A cura di MIUR - Direzione Generale per il coordinamento la promozione e la valorizzazione della ricerca

Grafene a gravità zero, nuovi test per migliorare la gestione termica dei satelliti

Grafene a gravità zero, nuovi test per migliorare la gestione termica dei satelliti

Le eccezionali proprietà del grafene saranno presto testate in assenza di gravità. È quanto prevede un esperimento in partenza a novembre, che consentirà di testare le potenzialità del “materiale delle meraviglie” nel settore spaziale.

L’obiettivo è sfruttare le proprietà termiche e fisiche del grafene per migliorare l’efficienza degli scambiatori di calore dei satelliti.

L’esperimento, organizzato nell’ambito del progetto europeo Graphene Flagship, è frutto di una collaborazione tra l’azienda italiana Leonardo, l’Istituto per la Sintesi Organica e Fotoreattività-ISOF e l’Istituto per la Microelettronica e i Microsistemi di Bologna IMM-Bo del Consiglio Nazionale delle Ricerche-CNR, l’Università libera di Bruxelles e l’Università di Cambridge. 

Il gruppo di ricerca è convinto che il grafene possa migliorare in modo significativo la gestione termica dei satelliti: un aspetto cruciale, questo, per la buona riuscita delle missioni spaziali. Nello spazio, infatti, la differenza di temperatura tra il lato del satellite rivolto verso il sole e quello al buio può essere elevatissima e richiede lo sviluppo di soluzioni tecnologiche specifiche volte a disperdere il calore e a salvaguardare, così, gli strumenti di bordo.

Ad assicurare il trasferimento del calore dalle parti calde a quelle fredde, disperdendo quello in eccesso verso lo spazio profondo, ci pensano gli scambiatori di calore: strumenti che raffreddano i dispositivi di bordo mediante l’evaporazione di un liquido contenuto in una struttura di materiale poroso solitamente di metallo. 

Nell’esperimento, il materiale metallico degli scambiatori sarà sostituito con un composito a base di grafene e metallo, volto a migliorare il trasferimento di calore tra le unità elettroniche e il fluido che lo attraversa.

“Il materiale poroso sarà rivestito con una schiuma a base di grafene, creando la struttura di una schiuma all’interno di una schiuma” - ha spiegato Vincenzo Palermo di ISOF-CNR - “Ciò aumenta enormemente la superficie di interazione con il liquido, in modo che il calore possa essere trasferito con più uniformità dal materiale poroso al fluido”.

Per simulare l’assenza di gravità spaziale, gli esperimenti saranno condotti a bordo di un volo parabolico: uno speciale tipo di volo aereo effettuato nell’atmosfera terrestre, che consente di portare il valore della gravità vicino allo zero, senza andare in orbita

La realizzazione del rivestimento in grafene è affidata ai laboratori di Bologna di ISOF e IMM-Bo e al Cambridge Graphene Center, mentre il volo parabolico è gestito dall’Agenzia spaziale europea-ESA e dalla francese Novespace.

Data pubblicazione 23/10/2017
Fonte Consiglio Nazionale delle Ricerche
Tag Scienze fisiche e ingegneria
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