Así se podrían imprimir en 3D las piezas de repuesto en Marte

Las misiones tripuladas a Marte necesitarán piezas de recambio, tiene mucho más sentido fabricarlas allí que transportarlas desde la Tierra 

Transportar carga por el espacio es increíblemente caro. Por ejemplo, al transbordador espacial de la NASA le cuesta unos 54.000 dólares poner en órbita terrestre sólo un kilo de carga útil. Se prevé que los hábitats lunares, por ejemplo, se construirán en gran parte usando las rocas de la Luna. Lo mismo es cierto en Marte, pero además, incluso las sondas no tripuladas pueden necesitar fabricar piezas de repuesto, ya que tendría más sentido que enviarlas desde la Tierra.

Los investigadores de la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales de la Universidad Estatal de Washington han descubierto que mezclando una pequeña cantidad de roca marciana triturada (simulada) con una aleación de titanio se consigue un material mucho resistente que se podría usar en un proceso de impresión 3D algún día en Marte para fabricar herramientas o piezas de cohetes.

Los investigadores fabricaron las piezas con un 5% y hasta un 100% de regolito marciano, una sustancia negra en polvo que pretende imitar el material rocoso e inorgánico que se encuentra en la superficie del planeta rojo. Mientras que las piezas con un 5% de regolito marciano eran muy resistentes, las piezas con un 100% de regolito resultaban frágiles y se agrietaban con facilidad.

Aun así, incluso los materiales con alto contenido marciano serían útiles para fabricar revestimientos que protejan los equipos del óxido o de los daños causados por la radiación, afirma Amit Bandyopadhyay, autor correspondiente del estudio publicado en la revista International Journal of Applied Ceramic Technology.

«En el espacio, la impresión 3D es algo que tiene que ocurrir si queremos pensar en una misión tripulada, porque realmente no podemos llevar todo desde aquí», dice Bandyopadhyay. «Si nos olvidamos de algo, no podemos volver a buscarlo», añade.

Cualquier cosa que pueda fabricarse en el espacio, o en el planeta, ahorraría peso y dinero, por no mencionar que si algo se rompe, los astronautas necesitarían una forma de repararlo in situ. Bandyopadhyay demostró por primera vez la viabilidad de esta idea en 2011, cuando su equipo utilizó la impresión 3D para fabricar piezas a partir de regolito lunar, roca lunar triturada simulada, para la NASA.

Desde entonces, las agencias espaciales han adoptado la tecnología, y la Estación Espacial Internacional tiene sus propias impresoras 3D para fabricar los materiales necesarios in situ y para los experimentos.

Para este estudio, los investigadores utilizaron una impresora 3D basada en polvo para mezclar el polvo de roca marciana simulado con una aleación de titanio, un metal utilizado a menudo en la exploración espacial por su fuerza y propiedades de resistencia al calor. Un láser de alta potencia calentó los materiales a más de 2.000ºC.

A continuación, la mezcla fundida de regolito marciano, cerámica y metal fluyó sobre una plataforma móvil que permitió a los investigadores crear diferentes tamaños y formas. Una vez enfriado el material, los investigadores comprobaron su resistencia y durabilidad.

El material cerámico fabricado al 100% con polvo de roca marciano se agrietó al enfriarse, pero, como señala Bandyopadhyay, podría seguir siendo un buen revestimiento para los escudos contra la radiación, ya que las grietas no importan en ese contexto.

Pero sólo un poco de polvo marciano, la mezcla con un 5% de regolito, no sólo no se agrietaba ni formaba burbujas, sino que presentaba mejores propiedades que la aleación de titanio por sí sola, lo que significaba que podía utilizarse para hacer piezas más ligeras que siguieran soportando cargas pesadas.

REFERENCIA

Martian regolith—Ti6Al4V composites via additive manufacturing