorno di due o tre anni verso Marte. Lo stesso discorso vale sulla Terra, un luogo in cui il cambiamento climatico e la crescita della popolazione causano già insicurezza alimentare per molte comunità.

Sono molte le tecnologie sviluppate per lo spazio che stanno già avendo un riscontro qui sulla Terra, come ad esempio i progressi nell’agricoltura verticale e i bioreattori che coltivano fonti proteiche commestibili. 

Le nuove tecnologie stanno ispirando una nuova generazione di agricoltori decisamente non convenzionale. Inoltre, esistono differenti soluzioni tra cui la Deep Space Food Challenge della NASA, una tecnologia che potrebbe consentire nuove idee per la produzione alimentare in tutto il mondo, specialmente in ambienti estremi.

I sistemi di controllo ambientale e di supporto vitale. La NASA sulla ISS sta portando avanti progetti per creare tecnologie che purificano l’aria e l’acqua, per poter mantenere gli astronauti al sicuro e ridurre la quantità di rifornimenti che devono essere consegnati. L’agenzia spaziale sulla ISS, un ambiente che ospita ininterrottamente gli astronauti da più di 20 anni, ha raggiunto tassi di riciclaggio e purificazione dell’acqua superiori al 90%. In questa percentuale sono incluse la condensa dell’aria, il sudore e le urine. 

Le tecnologie di purificazione dell’aria presenti a bordo della stazione sono in grado di eliminare le impurità dall’aria. Sono persino in grado di scomporre i composti gassosi dannosi in elementi benefici come l’ossigeno. Le aziende che sviluppavano queste tecnologie per l’aria pulita all’inizio della pandemia creata dal COVID-19, sono state prese d’assalto dalla richiesta di scuole, ospedali, centri commerciali, edifici per uffici, aeroporti e persino autobus.  

Il rilevamento dell’inquinamento

La MPASS, un sensore di aerosol è stato sviluppato come un sistema di rilevamento precoce di incendi altamente accurato per lo spazio. Il sensore multi-parametrico di dispersione dell’aerosol (MPASS), ha tutto il potenziale per poter diventare uno strumento di sicurezza pubblica per il rilevamento di aerosol. Lo strumento ha la capacità di rilevare le particelle atmosferiche, consentendo in tempo reale il monitoraggio durante l’attività vulcanica o degli incendi. 

Il sensore avanzato è stato dotato di un array laser compatto e durevole, come quelli che si trovano in un lettore DVD. Questo è in grado di analizzare l’interazione della luce con le particelle. Le sue dimensioni compatte e il peso leggero lo rendono portatile e flessibile per l’uso in più ambienti, tra cui il montaggio su velivoli a pilotaggio remoto.

Insomma, c’è più spazio nella tua vita di quanto pensi!

Il percorso di sviluppo tecnologico è indubbiamente una strada a doppio senso, che viene progettato sia per l’esplorazione spaziale umana che come applicazione sulla Terra.

La NASA collabora con dozzine di agenzie spaziali e migliaia di aziende in tutto il mondo, per riuscire a sviluppare delle tecnologie innovative per far progredire i viaggi umani nello spazio. I progressi tecnici compiuti dall’alba dell’esplorazione spaziale, hanno trovato molte applicazioni, di vasta portata, per migliorare la vita sulla Terra.  

FONTE:

https://www.nasa.gov/feature/human-spaceflight-technologies-benefitting-earth

Fabiana Leoncavallo

Laureata in architettura, mi ritengo una persona piuttosto poliedrica. Grande appassionata di scienze, astronomia, storia, letteratura, cinema e serie tv, tutti argomenti che amo descrivere nei miei articoli, che si basano su ricerche valide. Inoltre, amo molto effettuare studi sulla natura, sugli animali, sui cambiamenti climatici, sulla salute e l'alimentazione.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.