L’aerospaziale commerciale è fiorente e diventerà una componente importante del futuro dell’umanità. Le attuali migliori pratiche per i nuovi materiali applicati in questo campo si riflettono nella Stazione Spaziale Internazionale (ISS) e nei satelliti che servono la Terra e intraprendono viaggi di esplorazione nel sistema solare. Alcuni materiali sono più adattabili agli ambienti sotto vuoto rispetto ad altri.
ALLUMINIO
Forse la caratteristica più utile dell'alluminio è che è robusto e molto leggero. L’alluminio in sé non è sufficientemente durevole per l’uso nello spazio, ma è l’additivo più comune utilizzato nella produzione di leghe per lo spazio. L'aggiunta di alluminio è perché può ridurre il peso del prodotto finito senza sacrificare troppa resistenza. Ad esempio, gli astronauti utilizzano feritoie di alluminio sulla Stazione Spaziale Internazionale per proteggere la stazione dai detriti spaziali volanti.
Titanio e leghe di titanio
Il titanio è un metallo leggero utilizzato negli aerei a reazione e può essere utilizzato da solo o trasformato in materiali in lega spaziale. Il titanio è ampiamente utilizzato nelle infrastrutture spaziali esistenti sulla Stazione Spaziale Internazionale e sui satelliti. Una piastra incisa in titanio puro del Progetto Rosetta è ora installata all'esterno della Stazione Spaziale Internazionale e contiene registrazioni delle lingue della Terra. Il titanio può resistere ad ambienti estremi nello spazio, comprese le fluttuazioni di temperatura, le radiazioni cosmiche e solari.
Materiali compositi carbonio carbonio
Questo materiale, noto anche come RCC, è fondamentale nel programma statunitense dello Space Shuttle. Copre un'area importante sulla superficie delle ali dello Space Shuttle e resiste al calore estremo al rientro nell'atmosfera. Il principio di funzionamento è come il complesso radiatore di un'auto, che rilascia calore. Viene posizionato ovunque dove il calore estremo possa influenzare il funzionamento del veicolo spaziale e trasferire il calore lontano dalle aree più sensibili del veicolo spaziale. L'RCC è leggero, ma anche molto fragile. Durante il lancio della navetta spaziale Columbia, un pezzo di materiale isolante in schiuma di poliuretano caduto dal serbatoio esterno del carburante ha causato un danno parziale al materiale isolante, provocando un evento catastrofico che ha ucciso sette membri dell'equipaggio. Lo space shuttle militare X-37 e Dreamchaser utilizzavano una versione più avanzata di RCC chiamata TUFROC (abbreviazione di Toughened Single Chip Fiber Reinforced Antioxidant Composite).
Kevlar
La fibra di Kevlar è un materiale spaziale importante. Come è noto, viene utilizzato per la progettazione di indumenti durevoli. Le forze armate e le forze dell'ordine utilizzano giubbotti in fibra di Kevlar per proteggere i soldati e la polizia dalle ferite da proiettile. Proprio come possono bloccare i proiettili, le fibre di Kevlar nello spazio possono proteggere i satelliti, i veicoli spaziali e la Stazione Spaziale Internazionale dai detriti galleggianti e dai detriti spaziali nell'orbita terrestre. La fibra di Kevlar è leggera e resistente, in grado di resistere al caldo e al freddo estremi senza deformazioni.
Vetro isolante
Le finestre della Stazione Spaziale Internazionale, della navicella spaziale Dragon e di altri veicoli spaziali con equipaggio sono realizzate in vetro resistente al calore. Il vetro ordinario si romperà nell'ambiente spaziale e non potrà resistere all'impatto del lancio o del passaggio attraverso l'atmosfera. Le caratteristiche del vetro resistente al calore gli consentono di resistere alla pressione in continua evoluzione dei veicoli spaziali che entrano ed escono dallo spazio. Può resistere a temperature estremamente calde e fredde senza rompersi o rompersi.
Panno di silice e aerogel
Per le aree dei veicoli spaziali che richiedono maggiore flessibilità, viene solitamente utilizzato il tessuto in silicone. Ad esempio, l'area attorno al carrello di atterraggio dello Space Shuttle statunitense utilizza un tessuto di silicio. Sebbene non sia il materiale più durevole, può resistere alla dura prova dei viaggi nello spazio senza rompersi. L'aerogel è stato utilizzato nello Space Shuttle degli Stati Uniti ed è ora utilizzato nelle sonde su Marte della NASA, tra cui Curiosity e Perseverance. La struttura chimica dell'aerogel è simile a quella del vetro. I suoi pori contengono gas o aria anziché liquido. Un singolo poro è meno di un decimillesimo del diametro di un capello umano, solo pochi nanometri. La natura nanoporosa dell'aerogel di silicio fa sì che il materiale abbia la conduttività termica più bassa tra i solidi conosciuti.
