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Las aplicaciones más sorprendentes de la impresión 3D en el espacio

Publicado el enero 27, 2022 por Lucía C.
impresión 3D en el espacio

Hasta el infinito… ¡y más allá! ¿Quién no ha oído alguna vez el emblemático eslogan de Toy Story, que resume a la perfección el deseo de la humanidad de explorar hasta donde pueda llegar? Hay una razón por la que el espacio se conoce como la última frontera: ahora que hemos llegado a los confines del planeta, es la siguiente región donde podemos llevar la innovación humana y nuestro deseo innato de explorar. No es de extrañar, pues, que la fabricación aditiva se utilice ahora también para impulsar la expansión de la humanidad. Desde satélites a cohetes, pasando por alimentos y mucho más, echamos un vistazo a algunas de las formas más innovadoras en que se utiliza actualmente la impresión 3D en el espacio.

Probando la fabricación aditiva en el espacio

Una de las principales formas en las que la impresión 3D está presente en el espacio es a través de pruebas, ya que los astronautas de la ISS intentan averiguar si la fabricación aditiva es una tecnología viable para utilizar incluso en microgravedad. Por ejemplo, Incus y la Agencia Espacial Europea (ESA) se han asociado para probar el proceso de fabricación de metales basado en la litografía de Incus para ver si sería posible crear piezas en una base lunar utilizando chatarra o materiales de superficie existentes. También hay experimentos actualmente en la ISS para determinar si la bioimpresión podría utilizarse en el futuro para, según la Agencia Espacial Europea, «apoyar el tratamiento médico de las expediciones espaciales de larga duración y los asentamientos planetarios.» Estos experimentos se llevan a cabo en la planta BioFabrication y recientemente un equipo de Wake Forest ganó un desafío de la NASA con su tecnología para crear tejidos de hígado humano cultivados en laboratorio utilizando manufacturación aditiva. También hay experimentos que se llevan a cabo incluso en la Instalación de Fabricación Aditiva de Redwire.

impresión 3D en el espacio

Créditos: Incus

La fabricación aditiva podría hacer casas en el espacio

Seguramente hayas oído hablar de las casas impresas en 3D en la Tierra, pero ¿sabías que la NASA y otras organizaciones también están estudiando su potencial para hacer viviendas en la Luna y otros planetas? La colonización del espacio ha sido una consideración para muchas organizaciones desde hace unos años, que han investigado para ver si sería posible. El eje central para muchas empresas es ver si seríamos capaces de crear asentamientos y la fabricación aditiva se contempla como la posible solución. Hay varios proyectos ya en marcha, empezando por el Proyecto Olympus de ICON, que pretende probar y desarrollar prototipos para un posible sistema futuro de construcción aditiva a gran escala en la luna. Redwire tiene una idea similar, ya que ha enviado suministros a la Estación Espacial Internacional para determinar si sería posible imprimir en 3D imprimir con fragmentos de roca lunar, piedra suelta y tierra, para crear hábitats a la carta en otros planetas y en la Luna. A parte de este proyecto, hay muchos mas, como por ejemplo el diseño Marsha de AI SpaceFactory, que fue ganador del Desafío de Hábitats Impresos en 3D del Centenario de la NASA, y los proyectos de Luyten y la ESA.

impresión 3D en el espacio

Créditos: ICON

La impresión 3D se utiliza para fabricar satélites

La impresión 3D se utiliza cada vez más en el espacio para los satélites. Actualmente, hay proyectos de varias empresas, como Boeing y Airbus, que han utilizado la fabricación aditiva para crear piezas cada vez más complejas y ligeras para sus satélites. Por ejemplo, Airbus utilizó la fabricación aditiva para fabricar componentes de radiofrecuencia (RF) para dos satélites: Eurostar Neo y el MIT. Airbus imprimió en 3D propulsores de nanosatélites alimentados por iones el año pasado. Recientemente, Fleet Space, en Australia, anunció incluso que lanzaría satélites impresos en 3D para la constelación Centauri.

impresión 3D en el espacio

Créditos: Fleet Space

Motores de cohete impresos en 3D

Muchas empresas desean desarrollar de manera rápida el motor de los cohetes y la forma más fácil de hacerlo es cambiando los procesos de fabricación. Por ello, las empresas espaciales están recurriendo a la impresión 3D. Cada vez más a menudo, los ingenieros utilizan el proceso de SLS para imprimir piezas de motores de cohetes en 3D con un polvo de aleación de cobre, que puede soportar altas temperaturas. Si nos centramos en la utilización de motores de cohetes impresos en 3D, podemos encontrar varios proyectos recientes, como el de la empresa española Pangea. Esta empresa desarrolla e industrializa dispositivos de combustión avanzados impresos en 3D hechos de materiales innovadores. Han diseñado un motor de cohete impreso en 3D que es un 15 % más eficiente que los producidos tradicionalmente. La empresa más importante del sector espacial: La NASA también está diseñando los cohetes del mañana: con su proyecto RAMPT (Rapid Analysis and Manufacturing Propulsion Technology) crean mediante fabricación aditiva los grandes motores de cohetes espaciales. Y por último, el fabricante de impresoras 3D SPEE3D recibió una subvención de 1,5 millones de dólares para un proyecto cuyo objetivo es utilizar su tecnología patentada de pulverización en frío para imprimir motores de cohetes utilizando material metálico.

