Un team di ricercatori cinesi ha raggiunto di recente un traguardo significativo nello sviluppo di materiali per la costruzione di future basi spaziali su Marte. Lo studio, condotto dall’Istituto Tecnico di Fisica e Chimica dello Xinjiang presso l’Accademia Cinese delle Scienze (CAS), ha dimostrato la fattibilità della produzione continua di materiali fibrosi a partire da suolo marziano simulato.
Utilizzando basalto terrestre, che presenta una composizione chimica e minerale simile al suolo marziano, il team è riuscito a produrre fibre mediante un processo di fusione completa a una temperatura di 1360°C e di filatura, confermando la possibilità di produrre materiali compositi rinforzati con fibre da impiegare nella costruzione di infrastrutture.
Questo processo potrebbe essere determinante per la realizzazione di strutture robuste e durature direttamente sul suolo marziano utilizzando materiale in situ. Ovvero, riducendo significativamente la necessità di trasportare materiali dalla Terra.
Costruire su Marte
L’idea di utilizzare materiali presenti su Marte per la costruzione di insediamenti umani non è nuova. La NASA, ad esempio, ha investito risorse considerevoli nello sviluppo di tecnologie di stampa 3D che possano utilizzare regolite marziana come materia prima per costruire habitat. Uno di questi progetti è il Mars Ice House, un concetto che prevede l’utilizzo del ghiaccio presente su Marte come materiale da costruzione, sfruttando le sue proprietà isolanti e protettive contro le radiazioni cosmiche.
Allo stesso modo, l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha condotto studi sulla regolite lunare, che ha caratteristiche simili a quella marziana, per la costruzione di basi lunari tramite stampa 3D.
Si tratta di progetti che condividono l’obiettivo comune di ridurre la dipendenza dalle risorse terrestri, rendendo più sostenibili le missioni di lunga durata e aprendo la strada a una ipotetica colonizzazione futura del Sistema Solare.
Fibre con proprietà meccaniche ottimali
Il risultato più sorprendente dello studio condotto dai ricercatori cinesi è la conferma che le fibre prodotte da suolo marziano simulato possiedono proprietà meccaniche ottimali per l’utilizzo in materiali compositi rinforzati.
Durante il processo di fusione e filatura, è stato osservato che velocità di filatura più basse permettono una struttura atomica più densa nelle fibre, migliorandone la resistenza ai danni esterni. Questo tipo di fibre potrebbe quindi costituire la base per la costruzione di moduli abitativi e strutture, capaci di resistere alle dure condizioni ambientali di Marte, come la bassa gravità e l’atmosfera rarefatta.
L’abilità di produrre materiali direttamente su Marte ridurrebbe drasticamente i costi e la complessità logistica delle missioni, poiché eliminerebbe la necessità di trasportare grandi quantità di materiali dalla Terra. Inoltre, questa tecnologia potrebbe essere adattata per l’uso su altri corpi celesti, come la Luna, ampliando le possibilità di esplorazione e insediamento umano nello spazio.
Le implicazioni per l’esplorazione spaziale
Le implicazioni di questa ricerca sembrerebbero promettenti. La capacità di produrre materiali edili direttamente su Marte non solo rappresenta un passo avanti verso l’autosufficienza di ipotetiche future colonie spaziali, ma potrebbe anche rivoluzionare il modo in cui pianifichiamo e realizziamo le missioni interplanetarie.
Con la prospettiva di ridurre i costi e i rischi associati al trasporto di materiali dalla Terra, l’esplorazione dello spazio profondo diventa più fattibile (oltre che sostenibile). E questi progressi aprono anche opportunità per la collaborazione internazionale nello sviluppo di tecnologie spaziali avanzate, strategie e idee innovative per future missioni.
Ci saranno sicuramente diverse sfide, sottolineano i ricercatori, come l’influenza dell’ambiente marziano (bassa gravità e atmosfera inerte, per fare degli esempi) sulle proprietà delle fibre, ma anche la progettazione e l’integrazione dell’attrezzatura per la filatura delle fibre.
Inoltre, poiché è difficile simulare l’ambiente marziano sulla Terra, i ricercatori intendono eseguire alcuni test dimostrativi in orbita, sulla stazione spaziale cinese Tiangong, per studiare le proprietà delle fibre ottenute in diversi ambienti.
Lo studio completo, Production of Martian fiber by in-situ resource utilization strategy, è reperibile qui.
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