Il reperimento e lo sfruttamento di risorse energetiche per soddisfare il fabbisogno umano è un tema che accomuna la Terra e i suoi abitanti ma anche l’ipotesi di colonizzazione di altri corpi celesti. Le scoperte spaziali che riguardano la Luna, Marte o altri asteroidi fanno i conti con la disponibilità di risorse naturali ed energetiche capaci di garantire alla presenza umana o quella di robot la sopravvivenza e la permanenza a lungo termine.
Per questo gli scienziati di tutto il mondo conducono da anni ricerche relative alla analisi dei materiali lunari, finalizzate allo sfruttamento e alla realizzazione di fonti di energia, nonché metodi innovativi e sostenibili riguardanti l’accumulo di calore e la generazione di elettricità direttamente sulla Luna.
L’Università di Cagliari in questo senso è all’avanguardia, grazie allo studio sulla produzione di energia dalla regolite lunare condotto dall’equipe di Giacomo Cao, Roberta Licheri e Roberto Orrù, del Dipartimento di ingegneria meccanica, chimica e dei materiali dell’Università di Cagliari (Dimcm) assieme all’Unità di ricerca del Consorzio interuniversitario nazionale per la scienza e tecnologia dei materiali (Instm), e la collaborazione con i ricercatori Elisa Sani (Istituto nazionale di ottica, Cnr, Firenze) e Aldo Dell’Oro (Inaf, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze).
“La regolite è lo strato superficiale che ricopre la luna. Ma – dicono i ricercatori del Dimcm – è presente anche su altri corpi celesti ed è formata da frammenti e detriti generatisi nel corso del tempo grazie allo schianto al suolo dei meteoriti”. Gli studi internazionali hanno dimostrato la capacità della regolite di fornire ossigeno utile alla permanenza umana sulle basi spaziali, ma anche il suo utilizzo per la produzione di materiale, come delle speciali ceramiche, utili per l’accumulo di energia e calore solare. Il suo valore, secondo stime della NASA, varia dai 15mila ai 25mila dollari per porzioni da 50 grammi a mezzo chilo.
Il gruppo del professor Cao conduce dal 2003 le sue ricerche con l’utilizzo del macchinario Spark plasma sintering (Sps) importato dal Giappone, uno dei cinque disponibili in Italia. Il recente studio “Spark plasma sintering and optical characterization of lunar regolith simulant”, che analizza le potenzialità dell’utilizzo di un materiale con le stesse caratteristiche della regolite lunare e ne valuta la capacità accumulare calore e generare elettricità in loco, è stato pubblicato sulla rivista internazionale Acta Astronautica (Volume 201, December 2022, Pages 164-171). Per fare questo l’equipe di ricerca ha utilizzato una tecnica di produzione di oggetti solidi da materiale in stato di polvere attraverso l’azione di correnti elettriche, senza riscaldamento e fusione.
Un altro traguardo per l’Ateneo cagliaritano, che vanta già diversi brevetti internazionali per materiali innovativi e nuove tecnologie destinate all’esplorazione umana dello spazio. Nel 2015, infatti, lo stesso Cao e la sua equipe composta dai ricercatori sardi Alessandro Concas, Gianluca Corrias, Roberta Licheri, Roberto Orrù e Massimo Pisu avevano ottenuto l’autorizzazione e il brevetto internazionale per un sistema di produzione di ossigeno, acqua potabile e irrigua, fertilizzanti, propellenti, biomassa edibile direttamente su Marte.