Exploración espacial y colonización de Marte

La colonización de otros planetas puede seguir sonando a ciencia ficción, pero para algunos se acerca cada vez más a la realidad. El ser humano lleva años intentando «conquistar» Marte, y la impresión 3D está demostrando jugar un papel fundamental en este ámbito. Actualmente existen varios proyectos en los que los expertos trabajan con el objetivo de crear hábitats para el ser humano en el espacio, concretamente en la Luna y Marte. En 2020, la NASA lanzó el rover Perseverance a Marte, con once piezas metálicas impresas en 3D así como otro tipo de herramientas. Esto permitió un apunte de baja masa y alta precisión que no hubiera sido posible con la fabricación convencional. El objetivo del Perseverance es buscar señales de vida microbiana en el planeta. Otro proyecto de la Universidad Tecnológica de Delft ha desarrollado los llamados “robots Zebro”, que podrán excavar túneles bajo la superficie de Marte para crear un hábitat subterráneo con ayuda de la impresión 3D. Los robots pueden comunicarse entre sí y compartir tareas como cavar túneles y construir estructuras impresas en 3D en un espacio donde se esté menos expuesto a las fluctuaciones de temperatura. Por último, el ambicioso proyecto en este campo ha sido realizado por ICON y Big-Bjarke Ingels Groups para la NASA. Han creado una simulación realista de un hábitat impreso en 3D, llamado Mars Dune Alpha. El objetivo es «transportarlo» a Marte para apoyar las misiones espaciales de exploración a largo plazo.

Créditos: Icon

Impresión 3D de comida en el espacio

Otro de los retos que la industria aeroespacial está afrontando es la creación de comida impresa en 3D. De hecho, en los últimos años han surgido varios proyectos que combinan la tecnología 3D con la comida espacial. Uno de ellos está protagonizado por la empresa israelí Aleph Farms, que anunció en 2019 su proyecto de impresión 3D de carne a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS). Gracias a la impresora 3D de Bioprinting Solutions, consiguieron crear una carne a base de células que retiene la textura, el sabor y la estructura de un filete clásico. Para ello, las células bovinas se recolectaron en la Tierra y se enviaron al espacio donde fueron cultivadas. Además de esto, Aleph Farms también ha participado en el llamado Misión: Space Food. Se trata de un consorcio de expertos sobre el espacio, la alimentación y la tecnología de impresión 3D que crea un enfoque integrador de la nutrición humana en el espacio. Junto a la experiencia culinaria y de ingeniería de la empresa Astrea, pretenden desarrollar nuevos alimentos espaciales para ayudar a los astronautas a prosperar en este campo.

Créditos: Aleph Farms

Otra de estas iniciativas viene de la mano SMRC en colaboración con la NASA, quienes buscaban fabricar alimentos para misiones espaciales de larga duración. El objetivo era crear platos mediante la impresión 3D que mantengan sabores agradables a la vez que incluyeran nutritivos sin que se degraden a lo largo de la misión. Actualmente, la NASA también está llevando a cabo un proyecto en el que reconocerá el trabajo de algunas empresas que presenten innovadoras formas de llevar comida al espacio. De todas las organizaciones que están participando, 4 de ellas han apostado por la impresión 3D, siendo BigRedBites, ALSEC, Electric Cow y KEETA.

Cohetes impresos en 3D

Además de la producción de piezas concretas, la fabricación aditiva también se utiliza en la industria aeroespacial para la creación de cohetes impresos en 3D. Esta creciente tendencia está permitiendo a las empresas del sector reducir el peso de las piezas finales. Entre ellas destaca Relativity Space, una startup estadounidense que ha experimentado un crecimiento exponencial en los últimos años, llegando a posicionarse como una de las empresas de la impresión 3D que más fondos ha recaudado. Su proyecto Terran R pretende ser el primer cohete totalmente impreso en 3D y reutilizable, que será capaz de lanzar más de 20.000 kg a la órbita baja de la Tierra (LEO) en configuración reutilizable. Está previsto que el Terran R se lance desde Cabo Cañaveral a partir del año 2024. Por otro lado, la empresa SpaceX comenzó a implementar la fabricación aditiva en torno a 2014, con el objetivo de crear piezas de sus cohetes. A día de hoy, con su objetivo de colonizar Marte en 2050, SpaceX está utilizando la impresión 3D de metal (DMLS) para agilizar el proceso de fabricación. De hecho, la tecnología le permite construir cohetes que pueden ser reutilizados tantas veces como sea necesario.

Propulsores de cohete impresos en 3D

Otra de las aplicaciones de la fabricación aditiva en la industria aeroespacial es la creación de propulsores. Un ejemplo de esto es el caso del módulo de aterrizaje lunar Griffin. El equipo de la misión Griffin One (GM1) de Astrobotic se ha asociado con Agile Space Industries para crear propulsores impresos en 3D a medida para el módulo de aterrizaje lunar Griffin, conocidos como propulsores de control de actitud (ACT). Griffin será utilizado por la NASA para llevar el Volatines Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) al Polo Sur de la Luna en 2023. La misión es especialmente importante porque el rover se utilizará para cartografiar la presencia de hielo en la Luna.Una representación del VIPER de la NASA en la superficie lunar.

impresión 3D en el espacio

Créditos: NASA Ames/Daniel Rutter

Moda en el espacio

Otra aplicación de la impresión 3D en el espacio, es la creación de las prendas necesarias para realizar las misiones espaciales. La empresa SpaceX, ha creado unos trajes espaciales y unos cascos impresos en 3D que se pueden replicar de manera fácil con impresoras 3D de escritorio. Cada casco cuenta con una visera, válvulas, cerraduras y micrófonos y sus trajes cumplen los requisitos de los viajes espaciales. Para fabricar esta indumentaria se ha utilizado el método FDM para imprimir los cascos, ya que proporciona un abanico mayor de materiales avanzados, como por ejemplo el PEKK.

impresión 3D en el espacio

Créditos: SpaceX

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