L’idea di produrre hardware direttamente sulla superficie lunare non riguarda solo strutture e schermature, ma anche l’elettronica: conduttori, piste, antenne e componenti che oggi devono essere portati dalla Terra o sostituiti tramite rifornimenti. Un progetto di ricerca coordinato dal Danish Technological Institute (DTI) con il supporto della European Space Agency (ESA) mira a dimostrare un percorso concreto: usare la regolite (il “suolo” lunare) come materia prima per ottenere materiali elettricamente conduttivi stampabili e impiegabili nella manifattura additiva di elementi elettronici.
Perché l’elettronica “in loco” è un problema diverso dalla stampa di strutture
Molti programmi di “costruzione lunare” si concentrano su mattoni, sinterizzazione o leganti per elementi strutturali. L’elettronica pone vincoli differenti: serve controllare conducibilità, purezza, stabilità termica e ripetibilità, oltre alla compatibilità con processi di deposizione (inchiostri) o fusione/sinterizzazione (polveri). Il progetto ESA imposta quindi un obiettivo pragmatico: trasformare i sottoprodotti metallici derivati dall’estrazione di ossigeno dalla regolite in inchiostri conduttivi e polveri utilizzabili per realizzare, ad esempio, un tratto di filo conduttivo tramite additive manufacturing, come dimostrazione di fattibilità.
Il ruolo del Danish Technological Institute e di Metalysis
Nel progetto, DTI porta competenze su materiali funzionali e processi “printable” (formulazione di paste/inchiostri, caratterizzazione e test), mentre il partner industriale è la britannica Metalysis, nota per tecnologie elettrochimiche di riduzione di ossidi e produzione di polveri metalliche. In pratica: si parte da regolite simulata, si estrae ossigeno (utile per supporto vitale e potenzialmente per propellenti), e ciò che resta—una frazione metallica—viene trattato per diventare feedstock conduttivo per stampa di elettronica.
Dal suolo lunare all’ossigeno: la logica ISRU dietro il progetto
La cornice è l’ISRU (In-Situ Resource Utilization): produrre risorse dove servono, riducendo la dipendenza dalla catena logistica terrestre. L’ESA, da anni, sperimenta la produzione di ossigeno da regolite e ne evidenzia un punto chiave: l’estrazione dell’ossigeno lascia sottoprodotti metallici che possono diventare risorsa, non scarto. Il progetto “Regolith to Repairs: ISRU for Additive Manufacturing of Electronics” formalizza proprio questa estensione: non fermarsi all’ossigeno, ma valorizzare i residui per realizzare materiali per elettronica stampata e riparazioni.
La tecnologia al centro: elettrolisi in sali fusi e temperature prossime ai 950–1000 °C
La via indicata è la molten salt electrolysis (elettrolisi in sali fusi), una famiglia di processi in cui la regolite (ricca di ossidi) viene trattata in un ambiente ad alta temperatura per liberare ossigeno e ottenere fasi metalliche. ESA descrive test che impiegano sali come cloruro di calcio fuso con temperature nell’ordine di ~950 °C, mentre nella descrizione del progetto e nelle dichiarazioni riportate vengono citate condizioni fino a ~1000 °C per la lavorazione tramite elettrolisi in sali fusi e la successiva valorizzazione del residuo metallico.
Dalla polvere “post-ossigeno” a inchiostri e polveri per additive manufacturing
Il passaggio più delicato non è solo “ottenere metallo”, ma renderlo stampabile. L’obiettivo dichiarato è formulare inchiostri conduttivi e polveri (da usare con tecniche additive compatibili) e dimostrare che si può realizzare un elemento semplice ma significativo: un pezzo di filo conduttivo prodotto additivamente. Se funziona, il concetto si estende a geometrie più utili: antenne stampate in loco, piste conduttive integrate in componenti o elementi di interconnessione per riparazioni.
Perché Metalysis insiste sulla versatilità del processo (e cosa fa l’azienda sulla Terra)
Metalysis collega questa linea “spaziale” a una tecnologia nata per usi terrestri: la famiglia di processi tipo FFC / elettrolisi sviluppati inizialmente anche come alternativa per la produzione di metalli (in molte comunicazioni si richiama l’origine legata al titanio). Nelle dichiarazioni riportate, l’azienda evidenzia che la tecnologia può applicarsi a numerosi elementi e materiali di partenza e cita un focus industriale su polveri di tantalio ad alta purezza e leghe alluminio-scandio per applicazioni nel settore elettronico. In ottica lunare, questa “elasticità” sarebbe utile per adattarsi alla composizione variabile della regolite e alle esigenze di feedstock per stampa.
Vincoli operativi sulla Luna: dalla prova di laboratorio alla manifattura robusta
Anche con un materiale conduttivo disponibile, resta la transizione verso processi robusti in ambiente lunare: polvere abrasiva e pervasive, vuoto, cicli termici estremi, gestione del calore e dell’energia, contaminazioni e affidabilità. Per questo l’iniziativa è impostata come studio di fattibilità e “early technology development”, con obiettivi misurabili e una durata indicata in 14 mesi nella scheda ESA, così da costruire una base tecnica e dati per progetti successivi più vicini a dimostrazioni su scala impiantistica.
Cosa cambierebbe se il concetto funzionasse: riparazioni, autonomia e riduzione dei carichi logistici
Nel medio periodo, la disponibilità di materiali conduttivi “locali” consentirebbe di portare a bordo meno ricambi “specifici” e più capacità di produzione: riparare o ricostruire parti di sistemi elettrici, realizzare antenne o connessioni, integrare piste conduttive in oggetti stampati per habitat o rover. Il beneficio non è astratto: ogni chilogrammo lanciato e trasferito verso la Luna richiede budget di massa, energia e costi elevati; sostituire parte dei ricambi con processi ISRU riduce la dipendenza dai rifornimenti e aumenta la resilienza operativa delle missioni.
