José Luis Abia Pascual / Técnico de innovación en Sacyr Ingeniería e Infraestructuras
El pasado miércoles 23 de agosto del 2023, sobre las 14:34 hora española, el módulo de alunizaje Vikram de la misión India Chandrayaan-3 consiguió llegar a su destino, la superficie del polo sur lunar sin problemas aparentes. Este gran éxito ha posicionado a la India como el cuarto país que ha alunizado con éxito y ha demostrado que cuenta con tecnología capaz de continuar en la carrera de la conquista espacial.
Pero, ¿qué supone que la India haya alunizado en el polo sur lunar? La respuesta es compleja, ya que la India es el primer país en alunizar sobre el polo sur, lugar el cual está considerado como idóneo para los primeros asentamientos humanos, debido a que alberga las mejores condiciones climáticas lunares conocidas. Por lo que esta exitosa misión será el desencadenante para que otros países, en los próximos años, lleguen, se instalen, investiguen y construyan.
Pero para construir es necesario utilizar materiales de construcción capaces de satisfacer las condiciones climáticas extremas y utilizar los recursos que nos ofrece la Luna. El terreno lunar se conoce como regolito y, actualmente, se están probando numerosos materiales a partir de él, como hormigones, materiales metálicos, cerámicos y compuestos.
Entre ellos, destacan los hormigones lunares basados en azufre: al ser el agua un recurso estratégico sobre la superficie lunar, el azufre la sustituye como ligante. Esto tiene numerosas ventajas, ya que el azufre es un recurso abundante en la superficie lunar, el hormigón adquiere entre el 70 y 80 % de su máxima resistencia en menos de 24 horas. Pero trae consigo numerosos inconvenientes, las grandes variaciones de temperatura reducen su resistencia muy considerablemente y se comporta mal en el vacío, el ligante se separa del hormigón y este pierde resistencia.
Hormigones lunares con polímeros: Consiste en sustituir el agua por plásticos termoestables. El experimento se ha realizado con JSC-1A, simulador de regolito lunar de la NASA, y resina epoxi, tras la mezcla de los materiales estos se comprimían para lograr mayores resistencias. Este material se considera como una forma rápida de fabricar elementos estructurales en la Luna.
Materiales metálicos: El aluminio, hierro, titanio y magnesio, son los elementos de mayor concentración dentro del regolito lunar. En el caso de que se desarrollase algún método de extracción de oxígeno de los compuestos químicos del regolito, estos materiales serían subproductos del proceso, pudiéndose utilizar para la construcción de infraestructuras.
Materiales cerámicos: Debido a la finura del regolito, sus componentes vítreos y composición basáltica motivan a que se hayan realizado diversos estudios centrados en usar materiales cerámicos, fabricados a partir de la sinterización directa mediante microondas o láser, fundiendo el basalto o fabricando vidrio Lunar como material de construcción. Se estima que el regolito basáltico tendrá una resistencia a compresión de 538 MPa y una resistencia a tracción de 34,5 MPa, muy superior a los basaltos terrestres.
Materiales para fabricación aditiva: La Agencia Europea Espacial realizó en 2014 una estructura a partir del simulador de terreno lunar DNA 1 utilizando impresión 3D. Este material se imprimió por capas, las cuales se comprimían, logrando una resistencia compresión de 20,35 MPa y una resistencia a flexión de 7,11 MPa.
Material compuesto de oxicloruro de magnesio basados en regolito con grafeno: Este se prepara en un lugar fresco incluyendo regolito lunar, óxido de magnesio (MgO) y Hexaaquo dicloro magnésico (MgCl26H2O) y nanoplaquetas de grafeno añadidas para mejorar las propiedades del material que luego se vierten en los moldes permitiendo el endurecimiento. Al comportarse bien frente a grandes variaciones de temperatura y mantener las características mecánicas, se considera un gran candidato para material de construcción lunar.
Para desarrollar estos materiales no se utiliza el regolito natural, ya que traerlo a la Tierra requiere de un coste muy elevado. Para ello se utilizan simuladores de regolito lunar, que consisten en la composición de diferentes materiales terrestres creando un material de propiedades químicas y mecánicas muy similares a las muestras de regolito traídas por las misiones estadounidenses, rusas y chinas.
Existen diferentes simuladores, destacando el LZS-1, cuyo simulador está hecho a partir los basaltos de la isla de Lanzarote, desarrollado por el IGEO-CSIC, haciendo que España esté todavía más involucrado dentro del sector espacial. El más conocido es el JSC-1A desarrollado por Orbitec en colaboración de la NASA.
Los costes en el transporte espacial están en mínimos históricos. Por ahora a la luna se tarda en llegar cuatro días y a Marte seis meses, ¿Cuánto tardará en aparecer el primer proyecto constructivo publico privado lunar real? y ¿Quienes lo llevarán?
India aterriza en la Luna
https://elpais.com/ciencia/2023-08-23/la-mision-chandrayaan-3-de-la-india-aterriza-en-la-luna.html
Crawford IA. 2015. Lunar resources. Progress in Physical Geography: Earth and Environment.
http://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0309133314567585
LZS-1, Lanzarote (Canary Island, Spain) lunar (Apollo 14) basaltic soil simulant
