Los experimentos espaciales y la fabricación, han sido una parte crucial de la exploración espacial humana durante décadas. La Estación Espacial Internacional (EEI) ha servido de plataforma para numerosos experimentos, entre ellos los relacionados con los procesos de fabricación, la ciencia de los materiales y el estudio de diversos fenómenos físicos en microgravedad. Con el programa Artemis de la NASA y la aparición en ciernes de las estaciones espaciales comerciales, las oportunidades de experimentos espaciales y fabricación se ampliarán aún más.
La EEI ha sido un valioso laboratorio espacial multinacional desde el lanzamiento del primer módulo (Zarya), el 20 de noviembre de 1998; proporcionaba propulsión, control de altitud, comunicaciones y energía eléctrica, pero carecía de sistemas de soporte vital a largo plazo. Ha albergado numerosos experimentos relacionados con la fabricación y la ciencia de los materiales, incluidas investigaciones sobre la fabricación aditiva -impresión 3D- en microgravedad, el comportamiento de fluidos y llamas, la producción de aleaciones y cristales únicos; además de permitir la observación de la Tierra, astronomía e investigación del espacio profundo. El entorno de microgravedad de la EEI ofrece a los científicos la oportunidad de estudiar procesos que no pueden reproducirse fácilmente en la Tierra. Estos experimentos e investigaciones han aportado valiosos conocimientos sobre el comportamiento de los materiales y el potencial de desarrollo de técnicas de fabricación avanzadas. El estudio de la ciencia de los materiales es una importante actividad de investigación de la EEI, que busca obtener beneficios económicos a través de la mejora de las técnicas utilizadas en la Tierra.
El programa Artemis de la NASA y sus socios internacionales, tiene como objetivo devolver seres humanos a la Luna y establecer una presencia lunar sostenible. Este programa abre nuevas posibilidades para los experimentos espaciales, la fabricación y la utilización de recursos in situ (ISRU). Uno de los objetivos centrales de Artemis es extraer y utilizar los recursos disponibles en la Luna, como el hielo de agua y el regolito (suelo lunar), helio 3, entre otros minerales; de ahí la necesidad de desarrollar y probar técnicas de ISRU, para producir consumibles, propulsores y materiales de construcción directamente a partir de recursos lunares. Estas capacidades de fabricación permitirán construir infraestructuras críticas en la Luna y apoyar misiones de larga duración -en principio a Marte, otros planetas y cuerpos celestes del sistema solar-, con lo que la Luna se convertirá en una especie de estación de servicio y plataforma de lanzamiento de misiones de exploración al espacio profundo. Además, Artemis ofrecerá la posibilidad de realizar experimentos en la gravedad lunar, a una sexta parte de la gravedad terrestre.
La era New Space prevé la aparición de estaciones espaciales comerciales, como la estación Axiom de Axiom Space y los módulos B330 de Bigelow Aerospace, lo que amplía aún más las posibilidades de experimentación y fabricación espacial para múltiples actores espaciales. Estas empresas privadas pretenden crear plataformas independientes para la investigación científica, la fabricación e inclusive el auge de los vuelos privados comerciales (turismo espacial). Las estaciones espaciales comerciales pueden albergar una amplia gama de experimentos, desde investigación científica fundamental hasta proyectos de fabricación espacial aplicada. Además, ofrecen mayor accesibilidad y flexibilidad a investigadores y empresarios, permitiéndoles realizar diversos experimentos en microgravedad y desarrollar novedosas técnicas de fabricación en el espacio.
La participación del sector comercial en experimentos y fabricación espaciales también abre oportunidades de colaboración con agencias espaciales gubernamentales (militares y civiles), instituciones académicas y empresas privadas. Estas asociaciones darán lugar a proyectos de investigación innovadores y disruptivos, validaciones tecnológicas y el desarrollo de nuevos productos y procesos con aplicaciones en la Tierra y en el espacio; haciendo más evidentes los beneficios de la exploración espacial para la humanidad. La industria farmacéutica es una de las más interesadas en producir medicamentos y fármacos en el espacio, debido a las facilidades que ofrece la microgravedad. De igual manera, la investigación médica mejorará el conocimiento sobre los efectos de la exposición a largo plazo del cuerpo humano en el espacio, incluida la atrofia muscular, osteoporosis y desplazamiento de fluidos, información que se utilizará para perfilar los vuelos espaciales de larga duración y la colonización del espacio.
Sin duda, el futuro de la fabricación en el espacio es prometedor y se espera que desempeñe un papel crucial en la exploración y colonización espacial. A medida que la tecnología de cohetes reutilizables avanza y las misiones espaciales se vuelven más baratas y frecuentes, se están desarrollando e implementando métodos innovadores de fabricación en el espacio. Algunas tendencias y áreas clave a considerar son la ISRU, así como la fabricación aditiva -impresión 3D-, que se está convirtiendo en una tecnología crucial en la fabricación espacial en órbita y muy pronto en la Luna. Ello permitirá a los astronautas, y a las misiones espaciales, producir objetos y componentes directamente en el espacio, sin tener que llevarlos desde la Tierra, reduciendo la necesidad de enviar cargas pesadas y disminuyendo los costos de lanzamiento.
Los experimentos y la fabricación en el espacio han pasado de la EEI al programa Artemis y a las estaciones espaciales comerciales, y apenas estamos en la antesala de la exploración espacial comercial de la era New Space. Estas nuevas plataformas ofrecen entornos únicos para realizar experimentos, explorar técnicas de fabricación y avanzar en nuestra comprensión de diversas disciplinas científicas. El futuro de la investigación y la fabricación en el espacio parece prometedor, a medida que sigamos aprovechando las oportunidades que brindan estas misiones y plataformas.
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