Archivio per la categoria ‘News & Articoli’

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Traduzione a cura di Denis Gobbi

Tutti a bordo per Moontown

Villaggi sulla luna costruiti da enormi stampanti 3D e abitati per mesi da diverse squadre di astronauti alla volta, tutto ciò potrebbe divenire realtà nel prossimo decennio come una recente conferenza di 200 scienziati, ingegneri e esperti industriali ha concluso.

La costruzione di questa base lunare presidiata permanentemente potrebbe iniziare già entro cinque anni, come l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha già annunciato al suo Simposio Internazionale sulla Luna 2020-2030 nei Paesi bassi lo scorso mese, suggerendo che un villaggio lunare potrebbe fornire una solida piattaforma per future missioni su Marte.

“La strategia dell’ESA per l’esplorazione spaziale definisce la Luna come una destinazione prioritaria per l’umanità sulla strada per Marte,” ha affermato Kathy Laurini di NASA a Leonard David di Space.com. “Il tempismo è quello giusto per testare le capacità che permetteranno all’Europa di raggiungere i suoi obiettivi esplorativi e riconfermarsi come buon partner in un momento in cui gli esseri umani si apprestano ad esplorare il Sistema Solare.”

NASA in particolare ha un elevato interesse in questo progetto, dato che la Luna è stata designata come una tappa strategica per una missione umana verso Marte. Gli scienziati del MIT hanno calcolato lo scorso mese che astronauti provenienti dalla terra potrebbero venire lanciati con il 68% di massa in meno se si rifornissero per la maggior parte del loro carburante liquido pesante da una base lunare lungo il tragitto.

Aggiungiamo il fatto che NextGen Space LLC, una compagnia consulente per la NASA, ha recentemente stimato che una stazione di rifornimento lunare “ridurrebbe i costi per NASA riguardante le spedizioni di esseri umani verso Marte fino a circa 10 miliardi di dollari all’anno”, così una base lunare comincia a diventare pressochè inevitabile.

Il piano delineato dall’ESA consiste nello spedire robot su marte a cominciare dai primi anni del 2020 con la missione di costruire diverse strutture, a cui seguirà la spedizione dei primi abitanti negli anni successivi.

Fin dal 2013, ESA ha collaborato con compagnie di costruzione per iniziare a testare diverse tecnologie di costruzione per delle basi lunari, giungendo alla conclusione che i materiali locali saranno i migliori per costruire edifici e altre strutture, il che si traduce in nessun bisogno di trasportare risorse dalla Terra ad un costo che si rileverebbe astronomico.

 

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ESA/Foster + Partners

 

“Per prima cosa, ci serve mischiare il materiale lunare simulato con ossido di magnesio. Questo si trasforma in una “carta” che possiamo utilizzare per stampare,” ha spiegato in passato Enrico Dini, fondatore di un’azienda manifatturiera del Regno Unito, Monolite.

“Quindi per il nostro inchiostro strutturale, applichiamo un sale legante che rende il materiale solido quanto la pietra. La nostra stampante attuale costruisce ad un ritmo di 2 metri per ora, mentre il nostro progetto di nuova generazione sarà capace di raggiungere i 3,5 metri per ora, completando un intero edificio in una settimana.”

L’azienda architettonica Foster e i suoi collaboratori hanno ideato un sistema di cupola peso-portante a “catena”, la quale possiede un muro strutturale a celle capace di schermare i residenti da micrometeoriti e radiazioni spaziali, oltre a un’altra struttura a celle chiuse incavate che dona alla struttura un buon rapporto resistenza-peso.

Una volta lì, affermano gli scienziati, scopriremo se le risorse sulla luna sono davvero importanti come pensiamo che siano.

“Continuiamo a parlare di risorse lunari, ma dobbiamo ancora dimostrarne la loro utilità […] ” ha affermato l’ingegnere Clive Neal dell’Università di Notre Dame a Space.com. ” Una solida verifica della grandezza di depositi, composizione, forma e omogeneità richiede un programma di prospetto coordinato. Un programma riuscito dimostrerebbe quindi chiaramente se le risorse lunari potrebbero abilitarci all’esplorazione del sistema solare.”

Che il villaggio Lunare diventi realtà o meno nella prossima decade, NASA è determinata a mandare in orbita intorno ad essa i suoi astronauti per mesi , annunciando lo scorso mese  che “uscirà dalla ISS (International Space Station / Stazione Spaziale Internazionale ndt) il più velocemente possibile” per stabilire delle attività intorno alla Luna al suo posto.

Trascorreranno giorni, piuttosto che ore, lontano dalla Terra e dal suo protettivo campo geomagnetico, il che darà agli astronauti un’idea migliore di cosa dovranno affrontare fisicamente e psicologicamente in una missione abitata verso Marte.

