{"id":20262,"date":"2022-11-14T10:34:58","date_gmt":"2022-11-14T09:34:58","guid":{"rendered":"\/?p=20262"},"modified":"2024-08-21T09:40:36","modified_gmt":"2024-08-21T07:40:36","slug":"lenergia-che-viene-dallo-spazio-come-raccogliere-e-accumulare-energia-solare-sulla-luna","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ino.cnr.it\/?p=20262","title":{"rendered":"L\u2019energia che viene dallo spazio: come raccogliere e accumulare energia solare sulla Luna"},"content":{"rendered":"

Come raccogliere e accumulare energia solare sulla Luna<\/em><\/p>\n

Un team di ricerca italiano (CNR INO, INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri<\/a> e Universit\u00e0 di Cagliari<\/a>) sta lavorando per rendere sempre pi\u00f9 praticabile l\u2019esplorazione e la colonizzazione spaziale, umana e robotica, su corpi planetari quali la Luna, Marte e gli asteroidi. Utopia? No, se sar\u00e0 possibile viaggiare mantenendo leggero l\u2019equipaggiamento sui veicoli spaziali ed utilizzare le risorse disponibili in situ per sopravvivere in ambienti attualmente non favorevoli alla vita umana.<\/p>\n

Nel lavoro recentemente pubblicato sulla rivista scientifica internazionale Acta Astronautica<\/a>, i ricercatori descrivono i risultati di uno studio effettuato sulla polvere che ricopre la superficie della Luna: la regolite. L\u2019esperimento ha mostrato come \u00e8 possibile modificare le sue propriet\u00e0 per ricavare un materiale solido in forma di ceramica capace di raccogliere e accumulare l\u2019energia solare.<\/p>\n

Utilizzando un simulante della regolite, i ricercatori hanno applicato una tecnologia chiamata Spark Plasma Sintering per ottenere una ceramica capace di assorbire la radiazione solare per produrre e accumulare calore, che poi potrebbe a sua volta essere trasformato, se necessario, in altre forme utili di energia (ad esempio energia elettrica). Cambiando le condizioni di sinterizzazione, sono riusciti ad ottenere ceramiche con propriet\u00e0 diverse ottimizzate per i diversi utilizzi.<\/p>\n

I ricercatori hanno scoperto che il processo di sinterizzazione, ossia di cottura della polvere in uno stampo ad alta temperatura, modifica in realt\u00e0 le propriet\u00e0 ottiche della regolite, aumentando le sue capacit\u00e0 di assorbimento dell\u2019energia solare e di emittanza termica. La caratterizzazione di queste propriet\u00e0 ottiche \u00e8 stata resa possibile dalla presenza nei laboratori del team di strumentazione spettroscopica all\u2019avanguardia.<\/p>\n

C\u2019\u00e8 ancora molta strada da fare nell\u2019ambito della ricerca detta \u201cIn Situ Resource Utilisation\u201d (IRSU), ma questo studio dimostra che la ricerca italiana \u00e8 in grado di fornire risposte concrete ai bisogni tecnologici richiesti dalla futura colonizzazione spaziale.<\/p>\n

L\u2019Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche ha realizzato la caratterizzazione completa delle propriet\u00e0 ottiche delle ceramiche e della polvere originaria. Dal 2012 \u00e8 attivo il Laboratorio di Materiali Intelligenti e per l\u2019Energia Solare<\/a>, la cui strumentazione spettroscopica all\u2019avanguardia permette la caratterizzazione dei materiali in un intervallo di lunghezze d\u2019onda estremamente esteso, dall\u2019ultravioletto al lontano infrarosso. Il fatto che questo intervallo spettrale sia accessibile senza soluzione di continuit\u00e0 rende questo laboratorio unico nel suo genere, attivo sia sul versante della ricerca scientifica d\u2019avanguardia che nel supporto scientifico e tecnologico al mondo delle imprese.<\/p>\n

Elisa Sani<\/a>, ricercatrice al CNR-INO, risponde ad alcune domande sulla ricerca che l\u2019ha vista coinvolta insieme ai colleghi dell\u2019INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri e dell\u2019Universit\u00e0 di Cagliari.<\/p>\n

Come \u00e8 nata l\u2019idea di usare la regolite per raccogliere energia sulla Luna?<\/strong><\/p>\n

In fondo \u00e8 un\u2019idea abbastanza semplice, dato che la regolite \u00e8 il primo materiale che si incontra sulla superficie lunare, abbondante e diffuso. Dalla letteratura scientifica eravamo a conoscenza che la regolite \u201ccotta\u201d in forma di ceramica ha una diversa conducibilit\u00e0 termica rispetto alla polvere originaria. Ci \u00e8 venuta allora la curiosit\u00e0 di andare a guardare cosa succede alle propriet\u00e0 ottiche: nessuno finora aveva pensato di usare queste ceramiche come mezzo assorbitore di energia solare. Il gruppo CNR-INO lavora da oltre dieci anni su ceramiche innovative per assorbitori solari termodinamici di nuova generazione. Perci\u00f2, forti di questo bagaglio di esperienza \u201cterrestre\u201d, abbiamo cercato di estendere l\u2019applicazione ad un ambiente completamente diverso dalla Terra. Va detto anche che la regolite ceramica \u00e8 molto diversa dalle ceramiche estremamente ingegnerizzate, quasi \u201cprogettate a tavolino\u201d, con cui abbiamo lavorato finora, dato che \u00e8 un materiale eterogeneo, la cui composizione non pu\u00f2 essere modificata in maniera semplice, e quindi molto pi\u00f9 \u201crigido\u201d. \u00c8 stata una bella sfida.<\/p>\n

Qual \u00e8 stato il risultato di questo studio che ti ha dato pi\u00f9 soddisfazione?<\/strong><\/p>\n

Senza dubbio la scoperta che le propriet\u00e0 della ceramica di regolite cambiano a seconda dei parametri della sinterizzazione! Questo significa che abbiamo un modo per ovviare, o almeno mitigare, la rigidezza di cui parlavo sopra. E oltretutto permette di ottenere, dalla stessa polvere di partenza, ceramiche ottimizzate per due diversi usi (raccolta\/stoccaggio di energia solare).<\/p>\n

Qual \u00e8 stato il ruolo di CNR-INO?<\/strong><\/p>\n

Noi siamo stati gli specialisti della luce. Ci siamo occupati di studiare la risposta dei materiali ai diversi tipi di radiazione con cui il materiale interagisce nei diversi utilizzi: la radiazione che arriva dal Sole e la radiazione termica da loro stessi emessa alle varie temperature a cui sono sottoposti.<\/p>\n

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Altri dettagli relativi alla ricerca sono disponibili nell\u2019intervista di Rossella Spiga al Dott. Aldo Dell\u2019Oro<\/a> (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri) e nell\u2019articolo di Ivo Cabiddu<\/a> sul sito dell\u2019Universit\u00e0 di Cagliari<\/p>\n

Per informazioni<\/strong><\/p>\n

CNR \u2013 Istituto Nazionale di Ottica
\nElisa Sani, email: elisa.sani@ino.cnr.it<\/a><\/p>\n

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