Un nano-rivestimento sviluppato da Airbus e Università del Surrey può proteggere i satelliti nell’orbita terrestre bassa dai raggi ultravioletti e dall’ossigeno atomico.
Gli ingegneri di Airbus Defence and Space e dell’Advanced Technology Institute, un centro ricerca dell’Università del Surrey, hanno sviluppato una innovativa nano-barriera e un apposito sistema di deposizione che si lega alla superficie del polimero o dei materiali compositi, proteggendoli dall’erosione causata dall’ossigeno atomico che si forma quando le molecole di O2 si rompono, un processo che nello spazio è facilitato per via dell’abbondanza di raggi ultravioletti.
La nuova nano-barriera permette di rivestire grandi aree su complesse strutture 3D come navicelle spaziali e specchi ottici. Elimina il rischio di contaminazione e la necessità di avvolgere le strumentazioni con isolanti multistrato, aprendo ad opportunità di miglioramento delle prestazioni del satellite.
“Questa innovativa tecnologia consentirebbe missioni radar spaziali estremamente agili e ad alte prestazioni. Dovrebbe avere un enorme impatto positivo sulla prestazione complessiva di una missione, offrendo maggiore flessibilità di acquisizione, nonché aumentando l’area immagine acquisibile – conferendo ai nostri strumenti performance migliori”, ha affermato Christopher Hess, Capo di Microwave Instruments presso Airbus Space Systems.
Come funziona
In un articolo pubblicato dalla rivista scientifica ACS Applied Materials & Interfaces, gli ingegneri hanno spiegato come è stato costruito il multistrato, per superare i numerosi problemi precedentemente segnalati nello spazio, come il coefficiente di espansione termica o l’erosione superficiale, fornendo come risultato una nano-barriera protettiva completa per polimeri avanzati e materiali compositi in orbita terrestre bassa.
Applicando una combinazione tra cuscinetto e strati amorfi ad alta densità, il ciclo termico e la sollecitazione intrinseca si riducono. Questo permette la protezione da umidità e degassamento, creando una piattaforma stabile in termini di dimensioni e prevenendo così la degradazione del materiale. Ulteriori nano-strati di ossido sono utilizzati sia per migliorare la protezione da UV/ossigeno atomico sia per migliorare le proprietà termo-ottiche dei substrati, controllando il gap di banda ottica dell’intera nano-barriera. Ciò facilita in modo efficace il raffreddamento radioattivo, riducendo al minimo il calore che potrebbe formarsi sulla superficie degradando i materiali.
Il nuovo sistema di deposizione sviluppato da Airbus e Surrey Advanced Technology Institute assicura una completa copertura da parte della nano-barriera a temperatura ambiente, cosicché i materiali compositi e polimerici sensibili possano essere rivestiti senza avvicinarsi alle loro temperature di transizione vetrosa.
I team di Airbus e Surrey Advanced Technology Institute stanno ora lavorando al prossimo step, che porterà all’industrializzazione del rivestimento affinché possa essere utilizzato nelle prime missioni in orbita terrestre bassa a partire dal 2022.