COLORNO, 10 Novembre 2021 - Le attività nello spazio sono costantemente in crescita e gli istituti di ricerca sono sempre più impegnati in esperimenti volti a migliorare l’efficienza dei sistemi installati sui satelliti. In particolare, questi sono equipaggiati con antenne e/o pannelli solari che il continuo aumento di detriti spaziali espone a danneggiamento costante. Perciò una nuova frontiera è l’attuazione controllata di tali sistemi, in modo da ridurre le possibilità di impatto da detriti spaziali. La soluzione ottimale è quella di sistemi di attuazione passivi, senza l’impiego di pompe o cilindri meccanici, per maggiore affidabilità e leggerezza.
Il progetto diretto dal Prof. Sauro Filippeschi, Professore Associato presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Energia, dei Sistemi, del Territorio e delle Costruzioni (D.E.S.Te.C.) dell’Università di Pisa, e finanziato dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) va in questa direzione. Si tratta di un sistema di attuazione passivo che sfrutta l’effetto a memoria di forma di un filo Nickel-Titanio (SMA), in grado quindi di “cambiare forma” a seguito di un aumento della temperatura e/o variazione di altri parametri (stress meccanico, campo magnetico…).




Il filo SMA e una molla sono connessi ad una piastra fissa ed una mobile. Una volta applicato il carico termico alla piastra fissa, il filo SMA si accorcia per l’effetto a memoria di forma, vincendo la resistenza della molla e azionando la piastra mobile. Quando invece non viene più fornito calore, la piastra mobile torna nella posizione iniziale grazie all’elasticità della molla.
Lo scopo del progetto è di realizzare un dispositivo che permetta da un lato di smaltire il calore prodotto dal satellite e dall’altro di utilizzare tale calore per attuare il dispiegamento di un pannello. La collaborazione tra la dottoranda dell’Università di Pisa, Roberta Perna, e Transfer Oil ha permesso un passo avanti verso la comprensione dell’effetto a memoria di forma di questi materiali soggetti ad una temperatura non uniforme.
Come evidenziato da Roberta Perna: “Grazie alle tecnologie e attrezzature di avanguardia del reparto R&D, messe a disposizione da Transfer Oil, è stato possibile eseguire test con un’alta precisione sulla misura della variazione della lunghezza del filo a seguito di un input termico. I test, durati diversi giorni, si sono focalizzati su fornire calore al filo tramite due strategie. Nella prima il filo è scaldato per effetto Joule, quindi la temperatura è uniforme, nella seconda invece per conduzione; quindi solo un capo del filo è soggetto ad una fonte di calore. Per questa seconda strategia è stato inoltre necessario isolare il filo con lana di roccia e schiuma isolante, con l’obbiettivo di raggiungere temperature maggiori su tutta la lunghezza e quindi maggior porzione di filo soggetto all’effetto a memoria di forma. Misurare la diversa variazione di lunghezza, nelle condizioni appena descritte, ci permette di caratterizzare termo-meccanicamente il filo sotto condizione di temperatura non uniforme sul filo.”
Il supporto fornito da Transfer Oil getta le basi per una collaborazione più stretta e continuativa con L’università di Pisa e ESA come esempio di sinergia tra aziende e istituzioni che operano nel settore della tecnologia avanzata e il mondo della ricerca.