Il futuro dell’isolamento termico nello spazio
Gli aerogel sono fabbricati sostituendo il liquido del gel a base di silice con un gas, per produrre un materiale con una densità estremamente bassa, costituito per oltre il 90 % da aria. La struttura altamente porosa di questo nanomateriale, con pori di dimensione estremamente piccola e geometria intricata rende difficile il passaggio del calore. Di conseguenza, gli aerogel sono eccellenti isolanti termici. I ricercatori che lavorano al progetto AERSUS (Aerogel European supplying unit for space applications), finanziato dall’UE, hanno trovato in questo nuovo nanomateriale la soluzione per migliorare la protezione termica del veicolo spaziale, attualmente garantita da un isolamento multistrato (MLI). I materiali di base per il MLI, il Kapton e il Mylar, provengono da aziende non europee. Il progetto AERSUS ha riunito nove partner di tutta Europa con conoscenze nell’ambito della produzione di aerogel per ridurre la dipendenza da fonti extra-europee. Al fine di personalizzare gli aerogel per il difficile ambiente spaziale, hanno esaminato in primo luogo metodi di sintesi. Insieme ai risultati di uno studio di mercato sulle esigenze degli utenti finali, queste attività preparatorie hanno contribuito a stabilire le specifiche di progettazione. Il passo successivo è stato quello di sintetizzare diversi tipi di aerogel, tra cui quelli organicamente modificati a base di silice e quelli di silice ibridi organici/inorganici. La loro conduttività termica è stata testata e raffrontata a parametri costituiti da materiali termoisolanti adottati attualmente nelle applicazioni spaziali. In ultimo, sono state progettate e costruite apparecchiature per la fabbricazione di aerogel su scala industriale. Gli sforzi congiunti e la stretta collaborazione tra i partner del progetto AERSUS hanno contribuito a stabilire le competenze tecniche necessarie in Europa per la fornitura di aerogel idonei per applicazioni spaziali. I nuovi materiali nano-strutturati potrebbero sostituire le protezioni MLI attualmente utilizzate per l’isolamento termico dei serbatoi di propellente e dei vani pressurizzati dei veicoli spaziali e dei rover planetari. Sebbene gli aerogel AERSUS siano quasi interamente concepiti per l’ambiente spaziale esterno, le loro applicazioni sono numerose. Una delle principali aree di applicazione è il settore dell’edilizia per l’isolamento termico degli edifici.
Parole chiave
Isolamento termico, gel di silice, rover di esplorazione planetaria, materiale nano-strutturato
