MiniFix: Strumento stampato in 3d per la Conservazione di Campioni Biologici nello Spazio
Il Centro Aerospaziale Tedesco (DLR) ha sviluppato MiniFix, un dispositivo interamente realizzato con stampa FDM che permette di fissare e preservare campioni biologici durante le missioni spaziali. Progettato per contenere cellule e tessuti, MiniFix utilizza due micro-siringhe per iniettare reagenti fissativi direttamente nei campioni, evitando il degrado dovuto alle condizioni estreme di microgravità e di rientro nell’atmosfera.
Costruzione su Stampanti Desktop e Componenti Open-Source
MiniFix è nato in laboratorio impiegando una Prusa MK3+ e tre tipi di filamento: PLA, PETG e GreenTEC Pro, un biopolimero compostabile prodotto da M·Braun. Il suo design compatto—simile a un grande smartphone—si adatta ai moduli 2U CubeSat, con un peso di 880 grammi utilizzando il materiale compostabile. In alternativa, può essere alloggiato in un contenitore pressurizzato da 2,3 kg per missioni con requisiti di protezione più rigidi.
Unità a Doppia Siringa e Gestione Termica
Al cuore di MiniFix si trova l’assemblato a doppia siringa, montato in condizioni sterili e pronto all’uso. Le microspinte dei motori passo-passo NEMA 11 regolano con precisione il rilascio dei reagenti. Il calore generato dai motori è recuperato per mantenere una temperatura costante, impiegando appena 4,6 Wh durante il rientro, quando le variazioni termiche raggiungono punte critiche.
Resistenza ai Test MAPHEUS
All’interno del programma MAPHEUS (Materials Physics Experiments under Microgravity) del DLR, MiniFix ha completato cinque lanci suborbitali senza alcun danno strutturale. Le missioni hanno esposto il dispositivo ad accelerazioni elevate, vibrazioni intense e shock termici, confermando la solidità della struttura stampata in 3D e la compatibilità dei materiali scelti.
GreenTEC Pro: Verso Hardware Spaziale Sostenibile
MiniFix è il primo strumento spaziale realizzato con GreenTEC Pro, un polimero estratto da fonti vegetali che unisce prestazioni meccaniche e resistenza al calore superiori alle plastiche compostabili tradizionali. Sottoposto a cicli di compostaggio industriale, questo materiale si decompone senza lasciare residui tossici, aprendo la strada a componenti monouso destinati a esperimenti in orbita.
Flessibilità e Rapidità di Sviluppo
Grazie alla natura completamente stampata, MiniFix può essere aggiornato rapidamente per nuove tipologie di esperimento. Il team guidato da Sebastian Feles, responsabile dell’Aeromedical FabLab del DLR, ha già sperimentato estensioni come sorgenti luminose per test su piante. Il flusso di lavoro “lab-style” ha previsto layer da 0,3 mm e ugello da 0,4 mm, riducendo drasticamente i tempi di prototipazione e i costi di produzione rispetto alle tradizionali parti spaziali.
Verso Nuove Frontiere della Ricerca Orbitale
MiniFix dimostra che anche strumenti essenziali per la biologia spaziale possono essere realizzati con tecnologie accessibili e sostenibili. L’approccio modulare e l’adozione di componenti open-source abbassano le barriere d’ingresso per università, startup e agenzie di ricerca, favorendo esperimenti più frequenti e personalizzati a basso costo.
