La superficie della Luna è un ambiente ostile senza aria, con bassa gravità, polvere e micrometeoriti (minuscole rocce o particelle metalliche) che volano a una velocità superiore a oltre 35mila km/h. Queste condizioni possono rappresentare un pericolo per gli astronauti, le loro dimore e i veicoli spaziali.
Gli ingegneri del Ballistic Impact Lab del Glenn Research Center della NASA stanno lavorando per aiutare l’Agenzia a selezionare i materiali per le future missioni Artemis e prevedere come performeranno sulla superficie lunare.
L’innovativo laboratorio, che dispone di un fucile ad aria compressa lungo oltre 12 metri in grado di sparare a velocità di 900 m/s, è diventato una destinazione di riferimento per la NASA in quanto esamina scenari che vanno dagli effetti delle collisioni di uccelli con gli aerei agli impatti balistici su una navicella spaziale.
Ora, il team è stato chiamato per testare diversi tessuti che proteggeranno gli umani durante le missioni di Artemide sulla Luna e oltre.
“Se l’oggetto è pressurizzato, una perdita può essere catastrofica a seconda di quanto grande e veloce è la perdita“, ha affermato Mike Pereira, responsabile tecnico del Ballistic Impact Lab. “L’esecuzione di questo tipo di test di impatto balistico è essenziale per una varietà di missioni aeronautiche e di esplorazione spaziale della NASA per garantire l’affidabilità delle attrezzature e dei materiali“.
Nella prima serie di test, il team ha valutato i materiali che la NASA sta prendendo in considerazione per gli habitat, progettati per essere relativamente morbidi e flessibili, ma molto rigidi se colpiti.
Per valutare i potenziali tessuti e quanti strati sarebbero necessari per fermare la penetrazione della micrometeorite, gli ingegneri hanno utilizzato la pistola ad aria compressa della struttura per sparare cuscinetti a sfera in acciaio su vari tessuti. Il team ha collegato la pistola ad aria compressa a una camera a vuoto per rimuovere la resistenza dell’aria, consentendole di sparare più velocemente, mentre una serie di sensori e telecamere ad alta velocità ha misurato come ogni materiale ha assorbito o deviato l’energia.
Gli impatti risultanti portano ogni tessuto sull’orlo del cedimento per comprendere meglio i limiti superiori della durata e per garantire che ciascuno possa affrontare l’ambiente duro e punitivo dell’esplorazione spaziale.
Altri materiali testati includevano tute spaziali che potrebbero essere utilizzate per attività extraveicolari sulla superficie lunare e in orbita. Secondo Pereira, comprendere come i materiali rispondono agli impatti è importante per la sicurezza degli astronauti.
I materiali compositi erano una combinazione di sostanze che includono fibre per la resistenza e resine leganti per consentire il trasferimento di stress ed energia. Per valutare questi potenziali materiali, gli ingegneri hanno utilizzato il tester di caduta a impatto verticale del laboratorio per scagliare finte rocce lunari fatte di basalto su potenziali materiali per tute spaziali.
Gli ingegneri del Johnson Space Center della NASA stanno analizzando i dati dei test balistici per stabilire quali materiali saranno i migliori per una varietà di oggetti destinati all’esplorazione lunare.
La prossima sfida per il team Glenn è testare materiali che potrebbero catturare i detriti spaziali. Nuovi tipi di aerogel più leggeri e resistenti potrebbero essere la chiave per lo sviluppo e l’implementazione di dispositivi, data la facilità d’uso e la massa ridotta per il lancio.
