Sempre più persone viaggiano nello spazio, ma la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) può ospitare solo 11 persone alla volta. L’Aurelia Institute, un laboratorio di architettura spaziale senza scopo di lucro a Cambridge, nel Massachusetts, ha un approccio che potrebbe aiutare: un habitat che può essere lanciato in pile compatte di piastrelle piatte e autoassemblarsi in orbita.
Costruire habitat di grandi dimensioni è difficile. I componenti strutturali, come i muri, devono adattarsi a un razzo. Di solito non c’è abbastanza spazio per avviare tutto in una volta. Sono necessari più lanci per costruire strutture più grandi come la ISS, il che aumenta i costi. Una volta che tutti i componenti hanno raggiunto lo spazio, gli habitat devono essere costruiti dagli esseri umani, e questo è un lavoro pericoloso.
“Se dipendi da un essere umano per aiutarti a mettere insieme qualcosa, dovrà indossare un abito extraveicolare”, afferma Ariel Ekblaw, CEO dell’Aurelia Institute. “Sta rischiando la vita. Ci piacerebbe vedere questo fatto in modo più sicuro in futuro”.
In uno spazio di coworking a Roslindale, Massachusetts, all’inizio di agosto, l’Aurelia Institute ha mostrato un modello di un habitat spaziale chiamato TESSERAE, abbreviazione di Tessellated Electromagnetic Space Structures for the Exploration of Reconfigurable, Adaptive Environments, l’esplorazione di ambienti riconfigurabili e adattativi ambienti adattabili). Assomiglia a un calcio futuristico alto un piano. Il team ha descritto come le tessere della stazione sarebbero rimaste insieme. Ciascuno è alto e largo circa 6 piedi.
L’idea è quella di rendere la struttura il più compatta possibile per il lancio. “In questo momento, tutto si svolge in una struttura molto rigida del carico utile [carenatura], ciò che si trova in cima al razzo”, afferma Stephanie Sjoblom, vicepresidente di Strategia e sviluppo aziendale presso l’Aurelia Institute. “Con questa tecnologia, stiamo creando piastrelle che impiliamo come una scatola piatta IKEA.”
Dopo un lancio riuscito, le tessere verrebbero lanciate nello spazio su un supporto o rete simile a un palloncino per evitare che vadano alla deriva. La rete manterrebbe le piastrelle, che hanno potenti magneti sui bordi, abbastanza vicine per l’attrazione magnetica. La speranza è che si inseriscano nella configurazione corretta la prima volta. Una combinazione di sensori e magnetometri può determinare se non sono stati assemblati correttamente. In questo caso, una corrente passa attraverso i magneti per disinnestare le piastrelle configurate in modo errato e riprovare. Dopo il montaggio è possibile procedere manualmente all’installazione degli impianti elettrici ed idraulici.
Moduli e gonfiabili
Finora, il team è riuscito più volte ad assemblare piastrelle più piccole di una mano nello spazio, anche durante la missione Ax-1 di Axiom Space sulla ISS nel 2022. Non hanno ancora costruito un modello in scala di TESSERAE nello spazio e affermano che la costruzione probabilmente richiederà una partnership.
“È difficile per noi fornire un numero esatto di quanto tempo ci vorrà perché l’equipaggio sia composto da esseri umani”, afferma Ekblaw. “Probabilmente dipenderà dalla possibilità di collaborare con [un’organizzazione come] la NASA o Axiom. Ma certamente entro il 2030”. Aurelia non rivela quanti soldi ha raccolto o speso per questo lavoro, ma afferma che è stato parzialmente finanziato da sovvenzioni della NASA, sponsorizzazioni aziendali e donatori filantropici.
Ci sono molti gruppi che lavorano sulle stazioni spaziali. Axiom Space si dedica alla propria stazione orbitale, il cui primo modulo dovrebbe essere lanciato nel 2026 e attraccare temporaneamente alla ISS. Blue Origin e Sierra Space stanno lavorando su Orbital Reef, un progetto per supportare fino a 10 persone contemporaneamente in un “parco commerciale ad uso misto”. La costruzione di queste stazioni dipenderà dall’uomo ed è probabile che il lancio delle parti richieda alcuni viaggi.
Há outra maneira de tornar algo compacto para o lançamento: inflá-lo em órbita. A NASA já fez isso – seu hábitat experimental BEAM, que está conectado à ISS, foi lançado em 2016 e armazenou carga. A Sierra Space quer fabricar hábitats infláveis tão grandes quanto um prédio de três andares, embora ainda não tenha testado esses projetos fora do planeta.
C’è un altro modo per creare qualcosa di compatto per il lancio: gonfiarlo in orbita. La NASA lo ha già fatto: il suo habitat sperimentale BEAM, collegato alla ISS, lanciato nel 2016 e immagazzinato carico. Sierra Space vuole realizzare habitat gonfiabili grandi quanto un edificio a tre piani, anche se non ha ancora testato tali progetti fuori dal pianeta.
Ekblaw vede l’habitat TESSERAE e i gonfiabili come tecnologie complementari. Il guscio esterno rigido di TESSERAE dovrebbe proteggere meglio gli astronauti dai detriti spaziali come i micrometeoroidi. E l’habitat TESSERAE è più facile da riparare di un gonfiabile, dice, perché le piastrelle sono semplicemente sostituibili. Questo non è il caso dei gonfiabili, dove uno strappo può richiedere una toppa complicata o la sostituzione dell’intero habitat. “Sono un professionista dei gonfiabili”, afferma Ekblaw. “Penso che la risposta dovrebbe essere entrambe le cose, non l’una o l’altra.”
Sfide di progettazione
L’Istituto Aurelia prevede che, una volta realizzato, l’habitat TESSERAE sarà molto diverso da quello che vediamo abitualmente sulla ISS: non solo funzionale, ma anche divertente, accessibile e confortevole.
Il design incorpora elementi giocosi, basati su dozzine di interviste con gli astronauti. Uno di questi sembra un enorme anemone di mare gonfiabile che sporge dal muro. Ma in realtà si tratta di un divano: sdraiarsi nello spazio non è facile, quindi gli astronauti potrebbero teoricamente sistemarsi tra i tentacoli gonfiabili e mettersi comodi.
Tuttavia, sarà difficile diffondere questa tecnologia. Oliver Jia-Richards, un ingegnere aerospaziale dell’Università del Michigan, non è sicuro se la combinazione di magneti e sensori di Aurelia sarà sufficiente per l’autoassemblaggio di modelli più grandi. Lo spostamento preciso di oggetti nello spazio richiede spesso un sistema di propulsione.
“Se riusciranno a farlo, sarà un enorme passo avanti in termini di come lo faremo”, afferma Jia-Richards. Ekblaw dice di non escludere la necessità della propulsione. Attualmente, anche le strutture che le piastrelle possono creare non sono ermetiche, quindi non sono pronte per l’uso umano, osserva Ekblaw. La tua squadra può aggiungere dei tacchetti ai bordi delle piastrelle, che le terrebbero meglio insieme. Un’altra idea è quella di gonfiare un palloncino ermetico al centro dello spazio affinché le persone possano viverci. In questo caso diventerebbero semplicemente l’esoscheletro di una vescica interna pressurizzata.
Il team ha appena ricevuto l’approvazione dalla NASA per inviare altre tessere piccole alla ISS l’anno prossimo. Questa volta ne invieranno circa 32 (invece di solo sette) e vedranno se riescono a costruire un’intera struttura sferica su piccola scala.
( fonte: MIT Technology Review )
