Laser e metalli nello spazio: studenti UF aprono la strada a costruzioni orbitali giganti

Nello spazio non valgono le stesse regole che sulla Terra: il vuoto, la microgravità e l’assenza di un’atmosfera ridisegnano i limiti della tecnologia.

È proprio in questo contesto che un gruppo di studenti e ricercatori dell’Università della Florida ha deciso di sperimentare un approccio radicale: usare i laser non solo per tagliare o saldare, ma per piegare metalli e dar forma a strutture gigantesche direttamente in orbita.

Il progetto, chiamato NOM4D (Novel Orbital and Moon Manufacturing, Materials, and Mass-efficient Design), trasforma i satelliti e le navette in potenziali fabbriche volanti. Con questa tecnica si superano i limiti imposti dai razzi, che non possono trasportare oggetti enormi già assemblati. L’idea è semplice e visionaria: spedire materiali “piatti” nello spazio e lasciare che la luce li modelli come origami cosmici.

A guidare questa sfida è la professoressa Victoria Miller, del dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali. Insieme ai suoi studenti, sta cercando di costruire il futuro delle infrastrutture orbitali, dai pannelli solari da cento metri alle antenne capaci di ampliare le comunicazioni interplanetarie. Non più solo lanci costosi e rischiosi, ma produzione in situ, efficiente e sostenibile.

Il sostegno non manca: il progetto è finanziato dalla DARPA con oltre un milione di dollari e gode della collaborazione della NASA, in particolare del Marshall Space Flight Center. Insieme, mirano ad aumentare il livello di maturità tecnologica della tecnica e a dimostrare che l’era delle costruzioni spaziali non è più fantascienza, ma un obiettivo a portata di laser.

Come funziona il piegamento laser

Il principio di base è elegante: un fascio laser segue un tracciato preciso su una lamina metallica. Il calore localizzato induce una deformazione controllata, che piega la superficie senza contatto fisico. Non servono bulloni né saldature tradizionali: il metallo si plasma da solo, guidato dalla luce.

I ricercatori hanno già eseguito centinaia di test su alluminio, acciaio inox e ceramiche. Ogni esperimento raccoglie dati su piegatura, temperatura e cambiamenti microstrutturali. Il risultato è un modello predittivo che consente di anticipare come reagirà un materiale a una determinata energia laser. Così, la scienza si avvicina a un artigianato futuristico, dove la precisione del software incontra la duttilità del metallo.

Oltre l’ingegneria: verso l’uso operativo

La sfida non è soltanto ottenere la forma giusta, ma assicurarsi che le proprietà meccaniche del materiale restino intatte o addirittura migliorino. Una piega perfetta, infatti, deve essere anche resistente, tenace e capace di sopportare le condizioni estreme dello spazio. Per questo la squadra di Miller lavora in una camera a vuoto termico della NASA, simulando le temperature estreme e la pressione nulla dell’ambiente orbitale.

Il passo successivo sarà integrare sensori intelligenti nei processi di piegatura. Immagina un laser che, mentre modella il metallo, misura in tempo reale l’angolo di piega e corregge la sua traiettoria all’istante. Questo “feedback loop” permetterebbe di costruire strutture complesse con un livello di autonomia mai visto prima. È un preludio alla possibilità di fabbricare habitat, telescopi e piattaforme spaziali direttamente sopra le nostre teste.