MICROLITH: un passo verso l’insediamento della vita umana sulla luna
Come sfruttare l’effetto del riscaldamento locale tramite microonde per realizzare il processo di sinterizzazione della regolite
| Business | Periodo | Coordinatore di progetto | Schema di finanziamento |
|---|---|---|---|
| Industry | Gennaio 2021 - Luglio 2022 | RINA | ESA |
Sfida tecnologica e innovazione
L’idea dell’utilizzo delle risorse in situ (In Situ Resource Utilisation, ISRU) è quella di sfruttare materiali già presenti sulla luna (regolite) per facilitare la realizzazione di installazioni lunari per la vita umana, nonché per l’installazione di attrezzature.
Rispetto ad altre tecniche che prevedono l’utilizzo del magnetron e camera confinata per ottenere il processo di sinterizzazione, il progetto MICROLITH mira a sfruttare una tecnologia promettente e innovativa; la radiazione locale a microonde (Local Microwave Heating, LMH).
Questa tecnologia può essere implementata con un livello di potenza relativamente basso. Inoltre, non richiede una cavità o una camera confinata e può essere realizzata tramite un generatore a stato solido.
In ambiente di laboratorio, la sperimentazione è eseguita su dei simulanti lunari, ovvero materiali ottenuti da componenti naturali terrestri o sintetici caratterizzati da proprietà chimico/fisiche simili a quelle della regolite.
Nello specifico, il progetto MICROLITH mira a:
- Comprendere e controllare il processo di sinterizzazione della regolite in ambiente di laboratorio, utilizzando simulanti terrestri;
- Sviluppare una tecnica per la sinterizzazione mediante LMH per la produzione di materiali meccanicamente stabili, con caratteristiche idonee alla costruzione e con densità adeguata a ottenere maggiore porosità, per poter essere utilizzati come anodi nel processo di elettrolisi per l’estrazione dell’ossigeno.
Il nostro ruolo
RINA è il Coordinatore della Partnership del progetto MICROLITH, costituita da RINA Consulting, RINA CSM – Centro Sviluppo Materiali, Università di Modena & Reggio Emilia, Monolite UK e Nanoracks EU.
Le principali attività svolte sono:
- Analisi dello stato dell'arte e dei requisiti dei campioni di simulante. In questa prima fase è condotta una ricerca bibliografica sulle proprietà della regolite lunare e dei simulanti terrestri, nonché del processo di sinterizzazione tramite riscaldamento a microonde. Contestualmente si procede con la selezione e trattamento di campioni di simulanti provenienti dalla cava del Lago di Bolsena. Il trattamento prevede l’introduzione di una fase amorfa e Ilmenite con l'obiettivo di riprodurre una composizione chimica simile alla regolite lunare. Inoltre, si identifica la tecnica di riscaldamento a microonde da implementare.
- Progettazione del Test Setup e definizione del Validation Plan. In questa fase si selezionano e/o progettano tutti i sottosistemi necessari per le prove sperimentali. Si definisce un Validation Plan, comprensivo di procedure e criteri di successo per l'esecuzione della fase sperimentale.
- Realizzazione Test Setup. Il Test Setup è assemblato e si eseguono i primi test funzionali, con lo scopo di verificare l'operatività del sistema ed avere un primo feedback sulla validità della tecnica di riscaldamento a microonde scelta.
- Realizzazione e analisi dei campioni. Si producono materiali meccanicamente stabili e con adeguata porosità, che sono quindi analizzati per verificare la rispondenza con gli obiettivi di progetto.
- Sintesi e lavoro futuro. L'obiettivo di questa attività è identificare una Roadmap per futuri sviluppi tecnologici e definire una stima ROM (Rough Order Magnitude). Inoltre, si definisce la tempistica necessaria per lo sviluppo di un dimostratore.
Conclusioni
Attraverso una campagna di test effettuati in ambiente di laboratorio, il progetto MICROLITH fornirà alla comunità scientifica una risposta circa la fattibilità del processo di sinterizzazione mediante riscaldamento locale a microonde. Questo Output rappresenta un importante passo in avanti per comprendere le condizioni necessarie per l'insediamento della vita umana sulla luna.
Il principale risultato delle attività svolte dalla Partnership sarà la produzione di materiali meccanicamente stabili con caratteristiche idonee alla costruzione e con densità adeguata da utilizzare come anodi nel processo di elettrolisi per l'estrazione dell'ossigeno.
Il contratto è stato realizzato nell'ambito di un programma finanziato dall'Agenzia spaziale europea. L'opinione qui espressa non può in alcun modo essere considerata come un'opinione ufficiale dell'Agenzia spaziale europea.
