50 ANNI DOPO APOLLO 11: ABITARE SULLA LUNA IN MODULI REALIZZATI DA STAMPANTE IN 3D CON REGOLITE, SABBIA LUNARE. RICERCA DELLA SCUOLA SANT’ANNA APRE SCENARI PER LA COSTRUZIONE DI INSEDIAMENTI UMANI NELLO SPAZIO

Negli ultimi anni l’interesse per il tema della costruzione di insediamenti umani sulla luna è cresciuto enormemente: sulla luna si potrebbero condurre esperimenti scientifici e dalla luna potrebbero partire missioni di esplorazione delle zone più remote dello spazio. Nasce dunque l’esigenza di pensare alle abitazioni che potrebbero ospitare scienziati e tecnici durante periodi prolungati di permanenza sul nostro satellite, insomma delle vere e proprie “case”. Queste case devono essere “robuste” ed in grado di proteggere gli abitanti da condizioni ambientali aggressive, e devono poter essere costruite in maniera rapida, con strumenti il più possibile autonomi ed automatizzati.

La Scuola Superiore Sant'Anna è l’unica università italiana all’interno di un progetto finanziato dalla European Space Agency (ESA) per valutare la fattibilità della tecnologia di stampa 3D per costruire moduli abitativi sulla superficie lunare.

Nel progetto si utilizza una particolare tecnologia di fabbricazione dei componenti dei moduli abitativi tramite stampa tridimensionale con materiale sabbioso chiamata D-Shape, inventata e brevettata dall'Ing. Enrico Dini, pisano anch'egli e fondatore dell'azienda Monolite UK Limited. Sulla luna, infatti, l’unico materiale per costruzione reperibile è proprio la sabbia lunare, che si chiama regolite. La tecnica utilizzata prevede l’aggregazione del materiale con un legante chimico a base di acqua e, per minimizzarne l’uso, vista la scarsità di questa risorsa sul nostro satellite, è stata elaborata una particolare struttura dei muri esterni delle abitazioni lunari, composti da una serie di “bolle chiuse” che intrappolano la sabbia lunare senza aggregarla totalmente, ottenendo un considerevole spessore.

Il contributo del team della Scuola Superiore Sant'Anna, appartenente all'Istituto di Tecnologie della Comunicazione, dell'Informazione e della Percezione (TeCIP) e coordinato da Valentina Colla, si incentra sugli aspetti legati al controllo della stampante a sabbia "D-Shape" ed alla elaborazione di dati e immagini relative alla lavorazione dei moduli costruttivi. Si prevede anche una versione “robotizzata” della stampante, in grado di accumulare la sabbia intorno ad una struttura gonfiabile che costituisce il “guscio interno” della casa e poi di inietta in maniera selettiva il legante costruendo progressivamente il muro esterno. Per validare il concetto sviluppato tramite la costruzione di campioni anche di grandi dimensioni di questi particolarissimi “muri,” per i quali serve una grande quantità di “sabbia lunare”, è stata anche elaborata una versione “sintetica” della regolite, basata su una sabbia vulcanica reperibile nei dintorni del lago di Bolsena.

I risultati del progetto dell'ESA sono ampiamente diffusi in Europa e nel mondo e hanno riscosso interesse anche presso la NASA.

L’articolo scientifico che descrive il lavoro svolto "Building components for an outpost on the Lunar soil by means of a novel 3D printing technology”* è pubblicato dalla rivista internazionale Acta Astronautica, autori G. Cesaretti, E. Dini, X. De Kestelier, V. Colla, L. Pambaguian è considerato un riferimento ed viene citato da molti ricercatori che svolgono ricerca sulla medesima tematica.

*G. Cesaretti, E. Dini, X. De Kestelier, V. Colla, L. Pambaguian, "Building components for an outpost on the Lunar soil by means of a novel 3D printing technology," Acta Astronautica, Vol. 93, pp. 430-450, Jan. 2014

Photogallery:

Sezione di mattone realizzato in regolite
Modellino di modulo lunare in 3d
Composizione di più moduli abitativi lunari
Stampante a sabbia D-Shape della Monolite UK Limited