STUDIO COMPARATIVO DI SIMULANTI LUNARI: VALUTAZIONE DELL’EFFETTO DELLO SPACE WEATHERING E DELL’APPLICAZIONE PER LA COSTRUZIONE SU SUPERFICIE LUNARE

Il presente lavoro di tesi analizza gli effetti indotti dall’ablazione laser pulsata su quattro simulanti di regolite lunare basaltici (B20, B30, DNA-1) e anortositici ( Lunar 1000), con lo scopo di valutare i meccanismi di alterazione analoghi a quelli che avvengono naturalmente in seguito allo space weathering. Lo scopo di questo progetto di tesi è quello di fornire importanti parametri sulla componente amorfa utili alla futura applicazione con moderne tecnologie per la fabbricazione additiva e sinterizzazione nell’ambito dell’“In Situ Resource Utilization (ISRU)” sulla Luna. L’indagine è stata condotta tramite la diffrazione a raggi X su polvere (XRPD) e su cristallo singolo (SC-XRD) pre e post ablazione laser, per simulare e comprendere gli effetti dello space weathering su superficie lunare. L’applicazione XRPD ha permesso di quantificare il contenuto di materiale amorfo generatosi in seguito all’ablazione, mentre quella con SC-XRD ha consentito di caratterizzare la deformazione reticolare indotta dallo shock. L’indagine ha preso in esame campioni mineralogicamente e granulometricamente differenti con l’analisi XRPD che ha evidenziato un importante incremento della componente amorfa sul simulante impattato, con un’amorfizzazione anche raddoppiata rispetto al campione non trattato. La tecnica SC-XRD ha evidenziato invece una deformazione strutturale variabile in base al minerale analizzato ma sempre in aumento nei campioni trattati da ablazione laser: la leucite nel campione B20 e B30 ha mostrato importanti deformazioni parallelamente alla direzione cristallografica di c e sui piani intersecanti a e b. L’anortoclasio del DNA-1 e l’anortite del Lunar 1000, invece, presentano le deformazioni maggiori concentrate principalmente nei piani paralleli all’asse b. Tra le tecnologie più promettenti nel contesto ISRU, la fabbricazione additiva (stampa 3D) svolge un ruolo primario. La presenza di fase amorfa all’interno del regolite lunare favorisce i processi di sinterizzazione, ottimizzando l’utilizzo di materiale in situ per le future applicazioni costruttive. Tuttavia, lo strain reticolare accumulato nei cristalli, generato dallo space weathering, introduce delle tensioni interne che potrebbero compromettere la stabilità strutturale a lungo termine dei manufatti stampati in 3D sulla superficie lunare. Di conseguenza, la caratterizzazione di amorfizzazione e deformazione reticolare si rivela un parametro fondamentale per l’ottimizzazione e la progettazione di infrastrutture extraterrestri affidabili.