La ricerca italiana punta sui veicoli spaziali riutilizzabili

E' possibile sviluppare termostrutture leggere, rigide e resistenti per realizzare veicoli spaziali riutilizzabili che permettano di ridurre i costi di accesso allo spazio: lo dimostrano i risultati ottenuti in oltre tre anni di ricerca del progetto AM3aC2A (Approccio Multiscala per la Modellazione di Materiali CMC e UHTCMC per Componenti Riutilizzabili per l’Aerospazio), coordinato dal Politecnico di Milano e finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana.

Il progetto ha definito metodi sperimentali e numerici per lo sviluppo di termostrutture in compositi ceramici (fibra di carbonio in matrice ceramica) in grado di resistere a elevate temperature (fino a duemila gradi), cioè nelle condizioni tipiche del rientro da missioni spaziali, del volo ipersonico e degli apparati propulsivi. I materiali analizzati consentono di realizzare strutture leggere, di grande rigidezza, con caratteristiche di tolleranza al danno estremamente superiori a quelli delle comuni ceramiche.

Il progetto AM3aC2A ha caratterizzato, modellato e testato numerosi provini ed elementi strutturali presso i laboratori del Centro Italiano di Ricerche Aerospaziali (Cira) e dell’Università Federico II di Napoli. Attraverso un’intensa campagna di prove sperimentali,  ha permesso di migliorare la comprensione dei meccanismi di danno e rottura che possono pregiudicare l’integrità delle strutture, mettendo a punto gli strumenti per prevederli attraverso modelli digitali che consentono di eseguire prove virtuali in condizioni equivalenti a quelle operative. Grazie a tali strumenti, le strutture potranno essere progettate per garantirne la sicurezza anche in presenza di danni originati dagli sforzi di origine termica e meccanica nelle fasi più critiche delle missioni come il rientro in atmosfera.

Il progetto AM3aC2A è stato finanziato dall’Asi ed è congiunto tra Politecnico di Milano, Cira, Istituto di Scienza Tecnologia e Sostenibilità per lo sviluppo dei Materiali Ceramici del Cnr e da Petroceramics S.p.A..