La società austriaca di ricerca e sviluppo industriale RHP Technology ha stampato in 3D una serie di parti dimostrative che potrebbero formare l’occhio del nuovo telescopio spaziale dell’Agenzia spaziale europea (ESA).
Soprannominato Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics, o “Athena” in breve, il telescopio a raggi X a lungo raggio è stato costruito per mappare gas cosmici caldi e buchi neri. Utilizzando il suo nuovo processo di stampa 3D “Plasma Metal Deposition”, la tecnologia RHP è stata in grado di produrre sei parti prototipo per Athena, dimostrando l’efficacia della tecnologia e garantendone potenzialmente l’uso all’interno della build finale.
“RHP ha dimostrato che è possibile stampare parti 3D di grandi dimensioni per applicazioni spaziali”, ha affermato Susanne Katzler Fuchs di Brimatech , broker di trasferimento tecnologico di ESA Space Solutions in Austria. “In futuro, questa tecnologia può essere utilizzata per applicazioni sulla Terra come applicazioni industriali, aeronautiche o automobilistiche”.
Annunciato inizialmente nel giugno 2014, Athena è stato costruito come parte del piano Cosmic Vision 2015–25 dell’ESA, che delinea efficacemente gli obiettivi strategici a lungo termine dell’agenzia. Una volta costruito, il telescopio lungo 12 metri sarà dotato di strumenti all’avanguardia, che gli consentono di indagare le origini, la formazione e l’evoluzione dei buchi neri.
In teoria, gli scienziati dell’ESA saranno in grado di utilizzare Athena per osservare le emissioni di raggi X lasciate dai materiali cosmici caldi appena prima che vengano inghiottiti dai buchi neri e misurare le distorsioni risultanti per determinare il comportamento dell’anomalia. Il telescopio ultra preciso potrebbe anche consentire ai ricercatori di comprendere meglio altri fenomeni astronomici, come i lampi di raggi gamma e l’interazione magnetica tra esopianeti e stelle.
Piuttosto che essere schierato sulla terraferma, il telescopio spaziale è impostato per essere lanciato a bordo di un veicolo di lancio Ariane 64, in orbita attorno al punto “L2” del sistema Sole-Terra, dove osserverà fino a 300 punti celesti ogni anno. Sebbene il lancio di Athena fosse inizialmente previsto nel 2028, da allora è stato rinviato al 2033, poiché Athena rimane in costruzione.
“Athena fornisce un significativo balzo in avanti nelle capacità scientifiche rispetto alle precedenti missioni a raggi X”, ha affermato Alvaro Giménez, Direttore della scienza e dell’esplorazione robotica dell’ESA, al lancio del progetto. “La sua selezione [per il lancio] garantisce che il successo dell’Europa nel campo dell’astronomia a raggi X venga mantenuto ben oltre la durata del nostro osservatorio di punta XMM-Newton “.
Al fine di dimostrare il potenziale della sua tecnologia Plasma Metal Deposition e accelerare lo sviluppo di Athena, RHP Technology ha lavorato con l’acceleratore di start-up aerospaziale ESA Space Solutions , nonché AC Aerospace e Advanced Composites e FOTEC , per produrre una versione parzialmente elaborata di quello che potrebbe diventare l ‘”occhio” di Atena.
È interessante notare che, secondo l’ingegnere dell’ESA Laurent Pambaguian, le parti di grande formato risultanti hanno dimostrato proprietà meccaniche sufficienti per garantire l’uso del processo anche nella creazione del “banco ottico” di Athena. Impostata per essere la parte stampata in 3D in titanio più complessa mai prodotta, l’intricata struttura è progettata per allineare e fissare i 750 moduli specchio necessari per focalizzare i raggi ad alta energia.
Per funzionare efficacemente, la forma del banco ottico dovrà avere un diametro di circa 3 metri, pur restando precisa fino alle ultime decine di micrometri. Tuttavia, Pambaguian ora ritiene che la deposizione di plasma metallico sia più che all’altezza del compito e afferma che la qualificazione di nuovi materiali per il processo potrebbe anche sbloccare ulteriori vantaggi strutturali in futuro.
“Abbiamo studiato l’intera catena di processo, compreso il trattamento termico di follow-up e la lavorazione post-elaborazione, nonché la stampa 3D, utilizzando la lega di titanio come particelle metalliche o come materia prima del filo”, ha concluso Pambaguian. “I risultati ci consentono di portare avanti la tecnologia, inclusa la ricerca di materiali alternativi”.