Una cosa è sicura, vivremo attraverso degli avvenimenti davvero entusiasmenti nel nostro prossimo futuro.

 

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ESA/Foster + Partners

 

Fonte: sciencealert.com

 

 

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Traduzione a cura di Denis Gobbi

Un team guidato da ricercatori della UCLA Henry Samueli School di Ingegneria e Scienze Applicate ha creato un metallo strutturale super-forte ma leggero con un forza specifica eccezionalmente resistente in termini assoluti. Il nuovo metallo è composto da magnesio infuso in maniera densa e omogenea con nanoparticelle ceramiche di carburo di silicio. Potrebbe essere utilizzato per creare aeroplani, moduli spaziali e auto più leggere – aiutando a migliorare l’efficienza energetica di questi mezzi – come anche nell’industria dell’elettronica portatile e dei dispositivi biomedici.

Per creare questo metallo super-forte ma leggero, la squadra ha trovato un nuovo modo per disperdere e stabilizzare nanoparticelle all’interno del metallo fuso. Hanno anche sviluppato un metodo di manifattura scalabile che potrebbe aprire la strada per altri metalli superleggeri con caratteristiche simili. La ricerca è stata pubblicata su Nature.

“E’ stato ipotizzato che le nanoparticelle potrebbero realmente rafforzare la resistenza dei metalli senza danneggiarne la plasticità, specialmente metalli leggeri come il magnesio, ma nessun gruppo è mai stato in grado di disperdere nanoparticelle ceramiche in metalli fusi fino ad ora”

ha affermato Xiaochun Li, il principale indagatore sulla ricerca con cattedra Raytheon in Ingegneria Manifatturiera all’UCLA.

“Con una infusione di processi fisici e materiali, il nostro metodo apre un nuovo mondo riguardante il miglioramento delle caratteristiche dei metalli per superare le sfide della società moderna nel campo dell’energia e della sostenibilità.”

 

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Sulla sinistra, un campione deformato del metallo puro; sulla destra, il nuovo e resistente metallo composto da magnesio e nanoparticelle di carburo di silicio. Ogni micro-colonna ha un diametro di circa 4 micrometri. Credit: UCLA Scifacturing Laboratory

 

I metalli strutturali sono metalli portanti; essi vengono utilizzati negli edifici e nei veicoli. Il magnesio, con due terzi della densità rispetto all’alluminio, è il più leggero metallo strutturale. Il carburo di silicio è una ceramica ultra-resistente comunemente utilizzata nelle lame da taglio industriali. La tecnica dei ricercatori che infonde un grande numero di particelle di carburo di silicio più piccole di 100 nanometri nel magnesio aggiunge una quantità significante di resistenza, rigidità, plasticità e durabilità ad alte temperature.

Il nuovo magnesio infuso con carburo di silicio dei ricercatori ha dimostrato livelli record di resistenza specifica – ovvero quanto peso un materiale può sopportare prima di rompersi – e modulus – la rigidità del materiale in rapporto al suo peso. ha inoltre dimostrato una stabilità superiore ad alte temperature.

Le particelle di ceramica sono a lungo state considerate potenzialmente in grado di migliorare i metalli. L’inconveniente con particelle di ceramica su microscala stava nel processo d’infusione causava una perdita di plasticità.

Le particelle su nanoscala, al contrario, possono migliorare la resistenza mantenendo e addirittura migliorando la plasticità dei metalli. Il nuovo problema consisteva nel fatto che le particelle di ceramica tendevano a raggrupparsi insieme piuttosto che a distribuirsi omogeneamente a causa della tendenza delle piccole particelle nell’attrarsi l’una con l’altra.

Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno disperso le perticelle in una lega di magnesio e zinco. La scoperta di questa nuova dispersione nanoparticellare fà affidamento sull’energia cinetica del movimento delle particelle. Questa le stabilizza e ne previene l’aggregazione.

Per migliorare ulteriormente la forza del materiale, i ricercatori hanno usato una tecnica chiamata torsione ad alta pressione per comprimerlo.

“I risultati che abbiamo ottenuto fino ad ora sono semplicemente stati ottenuti graffiando la superficie del tesoro nascosto di una nuova classe di metalli con proprietà e funzionalità rivoluzionarie,” ha affermato Li.

Il nuovo metallo (più accuratamente chiamato metallo nanocomposto) è composta dal 14% circa di nanoparticelle di carburo di silicio e dall’86% di magnesio. I ricercatori hanno fatto notare che il magnesio è una risorsa abbondante e che il suo utilizzo su scala maggiore non causerà danni all’ambiente.

Fonte: http://phys.org/

 

 

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Preparatevi. Elon Musk  ha già scolpito visione del futuro dei pagamenti online, dell’energia solare, delle auto elettriche e dei lanci spaziali con le sue aziende PayPal, SolarCity, Tesla e SpaceX. Il prossimo anno, tenterà di lasciare il segno nel settore dei trasporti pubblici, testando prototipi di un sistema chiamato Hyperloop.

