Architettura ultraterrestre: stampare in 3D nello spazio

Il nostro mantra degli ultimi mesi è stato guardare al passato per progettare il futuroMa se oggi ci spingessimo un po’ oltre, proiettati in avanti nel tempo, e provassimo ad ipotizzare nuovamente l’evoluzione dell’ingegneria? Inoltre, che ne dite di provare a spostare il puntatore rosso dalla terra allo spazio infinito?

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È ormai risaputo che negli ultimi anni la corsa alla conquista dello spazio sia diventata un tema ricorrente, non sono per i patiti di fantascienza ma per tutti i grandi nomi dell’imprenditoria mondiale. Proviamo a citarne solo alcuni. Primo tra tutti Elon Musk, uno dei creatori di Tesla ma che sta investendo la maggior parte delle sue energie nella realizzazione del progetto della SpaceX. Questa società ha l’obiettivo di rendere la specie umana multiplanetaria e lo spazio sempre più accessibile, rendendo gli investimenti e le missioni non più una questione meramente governativa ma aperta all’era dello sfruttamento commerciale dello spazio e dunque della space economy. La SpaceX punta all’accessibilità dello spazio attraverso la standardizzazione delle parti, la costruzione modulare e soprattutto la riutilizzabilità dei componenti per il lancio. In contemporanea, anche il magnate Richard Branson ha creato Virgin Galactic, una branca della famosa casa produttrice musicale che si occupa di turismo spaziale. A partire dall’autunno del 2011, con l’inaugurazione dello Spaceport America, si è cercato di capire come portare l’uomo comune nello spazio, senza formazione specifica militare degli astronauti.  L'11 luglio 2021 è avvenuto il primo volo turistico della compagnia con quattro passeggeri a circa 85 chilometri sopra il livello del mare (limite tra atmosfera e spazio negli USA).

Ma perché andare nello spazio si sta rivelando un’esigenza ormai quasi essenziale? Perché non concentrarsi prima sullo sviluppo di tecnologie che potrebbero cambiare la vita sul nostro pianeta?

Lo ha spiegato ben cinquanta anni fa Ernst Stuhlinger, ingegnere e ricercatore tedesco naturalizzato statunitense tramite l’operazione paperclip, specializzato in missilistica e membro essenziale dei primi progetti della NASA che portarono Neil Amstrong e colleghi sulla luna. Il casus belli fu una lettera ricevuta da una suora che poneva il problema dell’eccessiva spesa per il programma spaziale quando sulla Terra milioni di persone pativano la fame. In qualche pagina ricca di esempi, Ernst Stuhlinger inquadra la necessità di conquistare lo spazio sia per comprendere al meglio il nostro pianeta ma anche per capire dove estendere la produzione. I decenni hanno dimostrato che si, la ricerca nello spazio ci fornisce risultati innovatici e scoperte che aprono nuovi orizzonti per molteplici campi della scienza, della medicina e della tecnologia. Il progetto di vita sulla luna o su altri pianeti potrebbe forse essere la soluzione al sovraffollamento terrestre e all’esaurimento delle risorse (ogni anno anticipiamo l’Earth Overshoot Day di qualche giorno).

Ma tutto questo, con il passare degli anni, è ancora sostenibile? Stiamo inquinando anche lo spazio, così come facciamo con la terra?

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La soluzione, anche questa volta, potrebbe essere la stampa 3D.

L’automatizzazione della produzione e l’invenzione della stampa 3D sono stati due passi per l’umanità giganteschi; infatti, oramai sono largamente impiegati in svariati campi della tecnologia, anche se nell’edilizia, come abbiamo visto (recupera alcuni articoli qui, oppure qui, ma anche qui), sono un tema abbastanza nuovo. Abbiamo la convinzione che il settore delle costruzioni sia ancora legato al lavoro manuale e dunque difficile da automatizzare sia per la componente umana che per le dimensioni dei manufatti coinvolti. Ma nel 2008 l’agenzia Caterpillar Inc. insieme all’University of Southern California ha portato avanti una ricerca sul Countur Crafting, una tecnologia di stampa tridimensionale tramite sovrapposizione layer del materiale costruttivo, arrivando pochi anni dopo alla dichiarazione che i suoi prototipi potevano costruire un’abitazione in un solo giorno, dimostrandosi molto più ecosostenibili delle tradizionali macchine da cantiere, sia per l’emissione di gas serra, che per lo spreco di materie prime.

