Gli astronauti producono cemento nello spazio per la prima volta

Gli scienziati stanno studiando se le strutture spaziali possono essere realizzate con cemento di provenienza locale.

Produzione di calcestruzzo Spazio
Produzione di calcestruzzo di successo nello spazio

Quando le persone vanno nello spazio, hanno bisogno di un posto dove vivere. Affinché un luogo di questo tipo sia praticabile, il cemento fatto sulla terra sarebbe l’ideale. Ma potrebbe essere fatto anche nello spazio?

Calcestruzzo nella stanza

Questa è la questione che è stata indagata da un recente studio sulla Stazione Spaziale Internazionale. Gli astronauti hanno effettuato un consolidamento del cemento in microgravità per vedere come è venuto fuori.

“Nelle missioni sulla Luna e su Marte, le persone e le attrezzature devono essere protette da temperature e radiazioni estreme, e l’unico modo per raggiungere questo obiettivo è costruire infrastrutture su questi ambienti extraterrestri”, ha detto il ricercatore capo Aleksandra Radlinska della Pennsylvania State University. “Un’idea è quella di costruire con un materiale simile al cemento nello spazio. Il calcestruzzo è molto stabile e offre una protezione migliore di molti altri materiali”.

Il progetto è stato denominato Microgravity Investigation of Cement Solidification (MICS) e i ricercatori hanno miscelato per la prima volta il silicato tricalcico (C3S) e l’acqua al di fuori della gravità terrestre. Il MICS ha indagato se la solidificazione del cemento in microgravità porterebbe a microstrutture uniche.

Ha anche fornito il primo confronto dei campioni di cemento trattati a terra e in microgravità. Gli scienziati sanno tutto quello che c’è da sapere sul cemento sulla terra, ma non sanno ancora cosa succede al materiale nello spazio.

“Come si indurisce? Come sarà la microstruttura”, ha detto Radlinska. “Queste sono le domande a cui cerchiamo di rispondere”.

I ricercatori hanno esaminato una serie di miscele che variavano i diversi elementi necessari per la produzione di cemento. Nella prima valutazione, i campioni trattati sulla stazione spaziale differivano molto da quelli trattati sulla Terra.

Aumento della porosità

Una di queste differenze principali è stata la presenza di più spazi aperti. “L’aumento della porosità ha un effetto diretto sulla resistenza del materiale, ma dobbiamo ancora misurare la resistenza del materiale a forma di spazio”, ha detto Radlinska.

“Anche se il cemento è stato usato sulla terra per così tanto tempo, non comprendiamo ancora necessariamente tutti gli aspetti del processo di idratazione. Ora sappiamo che ci sono alcune differenze tra i sistemi terrestri e quelli spaziali, e possiamo studiare queste differenze per vedere quali sono vantaggiose e quali sono dannose per l’uso di questo materiale nello spazio”, ha detto Radlinska. “Inoltre, i campioni erano in buste sigillate, quindi la domanda è se avrebbero avuto ulteriori complessità in un ambiente open space”, ha detto Radlinska.

I ricercatori stanno ora valutando campioni di cemento contenenti particelle lunari simulate. Tuttavia, dimostrare che il calcestruzzo può essere sviluppato nello spazio è stato un passo importante verso la prima struttura costruita sulla luna con materiali lunari.

“Abbiamo confermato l’ipotesi che questo è possibile”, ha detto Radlinska. “Ora possiamo fare i prossimi passi per trovare leganti specifici per lo spazio e per i diversi livelli gravitazionali, da zero g a Marte g e in mezzo”.

I risultati sono stati presentati in un paper pubblicato su Frontiers in Materials.