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scientificamente - Gli Speciali di DIRE

Nello Spazio con Nespoli, ecco gli esperimenti di Vita/ ARTE

Medicina e tecnologia, biologia e fisica. Sono 13 gli esperimenti di matrice italiana di cui si occuperà l’astronauta Paolo Nespoli durante la missione Vita sulla Stazione Spaziale Internazionale. I loro risultati contribuiranno alle cure per numerose patologie, aumenteranno la nostra conoscenza dello Spazio e saranno utili a preparare le missioni di lunga durata del futuro, a partire da quella dell’Uomo su Marte.

L’Agenzia DIRE li racconterà, uno per uno, con interviste ai responsabili e visite ai laboratori in cui sono nati.

L’esperimento di cui ci occupiamo questa settimana è ARTE.

ARTE si occupa del trasferimento passivo di calore con l’utilizzo di fluidi a bassa tossicità.

E’ nato a Torino con l’obiettivo di trovare soluzioni semplici e compatte: il team di ARTE è composto da una decina di giovani ingegneri e chimici dell’azienda di ingegneria aerospaziale Argotec, i quali si sono occupati dell’ideazione del progetto dalla a alla z, dall’idea alla scrittura della proposta che è stata poi selezionata dall’Agenzia Spaziale Italiana (Asi) fino alla sua realizzazione. La parte di elettronica e software è stata invece sviluppata in collaborazione con il Politecnico di Torino.

Non solo Spazio: i risultati ottenuti da Arte possono essere utilizzati anche sulla Terra per evitare di disperdere preziosa energia.

Ne abbiamo parlato con Anna Frosi, Responsabile Tecnico di ARTE.

Partiamo dal nome. Perché ARTE?

“E’ un acronimo, sta per Advanced Research for Passive Thermal Exchange e raccoglie la ricerca che in Argotec è stata fatta nei cinque anni precedenti all’ideazione dell’esperimento stesso e che ancora continua, nell’ambito di soluzioni di trasferimento passivo che rispondano alle esigenze del mercato per soluzioni sempre più semplici e compatte”.

In cosa consiste l’esperimento ARTE? Che cos’è?

“E’ un dimostratore tecnologico per la validazione di quattro heat pipe contenenti fluidi a bassa tossicità. Le heat pipe sono dei tubi all’interno dei quali scorre un fluido di cui si sfrutta il passaggio di stato per trasportare il calore dalle zone più calde alle zone più fredde. Perché nello Spazio è importante trasportare in maniera forzata il calore? Perché non possiamo contare sulla cosiddetta convezione naturale. L’uso di dispositivi passivi permette di ridurre al minimo il tempo astronauta. Infatti non è richiesto l’intervento degli uomini per il funzionamento di questi dispositivi”.

Paolo Nespoli conosce bene l’esperimento ARTE e il suo intervento a bordo sarà limitato dal momento che l’elettronica è stata concepita per eseguire l’esperimento in autonomia.

Nespoli “interverrà in termini di integrazione- spiega Frosi-. Monterà l’esperimento nel Microgravity Science Glovebox sulla Stazione. Dopo la familiarizzazione che ha già effettuato sia a Roma in Asi che nei nostri laboratori in Argotec, recupererà l’hardware dalla bag in cui si trova ora l’esperimento e lo installerà in questa glove box che ci permette di eseguire l’esperimento: c’è una parte che è di elettronica di bordo che consente in totale autonomia di eseguire l’esperimento, quindi fornisce una certa quantità di potenza termica a questi quattro tubi installati all’interno e in totale autonomia il calore viene trasferito fino a un punto in cui può cederlo a una piastra fredda presente in questa facility, che poi trasporta verso l’esterno il calore”.

L’esperimento è già a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.

“E’ stato fatto un primo run nell’aprile 2016. Con Paolo faremo un nuovo run per avere conferma dei dati che abbiamo raccolto. E avere maggiore possibilità di confronto con i dati che abbiamo collezionato durante i test a Terra”

Quali risultati vi aspettate?

“Ci aspettiamo risultati in linea con quelli trovati nel primo run. Già durante la progettazione era stato possibile attraverso dei tool numerici che abbiamo ideato e realizzato qui in Argotec prevedere risultati di questo esperimento nelle condizioni di microgravità. Chiaramente quando si tratta di simulazioni numeriche si parla anche di modellizzazione dei fenomeni naturali e del dispositivo stesso. Attraverso i test possiamo avere una conferma ancora più valida e tangibile dei risultati e validare i modelli stessi”.

L’esperimento ARTE avrà anche dei ritorni importanti per noi terrestri.

“La ricerca di Argotec ha sempre una particolare attenzione a trovare soluzioni ingegneristiche per problemi spaziali ma anche con un ritorno per applicazioni terrestri”.

C’è “una ricerca di cinque anni e che ancora continua sui dispositivi per il trasferimento passivo del calore che ha applicazioni sia nello Spazio (con i fluidi a bassa tossicità è possibile rispondere ad esigenze di missioni umane: sia la Stazione di oggi, ma anche i moduli futuri), mentre il ritorno a Terra prevede applicazioni a 360 gradi, sia in utilizzo domestico, in cui abbiamo già dei brevetti all’attivo, che nel campo industriale, in quello aeronautico e in quello delle energie rinnovabili. La soluzione ricalca la tendenza del mercato di avere strumenti compatti e semplici, dispositivi sicuri che riducano l’interazione con l’uomo al minimo. L’American Astronaut Society ha conferito ad ARTE il premio per l’innovazione tecnologica sia in termini di sviluppo che di dimostrazione. Il premio è stato consegnato il 20 luglio al nostro CEO nell’ambito della ISS Reserach and Development Conference a Washington, DC.”

Oggi ARTE sulla Stazione Spaziale Internazionale, ma un domani sarà più vicino di quello che pensiamo.

“Abbiamo dei brevetti all’attivo per le caldaie a condensazione,sia nell’utilizzo domestico che industriale e delle rinnovabili. Si tratta di riuscire a recuperare quell’energia che oggi in molti dispositivi perdiamo in termini di calore e che corrisponde a un’efficienza abbastanza bassa di alcuni dispositivi, recuperare questo calore aumenterebbe l’efficienza complessiva del processo”.

di Antonella Salini, giornalista professionista

24 luglio 2017

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