Un team di ricercatori dell’Università di Washington ha progettato un contenitore ideato con un particolare polimero plastico super resistente, che in futuro potrebbe riuscire a contenere il propellente, che servirà per effettuare i viaggi spaziali. L’oggetto è stato realizzato ispirandosi agli origami giapponesi, l’arte di piegare la carta.
Il materiale che è stato realizzato ispirandosi alla tecnica dell’origami, non si riesce a spezzare neanche se viene sottoposto a delle temperature molto fredde. L’innovativo serbatoio creato è stato realizzato dal team di ricercatori, per poter risolvere un problema piuttosto importante dei viaggi spaziali, ossia come poter trasportare e immagazzinare il propellente. Il lavoro del team di ricercatori è stato pubblicato sulla rivista Cryogenics.
Una variabile molto importante che influisce sul costo nella progettazione delle missioni spaziali è il peso del carico. Nei viaggi spaziali sono due le sfide che da sempre limitano le missioni, ossia la quantità di propellente da mettere in dotazione per la navicella e dove stivarlo.
Le opzioni fino adesso valutate sono due, o effettuare delle missioni più brevi con un carico maggiore, in cui sono compresi gli strumenti scientifici, altrimenti una minor quantità di carico a bordo in una missione di lunga durata.
Durante gli ultimi 40 anni sono stati effettuati svariati tentativi, ma le differenti temperature che sono presenti nello spazio profondo sono piuttosto proibitive. Infatti, qualunque tipo di contenitore, sacca o palloncino sono risultati fallimentari già durante i test, arrivando a resistere al massimo a 5 cicli di sollecitazioni. Le problematiche sono state riscontrate soprattutto perché i combustibili liquidi, che servono per viaggiare nello spazio, necessitano di temperature estremamente basse.
Il team guidato da Kjell Westra e Jake Leachman, ha cominciato ad analizzare la tecnica degli origami già negli anni ’80 e ’90, cercando di sfruttare al meglio le forme complesse e il suo comportamento meccanico. Le pieghe dell’origami sono in grado di distribuire in maniera uniforme le sollecitazioni sul materiale, rendendolo così meno fragile.
I collaboratori del laboratorio Hydrogen Properties for Energy Research, hanno utilizzato un sottile foglio di plastica Mylar e le geometrie Yoshimura/Kresling, Westra, insieme all’arte giapponese del piegare la carta, per riuscire a sviluppare un serbatoio per il carburante.
Il materiale ideato è stato inizialmente piegato a forma di “mantice”, poi successivamente è stato testato nell’azoto liquido a circa -196°C. Il recipiente realizzato in stile origami è stato poi sottoposto a svariati test di resistenza, in condizioni di freddo estremo per almeno 100 volte senza mai subire alcun danno. Al momento saranno necessari ulteriori test per poter mettere in produzione l’oggetto ideato dal team di ricercatori.
Il prossimo passo sarà quindi quello di utilizzare l’idrogeno liquido, cercando grazie a quest’ultimo di valutare quale possa essere un modo per immagazzinare ed espellere il propellente. Successivamente verrà messo a confronto il nuovo serbatoio in stile origami con i sistemi di metallo attualmente in uso.
L’idea dell’utilizzo dell‘arte degli origami era già stata sfruttata in astronautica l’anno scorso da un altro team dell’università di Washington, durante la progettazione di sistemi di atterraggio dei razzi riutilizzabili, così da riuscire a ridurre gli effetti dell’impatto con il suolo.
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