Un materiale comune sulla Terra potrebbe essere la chiave per costruire sulla Luna (se impariamo a realizzarlo)
Quando pensiamo alle colonie lunari, la nostra mente va direttamente a scenari fantascientifici: cupole argentate, auto sospese e strutture futuristiche che brillano sotto il cielo nero dello spazio.
Non importa quanto ambizioso sia il progetto di abitare la Luna, prima o poi dovrà essere realizzato. E la chiave potrebbe risiedere in un materiale inaspettato: la ceramica.
Sì, lo stesso materiale che compone tazze, piastrelle o isolanti elettrici sulla Terra potrebbe essere un pilastro essenziale per la costruzione dell'economia lunare. Il problema non è utilizzarlo. Il problema è produrlo lassù.
In un recente articolo, l'ingegnere Alex Ellery della Carleton University di Ottawa avverte che, mentre sogniamo di trasformare la regolite in mattoni o di trasmettere energia tramite torri radio, stiamo ignorando un materiale che usiamo ogni giorno sul nostro pianeta. Lo stesso materiale che potrebbe essere la risposta ad alcune delle sfide più urgenti sulla Luna.
Secuencia de recogida de regolito por el brazo robot de la Chang'e 6. Se ve cómo el brazo recoge el cilindro con las muestras de regolito y lo introduce en el contenedor de muestras principal situado en la parte superior de la etapa de ascenso. pic.twitter.com/0Z4UAyKrKt
— Daniel Marín (@Eurekablog) June 4, 2024
L'attuale strategia per lo sfruttamento delle risorse lunari si basa su due pilastri: il ghiaccio d'acqua intrappolato nelle regioni eternamente in ombra (soprattutto al polo sud) e la regolite, la miscela di polvere e roccia che ricopre quasi l'intera superficie lunare. Questa regolite può essere pressata, cotta o legata per formare blocchi da costruzione. Ma sebbene serva come materiale di base, presenta notevoli limitazioni.
Non è un buon isolante termico, non conduce l'elettricità come sarebbe necessario per alcuni componenti e non è adatta come adesivo. In altre parole, è abbastanza buona per costruire una capanna, ma non abbastanza per realizzare installazioni complesse, durevoli o tecniche. È qui che entra in gioco la ceramica.
Lavorare la ceramica sulla luna
Secondo il Dott. Ellery, molte ceramiche potrebbero essere prodotte direttamente da materie prime lunari. L'anortite, un minerale molto comune nella regolite, può essere trasformata con acido cloridrico in allumina e silice, due ingredienti chiave in varie ceramiche tecniche.
Nei suoi test, è persino riuscito a produrre questi composti utilizzando un simulante del suolo lunare e, come se non bastasse, il processo genera cloruro di calcio come sottoprodotto. Questo composto viene utilizzato nell'elettrolisi per ottenere alluminio puro, un altro elemento chiave per la costruzione sulla Luna. È una combinazione allettante.
Ma una volta ottenuta la materia prima, si presenta un'altra sfida: come darle una forma utile. Sinterizzazione o stampa 3D? Entrambe hanno i loro pro e contro.
La sinterizzazione, il metodo di riscaldamento della polvere ceramica fino alla fusione delle particelle, ha un vantaggio cosmico: può essere realizzata con l'energia solare concentrata, una risorsa abbondante sulla Luna. Il problema è che i prodotti tendono a creparsi o rompersi. Un po' come quelle tazze che si scheggiano solo guardandole dal lato sbagliato.
La stampa 3D sembra più promettente, almeno sulla carta. Permette di progettare e stampare parti complesse su misura. Ma c'è un grosso svantaggio: richiede leganti polimerici, composti da carbonio. E se c'è una cosa che scarseggia sulla Luna, è proprio questa. Il famoso "problema del carbonio".
Un ostacolo a forma di carbonio
Ellery sta esplorando alternative: geopolimeri ricavati da argille lunari o polimeri siliconici che richiedono meno carbonio. Ma tutte le strade portano allo stesso punto: prima o poi, se vogliamo stampare pezzi di ceramica sulla Luna, avremo bisogno del carbonio. E ancora non sappiamo come ottenerlo, né come utilizzarlo in modo efficiente.
Las bases lunares utilizarán regolito lunar e impresoras 3D para proteger los espacios habitables de la radiación cósmica. Vía @esa pic.twitter.com/qJIReteA43
— Órbita Laika (@orbitalaika_tve) November 15, 2016
Questa incertezza è al centro del problema. Perché non si tratta solo di tecnologia: si tratta di pianificazione. Oggi, la maggior parte degli sforzi si concentra su cosa costruire, dove costruirlo o come trasportare persone e robot. Ma c'è pochissima chiarezza su come produrre i materiali necessari in loco con qualsiasi cosa sia disponibile. E senza di ciò, non c'è infrastruttura possibile. Solo idee in orbita.
Possiamo immaginare colonie lunari, industrie spaziali e basi permanenti. Ma senza un percorso chiaro per trasformare le risorse locali in materiali funzionali, tutto ciò rimane nel regno di simulazioni e rendering futuristici.
La ceramica, quel materiale comune che passa inosservato sulla Terra, potrebbe essere l'anello mancante per costruire una Luna abitabile. Ma per raggiungere questo obiettivo, dobbiamo prima padroneggiarne la produzione lontano da casa.E finché non ci riusciremo, la Luna continuerà a essere un luogo per missioni a breve termine, non per insediamenti a lungo termine.
Fonte della notizia:
Alex Ellery, Cerámica: los ingredientes olvidados pero esenciales para una economía circular en la Luna (2025).