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Ladrillos impresos en 3D mediante polvo lunar simulado y energía solar

La impresión 3D podría ser muy útil en la exploración de la Luna. El peso es uno de los principales factores limitantes de los viajes espaciales, de modo que la capacidad para crear estructuras sobre el terreno utilizando materiales lunares y la energía solar podría acercarnos a la colonización de la Luna.
Ladrillos impresos en 3D mediante polvo lunar simulado y energía solar
El transporte desde la Tierra a la Luna de la infraestructura necesaria para establecer una colonia supone todo un reto técnico. Sería mucho más conveniente contar con la capacidad de imprimir en 3D dichas estructuras in situ, si bien antes es necesario conocer las características del material disponible y las formas de obtener la energía solar necesaria. La impresión de estructuras tridimensionales en el espacio mediante suelo lunar y energía solar puede parecer ciencia ficción, pero lo cierto es que esta tecnología del futuro se encuentra cada vez más cerca de ser una realidad gracias al proyecto financiado con fondos europeos REGOLITH. El equipo de este proyecto desarrolló técnicas para lograr un paso más en la evolución de una prueba de concepto revolucionaria de la Agencia Espacial Europea (ESA).

Hacia la impresión 3D en el espacio

El trabajo realizado por la ESA en las instalaciones del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) de Colonia demostró la posibilidad de crear ladrillos a partir de polvo lunar simulado y energía solar. Se conectó una mesa de impresión 3D a un horno solar en el que se cocieron a mil grados centígrados varias capas superpuestas de polvo lunar de 0,1 mm de espesor. Esta prueba generó en cerca de cinco horas un ladrillo de 20 x 10 x 3 cm listo para su uso.

El horno solar del centro aeroespacial cuenta con 147 espejos curvos capaces de enfocar la luz del Sol en un haz de alta temperatura con el que fusionar los granos de regolito. Esta técnica depende de la meteorología, por lo que se empleó también un simulador solar compuesto por un conjunto de focos de xenón como los que se emplean en los proyectores de cine. Los resultados obtenidos muestran la viabilidad de este método de creación de material de construcción lunar.

Un paso más allá en la prueba de concepto

El proyecto REGOLIGHT (Sintering Regolith with Solar Light) recreará ahora el experimento en distintas pruebas para comprobar su eficacia en condiciones representativas del entorno lunar, esto es, el vacío y temperaturas extremadamente altas. La idea de reproducir los resultados en el vacío es especialmente problemática, si bien en un artículo publicado recientemente por el proyecto en la revista «The Journal of Aerospace Engineering» se informa de la influencia positiva del vacío en el proceso de sinterización. Los granos se unen a menor temperatura que en la atmósfera, lo cual evita que se formen porosidades y aumenta la fuerza de compresión en hasta 152 MPa, una cifra considerablemente superior a los 98 MPa logrados mediante una sinterización en un entorno atmosférico. En el estudio también se tiene en cuenta la influencia de los cambios en el contenido de vidrio, la principal serie de plagioclasas y el contenido de ilmenita en un proceso de sinterización concreto.

El proyecto generó varias técnicas antes de pasar a los ensayos aprovechando los resultados de la ESA. El equipo anunció recientemente el desarrollo de una tolva de regolito por la que se introduce la materia prima en un depósito sellado y después se dispensa con la densidad y la velocidad idóneas en la zona de impresión. La abrasividad del regolito dificulta el control de la deposición del polvo, pero el nuevo dispositivo creado por REGOLITH es capaz de regular el grosor de cada capa variando la cantidad de tornillos de Arquímedes empleados. El equipo también verificó la fuga de material (cuando la tolva está parada), el flujo, el espesor y la correcta distribución del material depositado.

Un método multidisciplinar

El equipo está compuesto por arquitectos, ingenieros, diseñadores de sistemas y demás científicos que siguen dos enfoques a la hora de abordar los retos técnicos planteados. Describen esta postura como una «visión global» que se fundamenta en el diseño de distintos escenarios en la misión y en un método «ascendente», teniendo como premisas esenciales las propiedades físicas del polvo regolítico y la metodología de fabricación por adición. El apoyo europeo a la investigación permite a REGOLIGHT llevar el trabajo pionero de la ESA a nuevas cotas.

Para más información, consulte:
Sitio web del proyecto

Fuente: Basado en información del proyecto y en artículos aparecidos en medios de comunicación

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Número de registro: 128340 / Última actualización el: 2017-05-29
Categoría: Avances científicos
Proveedor: ec
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