L’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) ha utilizzato la sua stampante 3D FDM Fortus 450mc di Stratasys per produrre, presso i Laboratori Nazionali di Frascati, a Roma, l’intera struttura meccanica del primo telescopio cosmico per raggi UV attualmente situato a bordo della ISS e realizzato sotto il coordinamento dell’Agenzia Spaziale Italiana nell’ambito di una collaborazione bilaterale tra l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e l’Agenzia Spaziale Russa Roscosmos.
Nello specifico, Mini-EUSO Multiwavelength Imaging New Instrument for the Extreme Universe Space Observatory) è un telescopio cosmico per raggi UV unico nel suo genere, attualmente situato sulla finestra della ISS rivolta verso la Terra, ed è racchiuso in una struttura integralmente stampata in 3D.
Progettato per studiare le emissioni ultraviolette di origine cosmica e terrestre dalla ISS, il telescopio è stato recentemente lanciato nello spazio dalla base di Baikonur, in Kazakhstan, a bordo di un razzo russo Soyuz e collocato con successo su una finestra rivolta verso la terra del modulo russo Zvezda della ISS.
Stratasys, fornitore leader di soluzioni di stampa 3D, oggi ha rivelato che la sua tecnologia FDM di livello industriale viene utilizzata per produrre parti stampate in 3D certificate per l’uso sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS).
Come spiegato in una nota ufficiale da Marco Ricci, Primo Ricercatore presso i Laboratori Nazionali INFN di Frascati e Responsabile Nazionale INFN della Collaborazione EUSO SPB2 Italia: «Nel corso di un’orbita di circa 90 minuti, Mini-EUSO registra tutti gli oggetti e gli eventi spaziali e atmosferici captati, comprese le emissioni notturne della Terra nell’ultravioletto, i fenomeni luminosi transienti, le meteore, i detriti spaziali e altro ancora. L’obiettivo scientifico finale è quello di produrre una mappa ad alta risoluzione della Terra nell’intervallo UV (300-400 nm), contribuendo in modo significativo all’osservazione e studio dei raggi cosmici dallo spazio e ponendosi come esperimento precursore di future missioni spaziali».
Stampa 3D FDM di Stratasys sì, alluminio no
In tal senso, è opinione sempre di Ricci, che l’impatto della stampa 3D abbia prodotto una profonda trasformazione: «L’utilizzo della stampa 3D FDM di Stratasys per la fabbricazione della struttura meccanica di Mini-EUSO ci ha permesso di ridurre di dieci volte il costo complessivo del progetto, oltre a farci risparmiare circa un anno intero di tempo di sviluppo. È un risultato sorprendente che non ci saremmo mai aspettati dalla stampa 3D».
La fabbricazione della struttura meccanica di Mini-EUSO, infatti, presentava diverse difficoltà. In particolare, il team aveva bisogno di un materiale capace di soddisfare i severi requisiti di certificazione dell’industria aerospaziale e della ISS, nonché di sopportare le sollecitazioni meccaniche e le vibrazioni del lancio di un razzo.
Come spiegato da Tommaso Napolitano, Responsabile del Servizio di Progettazione e Costruzione Meccanica della Divisione Tecnica dei Laboratori Nazionali INFN di Frascati: «Abbiamo vagliato numerose soluzioni per ottenere le prestazioni richieste nel rispetto della certificazione dei materiali. Abbiamo anche costruito un prototipo completo in alluminio, uno dei materiali più comuni nel settore aerospaziale, ma i risultati non sono stati all’altezza delle aspettative: la struttura era troppo pesante e non garantiva l’isolamento necessario dalle correnti elettriche interne. Di conseguenza, ci siamo rivolti alla nostra stampante 3D Fortus 450mc e abbiamo scoperto che la resina ULTEM 9085 offriva l’alternativa perfetta. Non solo il materiale è estremamente resistente, ma è anche leggero. E soprattutto, offre anche eccezionali proprietà isolanti, oltre a un’elevata resistenza chimica e termica. Si può ben dire che se non avessimo potuto stampare la struttura di Mini-EUSO in questo materiale, non avremmo potuto soddisfare i severi parametri di sicurezza e di peso della ISS».
Il progetto Mini-EUSO, coordinato e finanziato da ASI, è stato sviluppato dalla Collaborazione JEM EUSO (Joint Experiment Missions – Extreme Universe Space Observatory), un programma internazionale più ampio che comprende Francia, Germania, Italia, Giappone, Polonia, Russia, Slovacchia, Svezia, Svizzera e Stati Uniti. L’iniziativa, che si prefigge di esplorare l’origine e la natura dei raggi cosmici di altissima energia provenienti dallo spazio, utilizzerà il telescopio Mini-EUSO stampato in 3D e installato sulla ISS per i prossimi tre anni.
