Nell'ottobre del 1957, la fantascienza divenne realtà: Sputnik, il primo messaggero della Terra, andò nello spazio. Da allora, il progresso è andato avanti senza sosta. Persone, uomini e donne, hanno più volte visitato lo spazio, condotto ricerche, forse si sono persino amate. Siamo abituati a vedere un banco di prova per gli scienziati nello spazio, ma può diventare più utile per l'umanità in futuro? Un giorno saremo in grado di beneficiare economicamente delle attività industriali nello spazio, ad esempio, sotto forma di fabbriche spaziali che sfruttano la microgravità?
I governi che finanziano costose missioni spaziali sono alla ricerca di modi per generare ritorni economici. Alla fine degli anni '90, la NASA ha accolto con favore qualsiasi iniziativa che affermasse di poter estrarre denaro dallo spazio. Nel corso di questo incentivo finanziario, sono emerse molte dichiarazioni sulla creazione di un'industria orbitale. La mancanza di gravità consentirebbe la crescita dei cristalli proteici necessari per combattere il cancro, hanno detto. I nuovi materiali prodotti a gravità zero avranno nuove proprietà utili, hanno detto. E altro ancora.
Tuttavia, i costi di lancio dei materiali e delle attrezzature necessarie, della lavorazione degli ingredienti e del ritorno sulla Terra hanno gradualmente dimostrato che queste idee non sono economicamente sostenibili. Il costo dell'invio di merci nello spazio si avvicina al costo dell'oro per chilogrammo. Di conseguenza, si scopre che qualsiasi produzione e lavorazione nello spazio sarà troppo costosa per valerne la pena. Ci sono cambiamenti in arrivo?
Prossimo futuro
Abbiamo già alcune opportunità per l'esplorazione dello spazio industriale sulla Stazione Spaziale Internazionale. Gira intorno alla Terra 16 volte al giorno e ha a bordo circa sei astronauti. Ogni giorno viene eseguita una vasta gamma di esperimenti di biologia e fisica sulla ISS - in effetti, l'ISS è un laboratorio di microgravità. Molti di questi esperimenti generano informazioni specifiche del settore.
Ad esempio, la comprensione del flusso di metalli fusi durante la fusione di forme complesse richiede misurazioni delle proprietà del metallo vicino al punto di fusione. È meglio farlo con campioni che galleggiano in microgravità. I risultati miglioreranno l'economia futura e l'affidabilità della fusione sulla Terra. Le condizioni di microgravità sono uno strumento importante per comprendere i processi fisici e biologici che si verificano sulla Terra.
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Recentemente, l'Agenzia spaziale europea si è avvicinata all'industria alla ricerca di nuove idee per la partecipazione commerciale alla ISS. La maggior parte delle proposte si concentrava sulla fornitura di un accesso a basso costo alla ISS utilizzando attrezzature semplificate piuttosto che nuovi processi industriali. Quindi l'industria ha la possibilità di essere coinvolta e provare nuove idee, ma in generale il suo obiettivo è trovare modi economici per raggiungere e lasciare lo spazio, per non parlare di fare affari in condizioni di microgravità.
La durata della ISS è limitata. L'ESA deciderà l'estensione della vita utile della ISS a dicembre di quest'anno, insieme alla NASA, e molto probabilmente la stazione opererà fino al 2024. Quindi uscirà dall'orbita e sarà distrutto entro il 2030.
Il prossimo passo oltre la ISS è attualmente in discussione con il bizzarro titolo di Deep Space Habitat (DSH). Dovrebbe essere una colonia temporanea, lontana dalla Terra e persino dalla bassa orbita terrestre su cui galleggia la ISS. Sarà costruito utilizzando hardware avanzato dalla ISS e elaborerà i materiali nelle vicinanze della Luna o degli asteroidi per mantenere in funzione questo ambiente, riducendo così i costi di manutenzione. Prima di tutto, presteranno attenzione all'acqua e all'ossigeno, poiché hanno bisogno di circa 30 chilogrammi per persona al giorno.
Futuro lontano
Ulteriori missioni di esplorazione spaziale riceveranno una spinta significativa dall'elaborazione dei materiali sugli asteroidi, specialmente se possono essere utilizzati per produrre carburante per missili o materiali da costruzione da essi, ma non sarà presto. Le attuali proposte includono lo sviluppo di asteroidi, che promette vantaggi economici a lungo termine per tutti. I materiali trovati sugli asteroidi si trovano sulla superficie di molti pianeti, ma in quest'ultimo caso la loro estrazione ed elaborazione sarà più costosa di qualsiasi altra opzione. Sono attualmente in programma missioni per sviluppare risorse sulla Luna, sul satellite di Marte Phobos e su altri oggetti celesti, ma la loro implementazione inizierà non prima di dieci anni.
Dobbiamo ancora identificare molti dei materiali che possono essere creati in microgravità e troveranno applicazioni serie ovunque. Ci sono molte opportunità. La creazione di schiuma solida introducendo gas in una miscela di vetro fuso e raffreddando questa massa in condizioni di microgravità (senza separazione gravitazionale dei componenti) creerà un materiale da costruzione con la forza dell'acciaio e la resistenza alla corrosione insita nel vetro. Tuttavia, è più probabile che il prodotto di tali fabbriche andrà alla produzione di altre fabbriche e stazioni spaziali.
Decine di anni fa, la gente sognava "colonie spaziali" lontane dalla Terra. Dovevano essere indipendenti dalla Terra in tempi di crisi e avrebbero avuto sistemi autosufficienti. Sputnik, la ISS e poi Deep Space Habitat sono tutti passi verso queste colonie. Dopo la loro creazione, forse, è su di loro che faremo affidamento nel processo della vita, spostandoci sempre più lontano dalla Terra.
ILYA KHEL
