Spesso i veicoli spaziali sfoggiano colori da sfilata di moda: bianco, nero, oro o argento.

Spesso i veicoli spaziali sfoggiano colori da sfilata di moda: bianco, nero, oro o argento. Ma lo stile non c’entra: la ragione principale sta nella trasmissione del calore.

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@astronomia

Sappiamo tutti che una superficie nera esposta alla luce del Sole si scalda più di una bianca: è per questo, insieme all’effetto serra causato dai vetri, che l’interno di un’auto scura lasciata per ore al Sole può diventare rovente.

Il colore di un materiale è legato infatti alla sua capacità di assorbire la luce visibile, una proprietà che in linguaggio tecnico si chiama “assorbività solare”.

Una superficie nera assorbe quasi il 100% della luce solare incidente, mentre uno specchio la riflette quasi tutta. Ecco perché i radiatori dei satelliti sono spesso rivestiti da una scacchiera di specchietti, mentre i pannelli solari fotovoltaici sono sempre molto scuri.

Tuttavia, il calore che arriva dal Sole non è trasportato solo dalla luce visibile: circa la metà dell'energia giunge sotto forma di raggi infrarossi. La capacità dei materiali di assorbire questo tipo di energia e di riemetterla nello spazio è un’altra proprietà molto importante, in gergo tecnico “emissività infrarossa”. Più è alta, più il satellite è efficiente nello "scaricare" calore nello spazio profondo.

A parità di calore emesso nello spazio, maggiore è l’emissività, minore sarà la temperatura della superficie: un fatto cruciale per evitare il surriscaldamento. L’emissività, però, non è visibile a occhio nudo: due materiali apparentemente identici possono avere emissività completamente diverse.

Assorbività ed emissività sono gli unici due parametri su cui si può agire per regolare la capacità di un oggetto di scambiare calore con l’esterno nello spazio, dove non c’è aria a trasportare calore. Giocando su questi due fattori, due oggetti che si trovano nelle stesse condizioni ambientali possono avere temperature diverse fra loro di oltre cento gradi.

Una superficie che rischia di scaldarsi troppo, come la protezione termica di una sonda in orbita attorno a Mercurio, avrà assorbività bassa ed emissività alta; al contrario, per sfruttare al massimo il poco calore disponibile dalle parti di Plutone, converrà avere assorbività alta ed emissività bassa.

I raggi ultravioletti non schermati dall’atmosfera e il vento solare tendono a "invecchiare" le superfici e a renderle più scure. Questo aumento dell'assorbività nel tempo è un fattore critico di cui dobbiamo tenere conto già in fase di progetto.

La nuova frontiera è lo sviluppo di materiali intelligenti che regolino lo scambio termico con l’esterno a seconda delle necessità, senza usare parti meccaniche in movimento, che prima o poi con l’usura sono destinate a rompersi. Si lavora su materiali che modificano automaticamente la propria struttura cristallina con la temperatura o su coperture che si aprono autonomamente quando vengono riscaldate, come i petali di un fiore davanti al sole.

La prossima volta che guarderete la foto di un satellite luccicante, ricordate che quell’aspetto non gli serve a fare bella figura, ma a sopravvivere in uno degli ambienti più ostili che conosciamo. Nello spazio, anche l'apparenza è ingegneria.

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