Siamo al secondo appuntamento di una mini-serie dedicata all’esplorazione spaziale e alle innovazioni che questa ha portato nella nostra vita quotidiana, nel caso specifico nei trasporti e, in senso più ampio, nei dispositivi che utilizziamo per la mobilità.
Il trasferimento tecnologico tra i due ambiti non è casuale poichè avviene con regolarità e deriva principalmente dal coinvolgimento da parte della NASA di migliaia di aziende private nel programma spaziale.
Un astronauta o cosmonauta è un essere umano che viaggia nello spazio o che viene trasportato da qualcosa che lo fa, soggetto primo dell’esplorazione spaziale umana.
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Quali innovazioni hanno cambiato la mobilità?
Le innovazioni “cadute” dallo spazio sul nostro pianeta non sono poche e sono tutte molto pratiche. Ve ne proponiamo alcuni esempi.
Design aerodinamico dei camion (video)
Le forme con cui sono state pensati i razzi e le navicelle spaziali servono a fronteggiare efficacemente la resistenza dell’atmosfera, in modo da ridurla al minimo. Un ricercatore della NASA ha trasferito le stesse logiche alla progettazione dei camion, consentendo la realizzazione di linee aerodinamiche tali da consentire una riduzione del consumo medio stimato di oltre 30.000 litri per un singolo veicolo negli Stati Uniti.
Crash test delle automobili (video)
I test sulle automobili per migliorare la loro resistenza agli impatti vengono condotti raccogliendo dati da immagini ad alta qualità e con elevata velocità di memorizzazione. Le telecamere utilizzate per questo scopo sono state sviluppate per testare il paracadute della navetta Orion e sono in grado di di scattare 1000 fotogrammi al secondo in presenza di radiazioni spaziali oltre che catturare il passaggio istantaneo dalla luce al buio e resistere all’immersione in acqua dopo l’atterraggio.
Autostrade sicure
Per evitare il rischio di incidenti dovuti all’asfalto bagnato già negli anni ’60 la NASA sperimentò delle particolari scanalature che attraversavano la pista di atterraggio drenando l’acqua in eccesso. Oggi le autostrade di tutto il mondo hanno queste scanalature realizzate da macchine speciali con dischi diamantati in modo da renderle molto più sicure in caso di pioggia riducendo il rischio di acqua-planing.
Intelligenza artificiale per auto a guida autonoma (video)
I robot utilizzati nelle missioni su altri pianeti – come Marte – si trovano di fronte a situazioni in gran parte non prevedibili a priori e semplici istruzioni nel loro software che prescrivono cosa fare non sono efficaci. Avvalersi dell’intelligenza artificiale serve a fare in modo che questi robot apprendano da soli come comportarsi in contesti estremamente complessi, analogamente alle automobili a guida autonoma che devono muoversi in un contesto altamente imprevedibile e che è in costante mutamento.
Lenti per gli occhiali da sole
Le visiere degli astronauti pensate per proteggere gli occhi dalle lunghezze d’onda dannose della luce solare hanno trovato facile applicazione in lenti protettive di vario genere (come per la saldatura, ad esempio) e negli occhiali da sole, in grado di prevenire i danni alla vista che tipicamente si verificherebbero per chi è quotidianamente esposto a molta luce solare.
Scarpe da running (video)
Il sistema di fotogrammetria ad alta velocità usato per analizzare il disastro dello space shuttle Columbia è stato utilizzato da un noto produttore di abbigliamento sportivo per analizzare il comportamento dei piedi dei maratoneti nell’impatto col terreno e la conseguente deformazione dei materiali permettendo di realizzare un nuovo tipo di scarpa ad elevate prestazioni.
Aerogel (video)
Si tratta di un materiale oggi utilizzato per scarpe e giacche tecniche conosciuto sia per le straordinarie capacità di isolamento termico (fino a -50° o +3.000°) sia per il suo peso e spessore estremamente ridotti. Il perfezionamento di questo materiale (inventato nel 1931 ma allora molto fragile) è stato realizzato per le tute degli astronauti e per le “coperte” usate per proteggere i velivoli dal freddo durante le lunghe permanenze nello spazio.