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Musk ha menzionato per la prima volta quest’idea nel 2012. Consiste in capsule passeggeri che sfrecciano all’interno di una serie di tubi a bassa pressione a circa 1100 km/h, cavalcando un cuscino d’aria piuttosto che affidarsi a ruote e cuscinetti. Le capsule da 28 persone vengono accellerate alla loro massima velocità utilizzando una serie di magneti.

Attorno a giugno del prossimo anno (Giugno 2016 ndt), su un percorso di prova lungo due chilometri accanto alla sua base operativa a Hawthorne, in California, la SpaceX di Musk pianifica di organizzare una competizione per testare capsule di diversi progetti ideati da studenti e ingegneri indipendenti.

L’azienda ha comunicato che non intende costruire nessun progetto Hyperloop da sè, ma vuole piuttosto supportare altre aziende e start-up che intendono farlo. Una di queste, chiamata Hyperloop Transportation Technologies, ha in progetto di costruire il suo circuito di prova di 8 chilometri in California.

Queste prove saranno il primo passo verso una tipologia di trasporto completamente diversa. Nel suo rapporto del 2013 Musk ha calcolato che l’Hyperloop utilizzerà molta meno energia degli attuali sistemi di trasporto: circa dieci volte meno rispetto ad auto o aeroplani per viaggio.

Musk ha inoltre stimato che le capsule dell’Hyperloop saranno capaci di viaggiare i 550 chilometri che separano Los Angeles e San Francisco in appena 35 minuti. Londra – Parigi richiederebbe 21 minuti. Alla faccia tua, Eurostar!

 

 

Fonte: New Scientist

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Traduzione a cura di Denis Gobbi

Potrebbe rivelarsi molto utile nelle coltivazioni nei paesi in via di sviluppo

Dalle piante alle persone, a ogni creatura vivente su questo pianeta serve l’acqua.  Ma ottenerne abbastanza per sopravvivere o addirittura vivere comodamente può essere alquanto difficile. Basta gettare lo sguardo alle restrizioni attuate dalla California sull’utilizzo dell’acqua. Se uno stato ricco come la California si trova nelle condizioni di dover attuare queste misure per risparmiare acqua, puoi scommetere che governi e municipalità con finanze ben più modeste dovranno diventare ben più creative per procurarsi l’acqua pulita senza andare in bancarotta.

Fortunatamente, alcune delle più brillanti menti del mondo sono al lavoro su una soluzione. USAID ha recentemente annunciato i vincitori del Premio Desal, facente parte di una competizione creata appositamente per incentivare all’inventare una soluzione di desalinizzazione economica per paesi in via di sviluppo. L’idea era quella di creare un sistema che potesse rimuovere il sale dall’acqua e soddisfare tre requisiti: la costo-efficienza, la sostenibilità ambientale e l’efficienza energetica.

I vincitori del premio da 140.000 $ è stato un gruppo del MIT e di Jain Irrigation Systems. Il gruppo ha presentato un metodo che utilizza pannelli solari per caricare una pila di batterie. Le batterie danno energia ad un sistema che rimuove il sale dall’acqua grazie all’elettrodialisi. A livello pratico, questo significa che il sale disciolto in particelle, in possesso di una leggera carica elettrica, emerge dall’acqua quando una piccola corrente elettrica viene applicata. In aggiunta all’eliminazione del sale (che rende l’acqua inutilizzabile per campi coltivati e per bere) la squadra ha inoltre applicato una luce UV per disinfettarel’acqua che passa attraverso il sistema.

Utilizzare il sole al posto di combustibili fossili per alimentare l’impianto di desalinizzazione non è un’idea totalmente nuova. Grandi impianti di desalinizzazione stanno venendo presi in considerazione in aree dove l’acqua stà diventando una risorsa sempre più scarsa come ad esempio il Chile e la California. Mentre i sostenitori sperano eventualmente di fornire l’acqua ad un gran numero di persone, la tecnologia è ancora costosa (anche se i prezzi stanno scendendo notevolmente) e richiede molta tecnologia alquanto avanzata.

In aree rurali o in paesi in via di sviluppo, la durabilità è la chiave, e tecnologie che richiedono costante manutenzione non durerebbero a lungo. Il gruppo del MIT/Jain e i loro concorrenti hanno testato i loro progetti al Brackish Groundwater National Desalination Research Facility in New Mexico, dove li hanno dovuti tenere accesi per 24 ore l’uno, rimuovendo il sale da 2.100 galloni d’acqua al giorno. Lo step successivo è il test in un ambiente più duro, esponendo gli impianti all’utilizzo di ogni giorno con contadini rurali in una zona dove l’USAID è attiva. Se tutto andrà bene, il sistema potrà provvedere abbastanza acqua per irrigare una piccola fattoria.

