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Kit básico para construir una fábrica lunar
Los materiales basado en fibra son aptos para la construcción de una futura base lunar. En su proyecto MoonFibre, los investigadores han desarrollado un sistema en miniatura para producir fibras de vidrio continuas en condiciones adversas.
Conocemos bien la Luna, incluso su cara oculta. Una sonda china aterrizó allí en 2019. La ESA y la NASA también están haciendo planes para enviar nuevas misiones a la Luna. Es una pena que los costes de transporte sean tan altos. Transportar un litro de agua a la Luna cuesta 1 millón de dólares. Solamente el envío de los materiales para una estación espacial del tamaño de la EEI podría costar 450 000 millones de dólares. Por ello, el objetivo es construir infraestructuras extraterrestres utilizando materiales disponibles localmente. La superficie lunar está formada por rocas, piedras y polvo. Esta roca porosa y suelta es regolito, y su composición química es similar a la del basalto, lo que hace que sea adecuada para la producción de fibras minerales.
El instituto de mecánica estructural y diseño ligero (SLA, por sus siglas en alemán) y el instituto de tecnología textil (ITA) de la Universidad RWTH de Aquisgrán han desarrollado una máquina de hilar automatizada y en miniatura para la producción de fibras minerales. Después de analizar las muestras de suelo de las misiones Apollo y Luna, se fabricaron simuladores de regolito con las que se hilaron finísimas fibras de hasta 17 micras.
Versatilidad
Tomando como punto de partida los sistemas de producción de fibra de vidrio, los investigadores simplificaron los procesos y los integraron en un cubo de 40 centímetros hecho de materiales reforzados con fibra de carbono. En este cubo, la roca lunar se fundirá a 1450 grados Celsius para obtener vidrio. A continuación, el vidrio fundido se estirará a través de una boquilla situada en el fondo del crisol para formar una fibra continua. Finalmente, esta fibra continua se enrollará en un carrete. El iBlock está pensado para producir hasta 180 kilómetros de fibra cada hora.
El proceso convencional de hilado se ve alterado por la gravedad y la presión del aire, por lo que la complejidad reside en adaptar el sistema a las condiciones lunares. Además de la menor fuerza de la gravedad, las fluctuaciones extremas de temperatura también se ha tenido en cuenta a la hora de diseñar el concepto de la planta.
Las fibras de vidrio obtenidas del regolito podrían utilizarse para fines muy diversos en la construcción de una base lunar. Podrían usarse para fabricar estructuras reforzadas con fibra hechas de hormigón y lana mineral, o tejidos para la fabricación de ropa, equipamiento médico, cuerdas y cables. La lana y los materiales no tejidos podrían destinarse a la producción de filtros, aislamientos térmicos y acústicos, y protecciones contra la radiación. Hay incluso planes para cultivar plantas en sustratos hechos de fibras lunares.
Concepto escalable
El cubo, que pesa tan solo 17 kilogramos, puede ampliarse para alcanzar el tamaño de en un sistema o una fábrica pequeña. Múltiples unidades conectadas a través de interfaces ejecutarían diversas funciones. Las fibras lunares fueron un componente central de un estudio realizado por el Centro Aeroespacial Alemán (DLR, por sus siglas en alemán), que investigó la posibilidad de establecer una base en la Luna.
El equipo de MoonFibre fue uno de los tres equipos de estudiantes ganadores del IGLUNA, un proyecto de la ESA coordinado por el Centro Espacial Suizo que tuvo lugar en Lucerna en julio de 2020. Por cierto: el bobinador y la guía del hilo son accionados por motores EC 45 flat sin escobillas y motores EC 20 flat (estos últimos con un reductor planetario ampliado). El ajuste de la altura se lleva a cabo con otro actuador, que consta de un motor DCX 19 S con escobillas, un reductor planetario con holgura reducida y un encoder incremental ENX para el posicionamiento.
Programa de jóvenes ingenieros
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