La nuova tecnologia della NASA simula il freddo estremo presente sulla Luna.

La NASA sta sviluppando un nuovo sistema di test in grado di simulare l'ambiente gelido di -233 °C presente sulla Luna, al fine di testare i materiali destinati alle future missioni spaziali.

Mentre la NASA si prepara alle missioni di esplorazione della Luna, di Marte e oltre, lo sviluppo di materiali in grado di resistere alle temperature estreme dello spazio diventa cruciale. In ambienti gelidi, la gomma può frantumarsi come il vetro, i circuiti stampati sono soggetti a danni e i collegamenti elettrici rischiano di congelarsi e rompersi.

Questa sfida è particolarmente importante nei progetti per la costruzione di una base al Polo Sud della Luna, dove le temperature superficiali variano drasticamente, dal caldo estremo durante il giorno al freddo gelido di notte.

Per affrontare questo problema, gli ingegneri del Glenn Research Center della NASA hanno sviluppato il Lunar Environmental Structure Test Instrument (LESTR), un sistema di test in grado di esaminare materiali, componenti elettronici e hardware aerospaziale a temperature fino a 40 Kelvin, ovvero circa -233 °C.

Un dispositivo per testare la struttura dell'ambiente lunare presso il Glenn Research Center della NASA a Cleveland, Ohio, USA. (Foto: NASA)

"Nessuna struttura architettonica viene costruita senza una conoscenza approfondita delle proprietà dei materiali da costruzione. Allo stesso modo, nessuna missione spaziale è completa senza una solida progettazione strutturale basata sulla comprensione dei materiali utilizzati", ha affermato Ariel Dimston, ingegnere capo del progetto LESTR presso il NASA Glenn Research Center.

In passato, la NASA utilizzava spesso liquidi ultrafreddi come azoto liquido, idrogeno o elio per testare la resistenza al freddo dei materiali. Queste sostanze sono tra le più fredde sulla Terra e devono essere conservate in serbatoi specializzati.

Secondo la NASA, ciò che distingue LESTR è che l'intero sistema opera in un ambiente completamente sottovuoto.

"Ciò che rende LESTR unico è che l'intero sistema opera in un vuoto completamente secco: niente azoto liquido, niente elio liquido, nessun liquido di alcun tipo", ha affermato Dimston. "Questo è il primo sistema di collaudo meccanico ad eliminare tutte le problematiche associate ai liquidi criogenici."

Anziché utilizzare un liquido superraffreddato, il sistema impiega un dispositivo di raffreddamento ad alta capacità chiamato criorefrigeratore per dissipare il calore. La NASA afferma che si tratta del primo ambiente di prova criogenico "a secco" nel campo delle prove meccaniche.

La nuova tecnologia è più sicura e meno costosa dei metodi tradizionali, ampliando al contempo la gamma di test di temperatura.

"Senza l'utilizzo di fluidi criogenici, non sono necessarie apparecchiature di processo specializzate come serbatoi Dewar, riscaldatori o valvole di controllo", ha spiegato. "Inoltre, non è più necessario utilizzare sensori di ossigeno e altri complessi sistemi di sicurezza, che aumentano i tempi, la complessità e i costi del processo."

Gli ingegneri criogenici testano il sistema LESTR, che simula le condizioni di vuoto termico di una notte lunare. (Immagine: NASA)

La NASA sta attualmente utilizzando LESTR per testare una varietà di materiali in vista di future missioni. Il team di ricerca sta esaminando fibre che potrebbero essere utilizzate per una nuova generazione di tute spaziali, oltre a sviluppare materiali per le ruote dei robot autonomi.

Un'area di ricerca degna di nota è quella delle leghe a memoria di forma, un tipo di metallo in grado di tornare al suo stato originale dopo essere stato piegato, allungato, riscaldato o raffreddato. Si prevede che questa tecnologia aiuterà i robot esplorativi a navigare sui terreni accidentati della Luna e di Marte senza preoccuparsi di forature.

La NASA ha impiegato oltre due anni per sviluppare la prima versione, denominata LESTR 1, e ora sta lavorando a una seconda versione. In collaborazione con Fort Wayne Metals, l'agenzia spaziale statunitense ha consegnato LESTR 1 allo stabilimento dell'azienda in Indiana per testare la lega a memoria di forma in ambienti a temperature estremamente basse.

"Stiamo sviluppando una nuova generazione di leghe a memoria di forma in grado di operare a temperature fino a 40 Kelvin, uno degli ambienti più freddi accessibili a un rover", ha affermato il dottor Santo Padula II, responsabile del progetto LESTR presso il NASA Glenn Research Center.

Ha aggiunto: "Con questo sistema, possiamo testare il comportamento delle leghe a memoria di forma nelle regioni più fredde della Luna e di Marte. Sarà un traguardo importantissimo per noi e per gli scienziati poter osservare, per la prima volta, le proprietà dei materiali a temperature così basse."

Oltre al LESTR, il Glenn Center della NASA gestisce numerose strutture sperimentali che simulano l'ambiente spaziale, la microgravità della Stazione Spaziale Internazionale, l'atmosfera ostile di Venere e la conformazione della Luna e di Marte.

Oggi il centro di ricerca NASA Glenn svolge un ruolo centrale nella ricerca su materiali avanzati e tecnologie di gestione dei fluidi criogenici nello spazio, a supporto delle future missioni di esplorazione.

Hoa Vu (secondo la NASA)

Fonte: https://vtcnews.vn/cong-nghe-moi-cua-nasa-mo-phong-cai-lanh-cuc-han-tren-mat-trang-ar1016762.html