Fonte: popsci.com

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Ricercatori di un laboratorio di Berkeley hanno realizzato un sistema che tramite reazioni chimiche verdi alimentate a luce solare sequestrano CO2 dall’ambiente

 

 

Un nuovo sistema che utilizza luce solare per convertire diossido di carbonio in prodotti chimici utili a fabbricare plastiche biodegradabili, prodotti farmaceutici e combustibili liquidi. Il tutto è stato dimostrato da alcuni scienziati statunitensi.

Nel loro sistema ibrido, nanofili metallici e batteri lavorano insieme per mimare la fotosintesi – il processo utilizzato dagli organismi viventi per catturare energia dal sole e utilizzarla per produrre nutrienti a partire da diossido di carbonio e acqua.

Ma piuttosto che produrre nutrienti, questo sistema è stato progettato per utilizzare la luce del sole al fine di convertire le emissioni di diossido di carbonio e l’acqua in acetato – un mattone chimico da costruzione molto versatile che può venire utilizzato per sintetizzare molecole più complesse.

Anche se questa tecnologia è ancora piuttosto lontana dal poter essere commercializzata in modo redditizio, una sua versione futura potrebbe fornire una valida alternativa alla cattura e all’immagazzinamento della CO2, offrendo un’opzione pulita per impedire al diossido di carbonio di entrare nell’atmosfera.

Crediamo che il nostro sistema rappresenti un rivoluzionario salto in avanti nel campo della fotosintesi artificiale.

Il nostro sistema ha il potenziale per poter cambiare profondamente l’industria chimica e petrolifera in quanto potremmo produrre prodotti chimici e combustibili in modo totalmente nuovo e rinnovabile, piuttosto che estraendoli dalle profondità nel sottosuolo.

– Peidong Yang, chimico e capo ricercatore all’Università Californiana di Berkeley

Il sistema è composto da nanofili di silicio e titanio disposti verticalmente. Questi fili assorbono la luce del sole, la quale avvia il sequestro del diossido di carbonio. Questa struttura viene infatti popolata da batteri capaci di produrre enzimi conosciuti per la loro abilità nel catalizzare selettivamente la riduzione del diossido di carbonio.

 

Immagine SEM a sezione trasversale della struttura verticale di nanofili e batteri utilizzati in questo rivoluzionario sistema di fotosintesi artificiale

 

Per questo studio, la squadra ha utilizzato gli Sporomusa ovata, un batterio anaerobico che prende gli elettroni direttamente dall’ambiente circostante  e li usa per ridurre il diossido di carbonio.

Lo S. ovata rappresenta un fantastico catalizzatore per il diossido di carbonio in quanto produce acetato, un composto chimico intermedio molto versatile che può essere utilizzato per la produzione di una variegata gamma di composti chimici utili.

Siamo stati in grado di popolare uniformemente l’ambiente di nanofili con i batteri utilizzando semplicemente acqua con tracce di vitamine come unico componente organico.

– Michelle Chang, co-autrice dello studio di UC Berkeley

Una volta che il diossido di carbonio è stato ridotto dai batteri in acetato, E.coli geneticamente modificati vengono utilizzati per sintetizzare i prodotti chimici di riferimento.

 

 

La squadra ha raggiunto un’efficienza di conversione dell’energia solare dello 0,38 % in circa 200 ore sotto luce solare artificiale, un’efficienza paragonabile a quella di una foglia. Ma serve ancora ulteriore ricerca prima che il loro sistema possa risolvere il problema mondiale legato alle emissioni di diossido di carbonio.

Come molti ormai sanno, più diossido di carbonio immettiamo nell’atmosfera più la sua temperatura sale di conseguenza. I livelli atmosferici di diossido di carbonio sono ormai ai massimi livelli per quanto riguarda gli ultimi tre milioni di anni, risultato dovuto principalmente alla combustione di risorse fossili. Nonostante tutto, però, i combustibili fossili rimangono una risorse energetica significativa per il nostro prossimo futuro. Tecnologie in grado di sequestrare la CO2 prima che si diffonda nell’atmosfera vengono attualmente utilizzate ma richiedono che essa venga poi immagazzinata, una caratteristica che pone una sfida ambientale significativa.

La squadra afferma di star lavorando adesso ad un sistema analogo di seconda generazione, avente un’efficienza di conversione da energia solare a composto chimico del 3 %. Continuano affermando che se riusciranno a raggiungere un’efficienza del 10% in una maniera costo-effettiva, la tecnologia potrebbe venire commercializzata con successo.

I ricercatori hanno descritto il loro sistema nel giornale Nano Letters, pubblicato dalla American Chemical Society.

 

Fonti: sciencealert.com eurekalert.com pubs.acs.org

 

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