27 maggio 2024
Aggiornato 05:30

Ricercatori affermano che i sensori spaziali vanno bene per l'uso terrestre

Questi sensori sono usati per misurare i livelli di ossigeno per i veicoli spaziali da rientro

Scienziati presso l'Agenzia spaziale europea (ESA) hanno annunciato che i sensori di gas ceramici miniaturizzati hanno trovato una nuova nicchia d'uso, e non è nello spazio. Questi sensori sono usati per misurare i livelli di ossigeno per i veicoli spaziali da rientro. Ma un gruppo di esperti di tecnologia spaziale ha mostrato che i piccoli sensori possono essere usati per migliorare il controllo della combustione nelle stufe, oltre a perfezionare i sistemi di misurazione della respirazione umana e la sicurezza della produzione delle celle a combustibile.

L'Istituto di ricerca spaziale (IRS) dell'Università di Stoccarda in Germania iniziò a sviluppare speciali sensori di gas ceramici 15 anni fa. Gli scienziati hanno detto che essi venivano usati per misurare la distribuzione dell'ossigeno nelle gallerie del vento al plasma utilizzate per testare i materiali di protezione termica dei veicoli spaziali in condizioni estreme.

«I sensori disponibili a quel tempo non erano adatti ai sistemi spaziali poiché erano grandi, piuttosto pesanti e usavano molta energia per il riscaldamento,» ha detto Rainer Baumann, un ricercatore presso l'Università Tecnica di Dresda (TU Dresden) che ha partecipato al progetto per produrre il piccolo sensore. «Quindi abbiamo dovuto sviluppare un nuovo tipo di sensore miniaturizzato per misurare le condizioni di rientro per il veicolo spaziale. I sensori dovevano essere molto piccoli e capaci di misurare l'ossigeno ad altezze elevate e durante il rientro.»

Nonostante il loro uso tradizionale sia nelle attività legate allo spazio, il Programma di trasferimento tecnologico dell'ESA (TTPO) e il suo partner MST per la rete di trasferimento tecnologico hanno mostrato in una serie di presentazioni che la tecnologia dei sensori di gas può essere applicata anche in altri campi. Questo concetto ha spronato all'azione gli scienziati IRS, incoraggiandoli a sviluppare e promuovere ulteriormente il sensore per uso terrestre e spaziale nel campo della moderna analisi dei gas.

Baumann ha osservato che, «È molto semplice trovare applicazioni terrestri per questo sensore di gas miniaturizzato. Il sensore reagisce molto velocemente e questo è utile in tutti quei casi in cui è necessario misurare le condizioni ambientali sulla Terra.» I ricercatori hanno anche accennato alla praticità di usare il sensore per misurare la respirazione umana. «Con questo sensore possiamo misurare ossigeno, anidride carbonica e il flusso del respiro umano, e ottenere immediatamente i risultati,» ha detto, aggiungendo che è «una cosa impossibile con i sistemi (convenzionali)».

I sensori miniaturizzati possono essere anche usati per controllare i gas di scarico negli impianti di riscaldamento domestici e industriali. «Il sensore funziona bene con i gas combustibili e può essere usato per ottimizzare i bruciatori negli impianti industriali e nei sistemi di riscaldamento domestici,» ha detto il ricercatore della TU. «Questo sistema può ridurre i gas di scarico che sono nocivi per l'ambiente e, allo stesso tempo, assicurando un ottimo livello di funzionamento al sistema di riscaldamento, può anche ridurre il consumo di combustibile di circa il 10-15%.»

Per quanto riguarda la sicurezza, i sensori possono essere usati per individuare perdite di idrogeno negli impianti industriali, compresi quelli usati per la produzione di celle a combustibile. «Il trasferimento tecnologico non è una strada a senso unico,» ha spiegato Frank M. Salzgeber, direttore del TTPO. «In futuro noi vedremo più tecnologia ritornare nello spazio.»

In uno sviluppo collegato, gli esperi hanno detto che i sensori miniaturizzati sono usati anche per misurare il livello dei gas all'esterno della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), in particolare nell'unità chiamata «Flux (Phi) Probe Experiment - Time resolved Measurement of Atomic Oxygen».