L’Agenzia Spaziale Europea (ESA), Airbus Defence and Space e il Centro Aerospaziale Tedesco (DLR) hanno dato il via a STARGATE, un’iniziativa che punta a realizzare direttamente sulla Stazione Spaziale Internazionale parti metalliche per sistemi di propulsione. L’obiettivo è impiegare tecnologie di produzione additiva per fabbricare un propulsore da 1 Newton, sviluppato da DLR, che sarà stampato in microgravità e riportato a Terra per i test di accensione a caldo.
Analisi dell’influsso della microgravità
Durante il workshop sull’Advanced Manufacturing tenutosi presso ESA ESTEC lo scorso 8 luglio, gli ingegneri hanno illustrato come intendono monitorare le caratteristiche del materiale sinterizzato in orbita e confrontarle con le stesse lavorate a Terra. Questo confronto aiuterà a comprendere variazioni di densità, robustezza meccanica e microstruttura, parametri che possono subire modifiche in un ambiente privo di peso.
Ruolo dei partner tecnologici
Airbus Defence and Space ha fornito l’unità di stampa metallica sviluppata nell’ambito del programma Metal3D, avviato nel 2024: tale stampante ha già realizzato con successo pezzi di prova a forma di “S” e una serie di “token” di test, riportati a Terra per analisi metallografiche. Cranfield University, AddUp e Highftech hanno supportato la messa a punto dei processi di fusione laser e alimentazione del materiale, consentendo un controllo stratigrafico di precisione.
Contributo del DLR
Il Centro Aerospaziale Tedesco ha focalizzato i propri sforzi sulla progettazione del propulsore e sulla selezione di leghe metalliche adatte alle sollecitazioni termiche e meccaniche tipiche delle prove di hot-fire. DLR si occupa anche di elaborare i protocolli di rientro del componente e delle procedure per i test, svolti presso i propri laboratori specializzati in motori a propellente liquido.
Implicazioni per le missioni future
Stampare pezzi metallici in orbita apre nuove prospettive per la manutenzione e la personalizzazione dei satelliti, riducendo la dipendenza dalle spedizioni di ricambi dalla Terra. In prospettiva a medio termine, diventerà possibile realizzare in loco innesti per sistemi di controllo d’assetto, moduli di tenuta o ugelli di motori ausiliari, contribuendo all’autonomia di equipaggi e robot da esplorazione.
Prospettive terrestri
I dati raccolti durante l’esperimento saranno trasferiti ai centri di ricerca a Terra per ottimizzare processi di additive manufacturing destinati all’industria aeronautica e automobilistica. Lo studio delle condizioni di solidificazione e dei difetti microscopici permetterà di perfezionare parametri di stampa, incrementando la qualità e riducendo i tempi di produzione in officine e impianti.
