Transportar toneladas de cemento, estructuras y materiales hasta la Luna convertiría cualquier base permanente en un proyecto extraordinariamente costoso. China quiere resolver el problema utilizando lo que ya está allí: el propio suelo lunar. Su misión Chang’e-8 llevará tecnologías para transformar regolito en materiales de construcción y robots capaces de trabajar sobre la superficie con creciente autonomía.
Construir una casa resulta relativamente sencillo cuando existe una carretera por la que pueden llegar cemento, acero, maquinaria y trabajadores. En la Luna, cada kilogramo debe recorrer aproximadamente 384.000 kilómetros antes siquiera de comenzar la obra.
Por eso, una futura presencia permanente fuera de la Tierra probablemente dependerá de una idea conocida como utilización de recursos in situ (ISRU): fabricar todo lo posible utilizando materiales disponibles en el destino.
China quiere poner esa estrategia a prueba con Chang’e-8, una misión prevista alrededor de 2029 que llevará experimentos tecnológicos hacia la región del polo sur lunar.
No irá allí para construir inmediatamente una base completa. El objetivo será demostrar algo previo y fundamental: que podemos convertir parte de la propia Luna en material para construir sobre ella.
El polvo lunar podría convertirse en los ladrillos de la primera infraestructura permanente
La superficie de la Luna está cubierta por regolito, una mezcla de polvo y fragmentos de roca producida durante miles de millones de años de impactos.
Para los astronautas puede ser extremadamente problemática. Es abrasiva, se adhiere con facilidad y puede afectar equipos y mecanismos.
Pero también representa una gigantesca reserva de materia prima.
China está desarrollando sistemas capaces de concentrar energía solar para elevar la temperatura del regolito por encima de aproximadamente 1.300 °C, fundiendo sus partículas para posteriormente moldearlas y fabricar componentes mediante técnicas de manufactura aditiva.
La idea tiene una ventaja enorme: reducir drásticamente la cantidad de material que tendría que viajar desde nuestro planeta.
La investigación internacional sobre construcción lunar considera precisamente la combinación de recursos locales, manufactura aditiva y sistemas robóticos como una de las estrategias más prometedoras para desarrollar infraestructura permanente fuera de la Tierra.
En lugar de cemento, la materia prima estaría literalmente debajo de la máquina
Una impresora terrestre normalmente necesita recibir continuamente el material con el que fabrica una pieza.
En una futura instalación lunar, el proceso podría ser mucho más autónomo.
Una máquina podría recoger regolito, acondicionarlo y posteriormente utilizar calor o láseres para sinterizar o fundir las partículas antes de depositarlas siguiendo una estructura determinada.
Investigaciones chinas ya describen sistemas automatizados que combinan excavación, trituración del suelo lunar, brazos robóticos y fabricación aditiva para construir directamente sobre la superficie.
En lugar de enviar el edificio desde la Tierra, enviaríamos principalmente las máquinas capaces de fabricarlo.
Ese cambio puede parecer pequeño, pero transforma completamente la logística de una futura colonia.
China también está experimentando con “ladrillos lunares” que encajan entre sí
No toda la estrategia depende de imprimir estructuras completas.
Investigadores chinos también han trabajado con bloques fabricados utilizando simulantes del regolito lunar y sistemas de unión inspirados en técnicas tradicionales de mortaja y espiga.
La idea consiste en crear componentes modulares capaces de encajar entre sí, reduciendo la necesidad de adhesivos y facilitando que posteriormente puedan ser manipulados por máquinas.
Algunas muestras ya han sido enviadas al espacio para estudiar cómo reaccionan ante condiciones que resultan difíciles de reproducir perfectamente en un laboratorio terrestre, como radiación, vacío y ciclos extremos de temperatura.
El objetivo final es determinar qué técnicas podrían sobrevivir realmente durante largos periodos sobre la Luna.
Los obreros probablemente llegarán antes que los astronautas
La otra pieza importante de Chang’e-8 será la robótica.
La misión contempla un vehículo multifunción de aproximadamente 100 kilogramos, con cuatro ruedas y capacidad para transportar, desplegar y manipular instrumentos científicos.
Su trabajo incluirá mover equipos, instalar instrumentos y recoger muestras.
Pero hay un detalle importante: aunque el robot y los experimentos de construcción forman parte del mismo esfuerzo tecnológico, no está confirmado que este vehículo concreto sea quien imprima o ensamble las futuras estructuras lunares.
