Los esfuerzos por establecer una presencia humana permanente en la Luna avanzan. Uno de los grandes proyectos que pretende cumplir esta hazaña es, por ejemplo, el programa Artemis de la NASA. Como podemos imaginarlo, este objetivo trae consigo innumerables desafíos, uno de ellos, la logística de los materiales de construcción desde la Tierra. Desde que se puso en marcha el programa, ha habido varias propuestas, hoy os presentamos la más reciente. Se trata de un estudio de la Universidad de Concordia, en Canadá, que plantea el uso del regolito como materia prima para construir en la Luna.
El artículo científico que presenta esta solución fue publicado recientemente en el repositorio arXiv. En él, los científicos exploran la fabricación de un material para la impresión 3D a base de PEEK (polieteretercetona) reforzados con un material análogo del regolito lunar. Con este se podrían producir piezas, herramientas e incluso infraestructura directamente en la Luna, aprovechando los recursos locales.
Ejemplo del filamento con algunas inconsistencias en el grosor. (Créditos: arXiv)
Imprimir en 3D puede llegar a ser todo un reto. ¿Te imaginas lo que supone imprimir en la Luna? Hay que tener en cuenta aspectos como la temperatura, la radiación, la baja gravedad, etc. Intentos previos de combinar regolito con PEEK habían fracasado debido a complicaciones con la extrusión. Las partículas más duras del regolito aumentaban el par de motor (momento de fuerza) en el extrusor y limitaban el contenido mineral a un máximo de 30%. Además, las piezas resultaban más porosas, lo que reducía la resistencia a la tracción y aumentaba la fragilidad.
Para abordar estos retos, el equipo liderado por Mohammad Azami introdujo dos innovaciones clave. Un nuevo diseño de extrusor de doble tornillo capaz de mezclar de manera más homogénea PEEK con hasta un 50 % de regolito análogo, y el uso de un “raft” especial de PEKK (polieter-cetona-cetona), una capa intermedia depositada con una segunda boquilla que ayudó a reducir las deformaciones y los problemas de adherencia en la placa de fabricación.
Tras optimizar el proceso, los investigadores sometieron las piezas a un tratamiento de recocido a 300 °C. Esta etapa ayudó a mejorar algunas propiedades mecánicas, aunque los beneficios fueron limitados en mezclas con más del 40 % de regolito. Los resultados mostraron que la incorporación del material lunar aumentó la rigidez de las piezas hasta en un 41 % y redujo la deformación durante la impresión, lo que se tradujo en mayor precisión dimensional. No obstante, la resistencia a la tracción descendió de 107 MPa en PEEK puro a 90 MPa en las piezas con 40 % de regolito y a unos 70 MPa en aquellas con 50 %. Además, la fragilidad también aumentó, con menor capacidad de elongación antes de la rotura.
Ejemplos representativos de réplicas impresas, que van desde PEEK puro hasta PEEK con un 50 % en peso de regolito.
De este modo, la investigación concluye que la mezcla más equilibrada se encuentra en torno al 60 % de PEEK y 40 % de regolito, lo que permite ahorrar material terrestre sin comprometer en exceso las propiedades mecánicas. Con estos resultados, los científicos establecen una referencia práctica para futuros proyectos de fabricación aditiva en el espacio.
Los investigadores señalan que este es apenas un primer paso. Su próximo objetivo será probar estas técnicas en entornos lunares simulados, incluyendo vacío, baja gravedad, ciclos térmicos extremos y radiación. También prevén experimentar con otros polímeros y escalar el proceso hacia sistemas de impresión robóticos de gran formato capaces de fabricar estructuras completas directamente en la superficie lunar, como hábitats. Si te interesa saber más sobre el proyecto, puedes consultar la publicación científica AQUÍ.
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*Foto de portada: representaciones del material con distintos porcentajes de regolito. Créditos, arXiv