L’utilizzo della Countur Crafting, combinata allo sfruttamento delle risorse in situ, è la tecnologia ideale che si presta a luoghi di difficile raggiungimento e dalle condizioni climatiche estreme. A questo proposito, infatti, è stata condotta una ricerca per permetterebbe l’estrusione del materiale utilizzando la polvere presente nel suolo lunare e marziano (regolith). Questa arriva proprio dalla nostra isola, dalla mente del prof. Giacomo Cao (COSMIC Lab) del Dipartimento di Ingegneria Chimica e Materiali dell’Università degli Studi di Cagliari.

Sulla base di questa tecnologia e dei principi della stampa 3D, nell’ultimo decennio si sono sviluppati progetti di insediamenti sia sulla Luna che su Marte, con l’obbiettivo principale di avviare campagne di terraformazione. La terraformazione è un ipotetico processo artificiale che poterebbe a rendere abitabile per l'uomo un pianeta o un satellite, intervenendo sulla sua atmosfera in modo da renderla simile a quella della Terra ed in grado di sostenere un ecosistema. Nella prima metà del 2015 la NASA annuncia un concorso di progettazione per le capsule di soggiorno per l’equipaggiamento dell’ipotetica missione umana su Marte. Una condizione imposta dal bando è stata l’utilizzo della tecnologia di CC per ridurre al minimo l’invio di rifornimenti da Terra e i costi della missione. L’obbiettivo primario è stato quello di creare uno spazio abitabile per un periodo di circa un anno, con particolare attenzione al confort e alle condizioni umane, in quanto una condizione di isolamento per lunghi periodi, oltre all’abitare in uno luogo angusto, potrebbe quasi certamente creare scompensi psicologici e sociali ai membri dell’equipaggio, compromettendo così il buon esito di una missione di per sé già rischiosa.

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Un altro progetto speculare è anche dell’Agenzia Spaziale Europea per la costruzione di un insediamento permanente sulla Luna, portato avanti da gruppo di lavoro che include lo studio di architettura Foster+Partners. Il progetto del villaggio prende il titolo di Lunar Habitation e consiste nel prelevare la regolite lunare e utilizzarla come la materia prima per la stampante 3D che estruderà l’involucro della stazione spaziale.

Tante idee e tante possibili soluzioni. Per voi potrebbe essere questa la strada verso una nuova qualità di vita sulla Terra e nel cosmo?

 

Fonti

La stampa 3D come superamento del limite: costruire su Marte; Alessandro Zilaghe; Tesi di laurea magistrale in Architettura presso l’Università di Sassari; Aprile 2016.

Space X - https://www.spacex.com/

Network Digital 360 - SpaceX, che cos’è: lanci e obiettivi di Elon Musk https://www.spaceconomy360.it/competenze-e-lavoro/spacex-che-cose-lanci-e-obiettivi-di-elon-musk/

Virgin Galactic https://www.virgingalactic.com/

Il Post - Perché spendere tanto per lo Spazio? (Lettera di Ernst Stuhlinger) https://www.ilpost.it/2012/08/08/perche-spendere-cosi-tanto-per-lo-spazio/

UNICA - Ingegneria. Giacomo Cao annuncia un brevetto congiunto Università di Cagliari / Asi per l’esplorazione umana nello Spazio https://www.unica.it/unica/en/news_notizie_s1.page?contentId=NTZ41167

Rei News - L'ex dirigente Nasa Jim Green: "Possiamo terraformare Marte". Quanto è fattibile? https://www.rainews.it/articoli/2022/01/lex-dirigente-nasa-jim-green-possiamo-terraformare-marte-quanto--fattibile-4b051c31-7d02-4c0b-b856-875575d83396.html

Tech Every Eye - Terraformare Marte o marteformare la Terra: qual è il destino dell'umanità? https://tech.everyeye.it/articoli/speciale-terraformare-marte-marteformare-terra-qual-destino-umanita-56954.html

3D Native - Le applicazioni della stampa 3D nello spazio https://www.3dnatives.com/it/stampa-3d-nello-spazio-290120229/

01Factory - La stampa 3D nello spazio presto sarà realtà https://www.01factory.it/la-stampa-3d-nello-spazio-presto-sara-realta/

Architettura Sostenibile - Lunar Habitation: il villaggio lunare stampato in 3D firmato Foster+Partners https://www.architetturaecosostenibile.it/architettura/progetti/lunar-habitation-villaggio-3d-foster-partners-121

 

Immagini

Lancio Dello Space Shuttle Durante La Notte di Edvin Richardson (Pexels)

City on mars 2050 hyperealistic di Nervina (immagine realizzata con sistema A.I. MidJourney)

Mars Ice House di Clouds Architecture Office, primo premio al concorso di progettazione NASA's Centennial Challenge Mars Habitat Competition (https://cloudsao.com/MARS-ICE-HOUSE)

Lunar Habitation - Moon base render di Foster+Partners (https://www.fosterandpartners.com/projects/lunar-habitation/

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