L’EXOTech (EXtraterrestrial Outpost Technologies) Lab risponde ad una delle maggiori sfide dell’esplorazione lunare: garantire la disponibilità di energia sulla superficie della Luna, in modo affidabile e sostenibile, anche in condizioni ambientali estreme. Con questo obiettivo, il laboratorio supporta lo sviluppo e la realizzazione di un dimostratore di un sistema di accumulo di energia termica basato sull’utilizzo della regolite lunare, noto come Lunar Thermal Energy Storage (TES) system. Il sistema è concepito per immagazzinare l’energia termica derivante dalla radiazione solare durante il giorno e renderla disponibile durante la notte per la gestione termica e la generazione di elettricità. Fin dal suo primo allestimento, l’EXOTech Lab è stato dotato di una camera termo-vuoto, elemento centrale delle attività sperimentali, che consente di simulare l’irraggiamento solare e valutare il comportamento della regolite lunare in relazione alle applicazioni TES. L’infrastruttura dispone inoltre di software per la modellazione e la previsione del comportamento termico, meccanico e strutturale della regolite nelle condizioni ambientali lunari.

Grazie ai fondi PNRR del progetto Earth-Moon-Mars (EMM) - Missione 4, Istruzione e Ricerca - Componente 2, Dalla ricerca all’impresa - Linea di investimento 3.1 Fondo per la realizzazione di un sistema integrato di infrastrutture di ricerca e innovazione, finanziato dall’Unione europea – NextGenerationEU, codice IR0000038 - CUP C53C22000870006 - e alle attività svolte da ASI nell’ambito del WP-1100, si è concretizzato un importante potenziamento del laboratorio con l’introduzione di nuova strumentazione dedicata alla caratterizzazione della regolite lunare, tra cui:

· Microscopio Raman: per identificare le fasi minerali, le strutture molecolari e le variazioni di composizione nei campioni;

· Microscopio ottico: per l’ispezione visiva ad alta risoluzione della forma delle particelle, texture superficiali e distribuzione dei minerali;

· Dynamic Image Analyzer: per analizzare la distribuzione granulometrica e le caratteristiche morfologiche dei grani di regolite;

· Analizzatori di densità apparente e reale: per misurare la densità scheletrica e la densità apparente del materiale;

· Sistema termogravimetrico (TGA): per monitorare le variazioni di massa in funzione della temperatura al fine di studiare la stabilità termica e il rilascio di specie volatili;

· Transient Plane Source (TPS) Analyzer: per misurare la conducibilità termica, diffusività termica e calore specifico di un’ampia gamma di materiali.

Le attività dell’EXOTech lab, finalizzate allo studio della regolite lunare come materiale per l’accumulo e il rilascio di energia termica, prevedranno come primo step la caratterizzazione fisico-termica del materiale e dei suoi analoghi terrestri e, successivamente, i test in camera termo-vuoto per riprodurre i cicli giorno-notte della Luna. I dati raccolti serviranno a validare i modelli numerici e a progettare un dimostratore del sistema TES.

In un’ottica di sostenibilità dell’investimento PNRR fatto con EMM, tale potenziamento dell’EXOTech Lab permetterà dunque di supportare attivamente l’innalzamento del technology readiness level dei “core payload” del Lunar Adaptive Outpost for Remote Italian Experiments (LAORIE), l’infrastruttura lunare concepita nel WP-1330 del progetto.

In sintesi, l’EXOTech Lab si propone come un’infrastruttura di riferimento nello studio dello scambio termico e dell'accumulo di energia sulla Luna, a supporto di futuri programmi di esplorazione in ambito lunare e marziano, offrendo al contempo un ambiente di ricerca stimolante ed idoneo alla formazione delle future generazioni in collaborazione con università ed enti di ricerca.