Selezione dei materiali per un robot gonfiabile per applicazioni aerospaziali: criteri e metodologie. = Material selection for an inflatable robot for aerospace applications: criteria and methods.

Fin dagli albori dell’esplorazione spaziale è stato sempre vivo l’interesse verso le strutture gonfiabili in quanto permettono di portare in orbita oggetti di grandi dimensioni dal peso contenuto e racchiusi in un volume piccolo durante il lancio; queste peculiarità sono fondamentali in questo ambito, e giustificano la grande profusione di sforzi attualmente in atto nella ricerca di geometrie, materiali, metodi di ripiegamento e controllo delle strutture gonfiabili sempre più affidabili. Una soluzione interessante in questo senso proviene dal mondo della robotica ed è quella dell’impiego dei soft robot per applicazioni spaziali: sono robot realizzati in materiali morbidi o comunque caratterizzati da elevata cedevolezza, caratteristica che li rende leggeri, versatili e adatti anche all’interazione con l’uomo. Una proposta in questo senso, già avanzata da vari autori, consiste nell’adozione di un robot gonfiabile che abbia una struttura simile ai robot articolati tradizionali, i cui link siano però gonfiabili e costruiti con materiale elastico: questo consente da una parte di superare i limiti dei robot tradizionali, essendo leggero e stoccabile in volumi ridotti, dall’altra di ereditarne il pregio della notevole mobilità e mantenere una buona precisione di posizionamento a condizione di garantire il controllo della pressione di gonfiaggio. Questo tipo di robot può raggiungere dimensioni notevoli pur mantenendo una massa ridotta e volume limitato al lancio: questo lo rende adatto ad essere montato su satelliti o navicelle per svolgere compiti di rimozione di detriti o per collaborare con l’uomo in operazioni extraveicolari o all’interno di moduli abitabili. In questa tesi si discutono alcuni aspetti riguardanti la fattibilità di un robot articolato gonfiabile per impieghi spaziali: innanzitutto vengono esaminate in dettaglio le problematiche dell’impiego di polimeri nello spazio e si presentano alcune proposte di soluzioni ottenute confrontando soluzioni già esistenti per strutture gonfiabili nello spazio, dopodiché viene studiato il comportamento strutturale di una trave gonfiabile mediante l’esame di un modello analitico e di un modello agli elementi finiti confrontati tra loro; i risultati vengono confrontati con dati sperimentali ottenuti su un prototipo di link gonfiabile in PVC.