Lo que China está intentando desarrollar es un ecosistema de tecnologías complementarias: máquinas capaces de fabricar materiales, robots capaces de manipularlos y sistemas autónomos capaces de operar cuando los humanos no estén presentes.
La autonomía será imprescindible a casi 400.000 kilómetros de distancia
Controlar cada movimiento de una máquina desde la Tierra no será una solución suficientemente eficiente para operaciones complejas.
Existe retraso en las comunicaciones y cualquier interrupción puede dejar al robot temporalmente sin instrucciones.
Por ello, una futura infraestructura lunar necesitará máquinas capaces de navegar, identificar obstáculos, manipular objetos y tomar determinadas decisiones localmente.
China incluso estudia otros formatos robóticos para la futura estación lunar. Investigadores vinculados a su programa espacial han propuesto robots cuadrúpedos que podrían explorar terrenos complicados, identificar peligros y colaborar con astronautas en la recolección de muestras y búsqueda de recursos.
Eso apunta hacia un escenario muy diferente al de las primeras misiones Apolo.
Los astronautas no necesariamente realizarán todo el trabajo físico.
Podrían convertirse en supervisores de una flota de máquinas especializadas.
Chang’e-8 es solo una pieza de un proyecto mucho mayor
Todo forma parte de los preparativos para la International Lunar Research Station (ILRS), el proyecto liderado por China para establecer infraestructura científica cerca del polo sur lunar.
Los planes actuales contemplan desarrollar una configuración básica de la estación hacia 2035, con un elevado nivel de operación autónoma.
La elección del polo sur tampoco es accidental.
Es una de las regiones más interesantes de la Luna porque algunos cráteres permanecen permanentemente en sombra y contienen depósitos de hielo de agua.
Si ese recurso pudiera extraerse de manera eficiente, podría utilizarse para obtener agua potable, oxígeno e incluso hidrógeno y oxígeno destinados a combustible.
En otras palabras, la estrategia es progresivamente dejar de llevarlo todo desde casa.
Primero materiales de construcción.
Después quizá agua, oxígeno y combustible.
Construir con polvo lunar es mucho más difícil de lo que parece
La idea resulta atractiva sobre el papel, pero la Luna es un entorno extraordinariamente hostil para cualquier maquinaria.
No existe atmósfera.
Las temperaturas pueden variar brutalmente.
La radiación es intensa.
El polvo lunar es abrasivo.
La gravedad es aproximadamente una sexta parte de la terrestre.
Y una avería sencilla que en nuestro planeta resolvería un técnico podría convertirse allí en un problema crítico.
Los estudios sobre construcción extraterrestre señalan precisamente que las tecnologías deberán funcionar bajo vacío, fuertes ciclos térmicos, radiación, impactos de micrometeoritos, contaminación por polvo y severas restricciones energéticas.
Por eso Chang’e-8 será principalmente un laboratorio.
Antes de construir edificios habrá que demostrar que los procesos funcionan utilizando regolito lunar real, no únicamente sus equivalentes fabricados en la Tierra.
La primera gran construcción extraterrestre podría no ser obra de seres humanos
Las imágenes tradicionales de una colonia lunar muestran astronautas instalando módulos y construyendo instalaciones.
La realidad podría terminar siendo muy distinta.
Mucho antes de que lleguen sus habitantes, una futura zona de construcción podría estar ocupada únicamente por máquinas: vehículos excavando regolito, robots transportándolo y sistemas automatizados transformándolo en bloques, plataformas y estructuras protectoras.
Cuando finalmente lleguen los astronautas, parte de la infraestructura podría estar esperándolos.
Ese es probablemente el aspecto más importante del experimento chino.
No se trata simplemente de inventar una impresora 3D capaz de funcionar en la Luna.
Se trata de comprobar si podemos invertir completamente la lógica de la exploración espacial.
Hasta ahora hemos llevado desde la Tierra prácticamente todo lo necesario para sobrevivir fuera de ella.
Si tecnologías como las que probará Chang’e-8 funcionan, el próximo gran paso será enviar las herramientas y dejar que otro mundo proporcione los materiales.
Y entonces los primeros verdaderos constructores de una base lunar quizá no lleven traje espacial.
Serán robots trabajando con el polvo que tienen bajo sus ruedas.
Antony Reyes
Debe estar conectado para enviar un comentario.