Dal coleottero bombardiere alla propulsione “green” per sonde e satelliti spaziali

L’università di Pisa partecipa al progetto PulCheR per un innovativo catalizzatore al platino

[22 luglio 2014]

La natura ha ispirato migliaia di invenzioni e scoperte umane e l’intento dichiarato del progetto europeo Pulsed Chemical Rocket with green high performance propellants (PulCheR), coordinato da Alta SpA, uno spin-off dell’Università di Pisa e al quale partecipa il Dipartimento di Chimica e Chimica industriale dell’ateneo toscano, è quello di ispirarsi al coleottero bombardiere per «Rivoluzionare il sistema di propulsione aerospaziale rendendolo più ecologico e mantenendo allo stesso tempo elevate prestazioni dei motori». Questo eccezionale insetto di una sottofamiglia dei  Carabidae, il coleottero bombardiere, per difendersi da ragni, formiche ed altri predatori espelle ad intermittenza una miscela bollente che deriva dalla decomposizione dell’acqua ossigenata.

Dall’idea iniziale i ricercatori pisani sono passati alle  prove in laboratorio e così, dopo un anno dall’avvio di PulCheR, dicono di aver collaudato con successo «Un catalizzatore a base di platino per la decomposizione del perossido di idrogeno ad alta concentrazione HTP (High Test Peroxide) che servirà da propellente nell’innovativo propulsore aerospaziale ad impulsi».

A realizzare il catalizzatore a base di platino è stato un team di ricercatori dell’università di Pisa composto da Daniela Belli, Luca Labella, Simona Samaritani e Sara Dolci con la collaborazione di Lucio Torre, Angelo Pasini e Giovanni Pace di AltaSpA che evidenziano: «E’ una parte fondamentale del propulsore poiché permette di sfruttare il perossido di idrogeno al 98% come propellente, accelerando la sua decomposizione ad acqua e ossigeno. La scelta del platino come elemento catalitico, opportunamente supportato su materiali con elevata resistenza termo-meccanica è risultata vincente. La prova è stata condotta integrando il catalizzatore in un prototipo di propulsore monopropellente sviluppato in precedenza da Alta SpA ed effettuando una serie di spari stazionari. Il passo successivo del progetto sarà la realizzazione del propulsore pulsato e l’ottimizzazione del letto catalitico».

La Belli aveva già spiegato in precedenza che «Le competenze chimiche all’interno del progetto riguardano la progettazione e la preparazione di catalizzatori adatti a propulsori sia monopropellente che bi-propellente». Lo scopo di PulCheR è di sviluppare dei razzi che utilizzino propellenti più ecologici rispetto a quelli attualmente usati, alcuni dei quali, come l’idrazina, hanno un alto potenziale tossico e cancerogeno, e che allo stesso tempo mantengano elevate prestazioni del motore. «Con PulCheR – aveva detto la Belli – vogliamo realizzare un sistema di propulsione analogo in cui la spinta sia generata da tanti piccoli impulsi che si ottengono iniettando a bassa pressione e ad alta frequenza i propellenti nella camera di combustione».

Daniela Belli e Lucio Torre sottolineano che «Il raggiungimento di questi obiettivi non sarebbe stato possibile senza il fondamentale contributo del professor Fausto Calderazzo, che per primo ha lavorato e creduto nel progetto. A un mese dalla sua scomparsa vorremmo ricordarlo e ringraziarlo per il suo importante apporto all’avanzamento di questo lavoro».