21.08.2026
La NASA testa un serbatoio per idrogeno liquido con isolamento senza vuoto

E’ stato completato il primo riempimento con idrogeno liquido di un nuovo serbatoio dimostrativo che utilizza un sistema di isolamento criogenico senza vuoto: il test è stato eseguito presso l’Hydrogen Test Facility del Marshall Space Flight Center della NASA, a Huntsville, in Alabama, dove il serbatoio è stato integrato direttamente nell’infrastruttura esistente per la gestione dell’idrogeno liquido. Il risultato segna il passaggio dalla progettazione e dalle prove sui materiali alla sperimentazione del sistema in condizioni operative reali, con l’obiettivo di verificare una soluzione potenzialmente meno costosa per lo stoccaggio di grandi quantità di LH2.

Il serbatoio dimostrativo ha una capacità di 20 metri cubi e porta a tre volte la capacità complessiva di stoccaggio di idrogeno liquido dell’Hydrogen Test Facility: può essere riempito anche una volta al giorno, una caratteristica importante per il programma sperimentale perché consente di sottoporre il sistema isolante a cicli termici ripetuti e accelerati; allo stesso tempo, la maggiore disponibilità di LH2 permette alla struttura della NASA di effettuare prove di durata più lunga. Il nuovo impianto non opera quindi come un serbatoio sperimentale separato, ma è collegato ai sistemi già utilizzati dalla struttura per trasferire e utilizzare l’idrogeno liquido nelle proprie attività di test.

L’elemento centrale del progetto è proprio l’eliminazione del tradizionale isolamento sotto vuoto: lo stoccaggio dell’idrogeno liquido è particolarmente complesso perché il combustibile deve essere mantenuto a circa 20 kelvin, pari a circa -253°C. Nei grandi serbatoi criogenici convenzionali la dispersione termica viene normalmente limitata attraverso una struttura a doppia parete con un’intercapedine evacuata e materiale isolante: nel progetto sviluppato viene invece sperimentato un sistema isolante non sottovuoto basato su materiali polimerici, concepito per rendere più semplice e meno costosa la realizzazione di serbatoi di grandi dimensioni senza rinunciare alle prestazioni necessarie per la conservazione dell’LH2.

Uno dei problemi tecnici affrontati durante lo sviluppo è il cosiddetto cryopumping, ossia, alle temperature dell’idrogeno liquido, componenti dell’aria come ossigeno e azoto possono condensare o solidificare in corrispondenza delle superfici più fredde dell’isolamento. La conseguente diminuzione locale della pressione richiama altro gas verso la zona fredda; i gas condensati possono quindi spostarsi verso parti più calde, vaporizzare nuovamente e alimentare un processo di trasferimento termico in grado di degradare le prestazioni dell’isolamento. Il sistema sviluppato nell’ambito del progetto è stato quindi studiato specificamente anche per resistere a questo fenomeno, oltre che per mantenere nel tempo le proprietà meccaniche richieste alle temperature criogeniche.

Il lavoro di ricerca è iniziato nel 2021 con il sostegno del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e nel 2025 è stato presentato il concetto del serbatoio dimostrativo: l’obiettivo non è limitato alle strutture aerospaziali, in quanto la tecnologia è stata sviluppata pensando allo stoccaggio commerciale di idrogeno liquido su larga scala e alle future infrastrutture per il suo trasferimento e commercio internazionale. Il concetto è destinato a essere scalabile fino a capacità dell’ordine di 100.000 metri cubi e punta a ottenere un vantaggio economico rispetto ai grandi serbatoi convenzionali dotati di isolamento sotto vuoto.

Il serbatoio da 20 metri cubi installato al Marshall Space Flight Center ha quindi soprattutto la funzione di dimostratore. Le dimensioni sono molto inferiori a quelle previste per le future installazioni commerciali, ma permettono di raccogliere dati sperimentali in un impianto che utilizza realmente idrogeno liquido e di ripetere numerosi cicli di riempimento e svuotamento; la struttura è inoltre stata progettata in modo da consentire l’accesso allo spazio destinato all’isolamento, così da poter installare, valutare ed eventualmente sostituire differenti configurazioni. La strumentazione misura sia il boil-off, cioè la quantità di idrogeno che passa allo stato gassoso a causa dell’ingresso di calore, sia le temperature in diversi punti del serbatoio e dello strato isolante.

Il completamento del primo riempimento permette ora di avviare la fase di validazione operativa, in quanto, nei prossimi mesi, si analizzeranno il comportamento del sistema di isolamento senza vuoto e raccoglieranno dati destinati a stabilire se la tecnologia possa essere trasferita a serbatoi commerciali di grandi dimensioni. Il punto da verificare non è quindi soltanto la capacità di contenere idrogeno liquido, già dimostrata, ma il mantenimento delle prestazioni termiche e meccaniche durante cicli ripetuti e in periodi di esercizio prolungati, insieme alla possibilità di ottenere effettivamente una riduzione dei costi di investimento rispetto alle soluzioni tradizionali.