L’infrastruttura fisica sulla Luna sarà fondamentale per qualsiasi presenza umana a lungo termine, man mano che sia l’America che la Cina si preparano a una presenza umana sostenuta sulla Luna. Sempre più, una torre autodeployante è tra le componenti più essenziali di quell’infrastruttura fisica. Queste torri possono contenere numerosi pezzi di equipaggiamento, da pannelli solari ad array di comunicazione, e più peso possono sostenere nella gravità lunare, più capaci diventano. È quindi fondamentale comprendere la migliore configurazione strutturale per queste torri, obiettivo di un recente studio condotto da ricercatori della North Carolina State University e del Langley Research Center della NASA.

Diversi tecnologie supportano quella struttura, sviluppata nell’ambito del progetto della NASA noto come Torre Lunare Autoinstallabile per Strumenti (SELTI). Una delle tecnologie più importanti è il materiale di cui è composta la torre. Nel loro studio, i ricercatori hanno analizzato due tipi di materiali: il braccio tubolare corrugato e richiudibile (COROTUB) e il palo tubolare pieghevole (CTM). Consideriamo prima il design attorno a COROTUB. COROTUB è una tecnologia brevettata progettata per l’uso con piccoli satelliti. Ad esempio, permetterebbe a un CubeSat di dispiegare un’antenna molto più grande della sua dimensione, pur essendo ancora arrotolata in un pacchetto relativamente compatto. Adattare la tecnologia a un braccio telescopico dispiegabile per l’uso sulla Luna è un passaggio ovvio.

CTM, d’altra parte, è commercialmente disponibile da Opterus. È progettato per arrotolarsi piatto in una forma simile a un rotolo di nastro. Una volta dispiegato, è in grado di sostenere un carico posizionato in cima al palo. Il suo design sembra molto più semplice rispetto a quello di COROTUB, ma a livello superficiale hanno quasi equivalenti limiti di peso. Tuttavia, una delle caratteristiche più importanti di queste torri non risiede nel materiale del braccio stesso, ma nella struttura di supporto – in questo caso, un cavo. Il documento analizza design con e senza cavi di supporto che potrebbero contrastare la forza degli strumenti posizionati nella parte superiore del braccio, costringendoli a inclinarsi da un lato. Immagina un enorme girasole con i suoi petali che si piegano da un lato, ma dall’altro lato, c’è un cavo metallico che lo tiene fermo.

I sistemi con questa struttura di cavi di supporto mostrano prestazioni superiori praticamente a ogni parametro utilizzato dagli autori. I metodi impiegati includono un tipo di analisi matematica conosciuta come metodo Rayleigh-Ritz, normalmente utilizzata per calcolare i carichi sulle strutture. Ma la matematica per quelle strutture sulla Luna è diversa da quella sulla Terra. Per esempio, molta meno gravità e assenza di vento richiederebbero un supporto aggiuntivo.

Tuttavia, il sistema deve affrontare enormi differenze di temperatura in base alla sua posizione sul lato illuminato o oscurato della Luna. Finora, queste non sembravano far parte delle considerazioni utilizzate nell’analisi. COROTUB e CMT non sono comunque le sole tecnologie che cercano di risolvere questo problema. In precedenza abbiamo riportato del progetto LUNARSABER di Honeybee Robotics, i cui pali alti 100 m risolverebbero un problema simile a quello affrontato dalle torri COROTUB e CMT. Sebbene resti da vedere quale tecnologia verrà utilizzata in un prototipo completo sulla Luna, il fatto che più di un’organizzazione stia esaminando la tecnologia è un buon segno di speranza. E poiché l’illuminazione è uno degli scenari di utilizzo per queste torri, è solo una questione di tempo prima che venga prestata maggiore attenzione a questa tecnologia – e alla superficie lunare sottostante.

Scopri di più:
J Daye, A Lee, & J Fernandez – Architetture Strutturali per Torri Lunari Autoinstallabili
UT – Una Torre Sulla Luna Potrebbe Fornire Luce, Energia e Guida agli Astronauti
UT – La Nuova Vela Solare della NASA Estende i Suoi Bracci e Naviga
UT – Una Base Lunare Avrà Bisogno di un Sistema di Trasporto
Immagine Principale:
Concezione artistica di una Base Lunare.
Credito – ESA – P. Carril