Las naves espaciales, los módulos de aterrizaje y los rovers podrían reciclarse para obtener piezas en la Luna

La fabricación aditiva se está volviendo cada vez más útil a medida que mejora la tecnología. Uno de los lugares donde continúa su desarrollo es en el ámbito de la exploración espacial. Durante mucho tiempo se ha debatido como parte integral de cualquier esfuerzo de utilización de recursos in situ (ISRU) y es especialmente importante para garantizar que los primeros exploradores de la Luna tengan las herramientas y materiales adecuados que necesitan para sobrevivir. La Agencia Espacial Europea está apoyando ese esfuerzo de investigación, ya que su fondo Elemento de Desarrollo Tecnológico apoyó el trabajo de una empresa austriaca llamada Incus para desarrollar una solución de impresión 3D que podría reimprimir piezas metálicas en la Luna.

Sin duda, la Luna tiene mucho mineral metálico listo para ser extraído por robots o exploradores. Sin embargo, fabricar metal a partir de ese mineral es costoso en energía y tiempo, los cuales son limitados en cualquier escenario de exploración lunar temprana. Por lo tanto, probablemente sería mejor utilizar el proceso mucho más sencillo de reciclar el metal existente.

Al menos, esa es la idea que sustenta la investigación realizada en Incus. La empresa utiliza una técnica conocida como fabricación de metales basada en litografía (LMM), que combina un polvo metálico con un agente aglutinante y luego cura la mezcla resultante utilizando luz ultravioleta. Luego, se sinterizan para crear una pieza completa sin el desperdicio de los procesos de fabricación "sustractivos" tradicionales.

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Pero en la Luna, ese proceso presenta un desafío adicional. Como ocurre con todos los demás procesos competidores, tiene que lidiar con la más molesta de las sustancias lunares: el polvo. El polvo lunar es conocido por los problemas que causa, y esos problemas se extienden hasta arraigarse en procesos de fabricación como LMM. Con una concentración de polvo demasiado alta, el curado y la encuadernación no funcionan, y las piezas metálicas que se imprimen literalmente se desmoronan y se convierten en polvo.

Esto es particularmente grave para proyectos de reciclaje que utilizarían metal de cosas como vehículos espaciales y paneles solares que habrían estado expuestos al polvo lunar durante un período de tiempo significativo. No sería práctico limpiarlos a fondo antes de reciclarlos, principalmente debido a lo notoriamente pegajoso que puede ser el polvo lunar. Entonces, para procesos como LMM, que idealmente utilizan polvo de piezas recicladas en la Luna, existe una alta probabilidad de que haya una fracción significativa de polvo lunar, en lugar de solo metal, en esa materia prima de polvo.

Incus se dedicó a tratar de comprender hasta qué punto eso representaba un problema. Su investigación patrocinada por la ESA utilizó titanio nuevo y reciclado combinado con una mezcla de diferentes porcentajes de polvo lunar. El titanio puede ser un material caro aquí en la Tierra, pero será aún más valioso en la Luna, además de relativamente común dado su uso omnipresente en componentes aeroespaciales. Pero, ¿cómo reaccionaría al ser reimpreso en una pieza si su polvo estuviera integrado con hasta un 10% de polvo lunar?

De hecho, sorprendentemente bien. Aunque las altas concentraciones de polvo lunar podrían afectar la viscosidad de las piezas metálicas impresas, variar la relación aglutinante-polvo podría garantizar que las piezas cumplan con los mismos estándares de porosidad que serían posibles con los procesos de moldeo por inyección aquí en la Tierra.

Eso no quiere decir que LMM esté listo para el horario de máxima audiencia en la Luna. Aún queda trabajo por hacer con otros tipos de materiales de impresión, como el hierro/acero, y si concentraciones aún mayores de polvo lunar podrían forzar una especie de proceso de filtración antes de que el metal pueda reciclarse. La ESA parece interesada en continuar su apoyo, por lo que pronto podremos ver más resultados de Incus y sus socios.

Más información:ESA – Reciclaje de piezas para la vida en la LunaUT – Impresión 3D en la Luna. Del regolito a la pasta, a objetos y estructuras útilesUT: este es un prototipo de piso de acero impreso en 3D para un hábitat lunarUT: la visión europea de una futura base lunar. Hecho de polvo lunar.

Imagen principal: un bolígrafo junto con piezas impresas en 3D en las que eventualmente podría reciclarse. Crédito: Incus