Bottiglie con filtro dell’acqua (video)
Si tratta di filtri passivi applicati a bottiglie d’acqua che possiamo portare con noi e riempire mentre siamo in movimento, ad esempio da laghi e ruscelli. Questi filtri in nanoceramica e ioni d’argento sono in grado di eliminare i batteri e microrganismi nocivi e sono nati per la purificazione dell’acqua da bere sulla stazione spaziale.
Robot per la pulizia delle navi (video)
Direttamente sviluppato da apparecchiature utilizzate per la manutenzione sulle navicelle spaziali, il robot “sverniciatore” si attacca magneticamente allo scafo della nave ed è in grado di rimuovere la vernice due volte più velocemente di un normale processo di sabbiatura, con getti d’acqua ad alta potenza. Evita inoltre che i residui finiscano in acqua catturandoli con un sistema di aspirazione.
Velivoli più leggeri dell’aria (video)
Dirigibili moderni e droni gonfiabili sono stati realizzati con gli stessi materiali utilizzati per le tute spaziali in quanto leggerissimi e al contempo in grado di resistere a situazioni estreme come radiazioni, micrometeoriti, pressurizzazione, alte temperature (fuoco), basse temperature (gelo), oltre che ai più comuni strapppi e urti.
Motore a turboventola
I classici motori degli aerei civili avevano una grande inefficienza dovuta alla rotazione della ventola nella parte anteriore vincolata a quella della turbina nella parte posteriore. La collaborazione tra la NASA e una società costruttrice ha permesso di realizzare un nuovo sistema in grado di far girare a velocità diverse ventola e turbina, consentendo un risparmio medio annuo di 1,5 milioni di dollari per aereo (grazie ad un incremento di efficienza del 15%) ed una riduzione del 70% del rumore del motore.
Sistema anti-collisione per aerei
Gli aerei statunitensi sono dotati del Traffic Alert and Collision Avoidance System, che traccia una linea sicura per i velivoli potenzialmente in rotta di collisione. All’interno di questo sistema dalla Federal Aviation Adminstration, la NASA si è occupata di testare l’efficacia e la tempestività della trasmissione delle informazioni ai piloti.
Rimorchio compatto per il campeggio (video)
Nello Spazio sconfinato, lo “spazio” con la s minuscola è una delle risorse scarse per gli astronauti che vivono in spazi angusti dove però ogni dettaglio è estremamente funzionale. Questo approccio è stato riportato anche nei rimorchi per il campeggio che devono essere più piccoli e leggeri possibile ma allo stesso tempo devono essere dotati di quanti più comfort possibili.
Regolatori di tensione per motori elettrici
I piccoli motori come quelli di un ascensore o di una scala mobile sono oggi dotati di dispositivi che regolano elettronicamente la tensione in base all’effettivo carico, mantenendo costante la velocità. Questa tecnologia sviluppata dalla NASA è stata brevettata nel 1984 e consente al motore di ridurre lo spreco di energia fino al 8% durante il carico massimo e fino al 65% durante il carico minimo.
Questo non è che un parziale elenco e gli esempi non finiscono qui poicè ce ne sarebbero molti altri ancora da scoprire e approfondire:
- Pneumatici tassellati
- Sistemi di testing delle vibrazioni dei veicoli
- Stress test per i piloti di aerei
- Sensore CMOS per le fotocamere digitali consumer
- Sistema anti-ghiaccio per le ali degli aerei
- Dispositivi di segnalazione per il salvataggio in mare e in montagna
- Caschetto protettivo da bici
- Sistemi di monitoraggio della frequenza cardiaca per lo sport
- Lubrificanti in polvere
- Dadi a fissaggio rapido
- …
La morale?
Il “Made in Space” è la meno conosciuta- delle etichette ed allo stesso una delle più diffuse assieme ai più noti “Made in China” e “Made in Italy“. L’aspetto interessante è che molti dei requisiti richiesti da queste soluzioni per risolvere i problemi agli astronauti (praticità, resistenza, basso ingombro, basso consumo energetico, riparabilità senza l’intervento di un operatore, etc.) sono gli stessi requisiti apprezzati dai consumatori sui mercati dei beni di largo consumo. Non è questo sufficiente, assieme alle finalità scientifiche, a giustificare gli ingenti investimenti pubblici che l’esplorazione spaziale comporta?
