L’obiettivo di stabilire una presenza umana permanente sulla Luna, promosso dal programma Artemis della NASA, è sempre più vicino a diventare realtà. Tuttavia, come spiegano Krzysztof Skonieczny e Mohammad Azami della Concordia University, la costruzione di infrastrutture sulla Luna, un ambiente privo di aria, polveroso e esposto alle radiazioni, presenta enormi sfide. Nella loro ultima ricerca, pubblicata su Progress in Aerospace Science, i ricercatori esaminano queste sfide e propongono soluzioni innovative, in particolare attraverso l’uso della stampa 3D, della robotica e dell’intelligenza artificiale (IA).
Tecnologie Chiave per la Costruzione Lunare
Un componente cruciale per il successo della creazione di una base lunare è la capacità di produrre direttamente sulla Luna gli strumenti e le infrastrutture essenziali. Come spiega Mohammad Azami, candidato al dottorato presso il Concordia Aerospace Robotics Lab, questo richiede un sistema efficiente, adattabile e autonomo che possa operare nell’ambiente estremamente ostile della Luna.
Per questo motivo, l’uso combinato della stampa 3D, della robotica e dell’IA è fondamentale. Queste tecnologie lavorano in sinergia per offrire la versatilità necessaria ad affrontare sfide impreviste. Secondo il co-autore Krzysztof Skonieczny, questi strumenti permettono di essere flessibili, adattando e ottimizzando continuamente le soluzioni in base alle necessità in tempo reale e agli sviluppi imprevisti. Questa capacità di adattamento è cruciale quando si lavora in un ambiente così imprevedibile e distante.
La Promessa della Stampa 3D sulla Luna
In assenza di materiali prontamente disponibili, la stampa 3D può svolgere un ruolo fondamentale. Utilizzando piccole stampanti 3D, gli astronauti sulla Luna potrebbero produrre parti e strutture specializzate necessarie per costruire, mantenere e riparare la base lunare. Molte di queste strutture saranno probabilmente del tutto nuove, con i progetti inviati dalla Terra o basati sulle esigenze immediate degli astronauti. La possibilità di stampare su richiesta, anche durante il riposo degli astronauti, rappresenta una soluzione promettente alle sfide logistiche della costruzione lunare.
Sfruttare le Risorse Lunari: La Polvere Lunare come Ingrediente Chiave
Una risorsa significativa disponibile sulla Luna è il regolito lunare, una polvere fine e abrasiva che ricopre la superficie lunare. Questo regolito non è solo una sfida, ma una risorsa cruciale. La ricerca di Azami alla Concordia ha portato a progressi nell’uso di questa polvere lunare in combinazione con polimeri di grado spaziale, come il polietere etere chetone (PEEK), per la fabbricazione di geometrie complesse su richiesta. Ciò potrebbe ridurre la dipendenza dalle forniture lanciate dalla Terra, rendendo la costruzione lunare più sostenibile.
Oltre al suo utilizzo nella costruzione, il regolito lunare ha un ulteriore vantaggio: la sua capacità di fungere da barriera contro le radiazioni solari. Utilizzarlo come strato protettivo potrebbe contribuire a mitigare gli effetti dannosi delle radiazioni solari, riducendo ulteriormente la necessità di materiali protettivi provenienti dalla Terra.
Il Futuro della Fabbricazione Lunare: Sfide Energetiche e Sostenibilità
Sebbene queste innovazioni rendano la costruzione lunare sempre più possibile, rimangono delle sfide significative. L’energia necessaria per passare dall’uso di materiali importati all’uso principale di risorse locali, come il regolito lunare, è ancora un problema. Azami sottolinea che, mentre il regolito lunare è promettente, la natura ad alta intensità energetica delle soluzioni attuali per l’utilizzo dei materiali locali significa che sono necessarie ulteriori ricerche e innovazioni.
Ambizioni Lunari Globali: Uno Sforzo Collaborativo
Sia gli Stati Uniti che la Cina hanno fatto significativi progressi nei loro piani per stabilire una presenza più permanente sulla Luna entro la metà del prossimo decennio. Tuttavia, le sfide di sostenere la vita umana sulla Luna per periodi prolungati richiederanno di affrontare questioni biologiche, ambientali e legali fondamentali, come i diritti territoriali lunari e gli effetti a lungo termine dello spazio sulla biologia umana.
Questi sono solo alcuni dei vasti problemi che ci attendono. Come sottolinea Skonieczny, la fabbricazione sulla Luna è solo un pezzo di un puzzle molto più grande che richiederà collaborazione, ingegno e un impegno continuo attraverso molteplici discipline.
La ricerca, che ha coinvolto anche Zahra Kazemi dell’Università di Toronto, Sare Moazen e Martine Dubé dell’École de technologie supérieure e Marie-Josée Potvin dell’Agenzia Spaziale Canadese, è stata supportata dal Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC). Lo studio completo, A Comprehensive Review of Lunar-Based Manufacturing and Construction, offre approfondimenti più dettagliati sulle complessità della costruzione lunare.
