Politecnico di Milano

Materiali resistenti a condizioni estreme per lo spazio: ricerca a guida italiana

Il progetto Atlas, nell’ambito di Horizon 2020-Space, è coordinato dall’ateneo milanese: finanziato con tre milioni di euro

2' di lettura

Lo sviluppo di nuovi materiali in grado di essere performanti in condizioni ambientali estreme, consentendo un importante avanzamento nella progettazione e costruzione dei propulsori spaziali.

È questro l’obiettivo di Atlas (Advanced Design of High Entropy Alloys Based Materials for Space Propulsion), progetto coordinato dal Politecnico di Milano nell'ambito del programma Horizon 2020-SPACE e finanziato con 3 milioni di euro.

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Uno dei maggiori problemi legati alle missioni spaziali è infatti la necessità di realizzare sistemi capaci di lavorare senza cedimenti in ambienti estremi, con temperature variabili da profondamente sottozero a picchi termici di centinaia di gradi. In particolare, i sistemi di propulsione sono severamente sollecitati e necessitano di dimensionamenti adeguati a resistere in tali condizioni, il che non va nella stessa direzione del massimo contenimento dei pesi.

La soluzione a questo problema è lo sviluppo di materiali ad hoc, capaci di coniugare le diverse proprietà richieste e mantenerle in ambienti estremi, quali quelli in cui le missioni spaziali si svolgono.

Il progetto Atlas ha come obiettivo lo sviluppo di nuovi materiali basati sulle leghe ad alta entropia (High Entropy Alloys), in grado di coniugare in condizioni estreme, bassa densità, alta resistenza e duttilità, resistenza all'ossidazione, buone proprietà a fatica e alla deformazione.

Le leghe ad alta entropia sono una classe di materiali relativamente nuova che si propone di superare le superleghe per applicazioni estreme. Tuttavia il loro utilizzo non è ancora diffuso a causa di aspetti irrisolti che ATLAS intende affrontare.

Attraverso un approccio multidisciplinare ATLAS si occupa di progettare e realizzare materiali compositi, utilizzando come matrice le leghe ad alta entropia e materiali ceramici come rinforzo. Si avranno così materiali in grado di ottimizzare le proprietà richieste per essere utilizzati nelle camere di combustione dei propulsori spaziali.

Per la costruzione di rivestimenti e componenti con tali materiali si utilizzeranno due tecniche di manifattura additiva tra loro diverse e complementari; una di natura termica (Powder Bed Fusion), l'altra di natura dinamica, il Cold Spray.

Oltre al Politecnico di Milano, il consorzio di Atlas include il Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt, centro di ricerca aerospaziale tedesco, l'Università di Derby (UK), e diverse Pmi ad alto contenuto tecnologico: le olandesi Arceon e Dawn Aerospace, la svedese Questek Europe e le britanniche Tisics e YourscienceBC.

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