E: I materiali sostitutivi del satellite artificiale

La scelta dei materiali per la realizzazione strutturale dei satelliti è un punto fondamentale di progetto: la scelta deve tenere conto di diverse caratteristiche fisiche. Nella scelta dei materiali per la realizzazione di un satellite artificiale bisogna tener conto di tanti effetti derivanti soprattutto dall'ambiente spaziale; questi sono:

• Effetti termici
• Effetti delle radiazioni
• Effetti della ossidazione
• Effetti resistivi

I materiali che ben si prestano a  rispettare queste caratteristiche sono i compositi, i quali vengono utilizzati per la realizzazione di quasi tutti i componenti primari di un satellite artificiale.

In scienza dei materiali, un materiale composito è un materiale costituito da più materiali semplici differenti. Ogni materiale corrisponde ad una differente fase, per cui un materiale composito è caratterizzato da una struttura non omogenea.

I materiali compositi presentano un valore elevato della rigidezza specifica e delle capacità di dissipazione di energia elevate. Anche il coefficiente di dilatazione termica può essere molto ridotto (rispetto a quello di materiali metallici) e permette di realizzare strutture che presentano deformazioni termiche molto ridotte. Nei casi in cui la rigidezza elevata è un fattore fondamentale (come ad esempio nel caso di telescopi, antenne, riflettori) i compositi in fibra di carbonio divengono la scelta naturale.

Naturalmente questi materiali hanno anche delle limitazioni, come la sensibilità all’ossigeno atomico (che richiede l’impiego di strati protettivi). Inoltre l’impossibilità della manutenzione per i sistemi spaziali pone dei limiti all’impiego dei compositi.  

I materiali ceramici sono in genere troppo fragili per l’impiego in strutture primarie, trovano applicazione per strutture secondarie sottoposte a temperature molto elevate.