Due strisce rettangolari gialle che si aprono come ali di farfalla: è questa l’immagine simbolo di una tecnologia destinata a cambiare il futuro delle operazioni in orbita. Presso il laboratorio di robotica orbitale dell’Agenzia Spaziale Europea, un dispositivo sviluppato dalla startup italiana Adaptronics viene testato in condizioni simili allo spazio, mostrando risultati che potrebbero segnare un punto di svolta. Protagonista della sperimentazione è Riccardo Mazzotti, dottorando presso l’Università di Bologna e ingegnere dell’azienda, impegnato nello sviluppo di una tecnologia tanto semplice nel principio quanto rivoluzionaria nell’applicazione: l’adesione elettrostatica controllata.
Come funziona l’adesione elettrostatica EAAL
Al cuore dell’innovazione ci sono due strati adesivi elettro-attivi, noti come EAAL (Electro Active Adhesive Layers), ciascuno grande circa quanto due carte di credito. Il loro funzionamento elimina la necessità di sistemi meccanici, colle o aspirazione.
“L’EAAL si basa esclusivamente sulla forza elettrostatica” spiega Riccardo. “Immaginate di strofinare un palloncino sui vostri capelli. Quando lo fate, i due rimangono attaccati grazie alle forze elettrostatiche: il palloncino si carica negativamente e i vostri capelli acquisiscono una carica positiva. Poiché le cariche opposte si attraggono, i vostri capelli si attaccheranno al palloncino. Il nostro dispositivo sfrutta lo stesso principio di funzionamento, generando una forza adesiva tra il dispositivo e l’oggetto bersaglio”.
Questa tecnologia si basa su materiali avanzati come il Kapton, utilizzato in dispositivi multistrato sottili e flessibili realizzati tramite elettronica stampata ad alta precisione, capaci di attivare e disattivare l’adesione su comando.
Efficienza energetica e doppia modalità operativa
Uno degli aspetti più rilevanti per le applicazioni spaziali è l’efficienza energetica. Il dispositivo opera in due modalità distinte, ottimizzando consumi e prestazioni. “Il dispositivo opera in due modalità distinte: una modalità di rilevamento, con una tensione applicata ridotta per monitorare la vicinanza e il contatto, e una modalità di adesione attiva, in cui vengono generate forze elettrostatiche per creare la presa. Ciò garantisce una prontezza continua riducendo al minimo il consumo energetico quando l’adesione non è richiesta” continua Riccardo.
I numeri parlano chiaro: “una volta attivato, il dispositivo consuma circa 1 watt di elettricità, mille volte meno di un forno a microonde. L’attivazione richiede solo 10 millisecondi e, successivamente, sono necessari solo 10 milliwatt di potenza per mantenere la presa”.
Applicazioni spaziali: manutenzione, rifornimento e rimozione detriti
L’interesse dell’ESA per questa tecnologia nasce da una necessità sempre più urgente: gestire il crescente traffico orbitale. Jules Noirant, ingegnere di automazione e robotica dell’ESA, commenta: “per gestire il numero crescente di satelliti nello spazio, dobbiamo essere in grado di avvicinarci a quelli che necessitano di riparazioni o rifornimento, nonché di rimuovere quelli che sono irreparabili”.
La tecnologia elettroadesiva sviluppata da Adaptronics si dimostra particolarmente adatta a questo contesto. Compatibile con vuoto e microgravità, consente operazioni di manutenzione in orbita, assemblaggio e produzione spaziale, oltre alla rimozione attiva dei detriti spaziali, uno dei problemi più critici per il futuro delle missioni.
Un vantaggio chiave è la possibilità di interagire con oggetti senza necessità di dispositivi di fissaggio preinstallati, rendendo la tecnologia estremamente versatile e sicura.
ORBIT: il laboratorio che simula la microgravità
Per validare la tecnologia, i test sono stati condotti presso la struttura ORBIT, parte dell’Orbital Robotic Laboratory dell’ESA. Si tratta di una superficie ultrapiatta di 43 metri quadrati, dove la differenza di altezza è inferiore a un millimetro. Il sistema funziona in modo simile a un tavolo da air hockey: piattaforme dotate di cuscinetti ad aria creano uno strato sottilissimo che elimina quasi completamente l’attrito.
Questo ambiente permette di simulare la microgravità bidimensionale, riproducendo condizioni di galleggiamento libero fondamentali per test realistici.
Risultati sorprendenti nei test
Le prestazioni del dispositivo hanno superato le aspettative. In condizioni terrestri, un EAAL grande quanto una carta di credito è in grado di sollevare diversi chilogrammi su materiali sia conduttori che dielettrici. Nel laboratorio ORBIT, i risultati sono stati ancora più impressionanti: il dispositivo, montato su una piattaforma galleggiante, è riuscito a trascinare un’altra piattaforma del peso di oltre 200 kg, simulando la presa su un satellite.
Questo dimostra la robustezza e la scalabilità della tecnologia in contesti reali.
Una tecnologia chiave per il futuro dell’orbita
“La campagna di test presso la struttura ORBIT dell’ESA rappresenta un passo importante nella validazione della tecnologia elettroadesiva di Adaptronics per le applicazioni spaziali. I risultati confermano la robustezza, l’efficienza e la versatilità dell’EAAL, rafforzandone il potenziale come soluzione abilitante per le future operazioni in orbita” conclude Riccardo.
L’esperienza ha avuto anche un valore personale e professionale significativo: “a livello personale, questa campagna è stata anche un’opportunità unica per acquisire esperienza pratica nella validazione dei sistemi che sto sviluppando e per lavorare all’interno dell’Orbital Robotics Laboratory dell’ESA presso l’ESTEC, dove prendono forma molte delle future tecnologie spaziali europee: sono davvero grato per questa esperienza.”
Una prospettiva concreta per lo spazio del futuro
L’elemento più rilevante per il pubblico e per il settore è chiaro: una tecnologia leggera, efficiente e versatile capace di “agganciarsi” a qualsiasi superficie potrebbe rivoluzionare la gestione dei satelliti e dei detriti nello spazio. In un’epoca in cui l’orbita terrestre è sempre più affollata, soluzioni come gli EAAL non sono solo innovazioni tecnologiche, ma strumenti fondamentali per garantire sostenibilità e sicurezza nello spazio.
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