Si la Artemis 2 consigue sus objetivos, es posible que en 2025 la misión Artemis 3 permita que los seres humanos vuelvan a visitar la superficie del satélite terrestre.

La competencia aeroespacial de la agencia norteamericana con la Agencia Espacial Tripulada de China, se encuentra en su máximo nivel de pugna hegemónica, ya que se espera que los astronautas orientales pisen el suelo lunar en 2030. Esta situación ha generado que Estados Unidos acelere sus propósitos con respecto al retorno de los seres humanos al satélite.

El desarrollo tecnológico en esta nueva guerra fría con China ha originado que desde diversos campos de la ciencia se logren avances en ingeniería y computación, nunca antes vistos. En este sentido, a lo largo de la historia se resalta la evolución de los materiales con los que se han venido construyendo las aeronaves que, hoy en día, además de posibilitar el regreso a luna en un futuro próximo, lograrán la llegada de los seres humanos al planeta Marte.

Conforme a la evolución de la industria aeroespacial, el desarrollo de materiales ha hecho aportes significativos en términos de optimización de la resistencia y los métodos de producción de las aeronaves. A principios del siglo XX se construyeron los primeros aviones compuestos por madera de abeto y fresno en la estructura y fibras textiles en las alas. Poco después nacieron los denominados aviones de hojalata que estaban construidos principalmente de aceros y, con el paso de los días para 1919, se empezó a implementar el uso del aluminio en la construcción de aeronaves. 

Para el año de 1957, fue puesta en marcha la segunda nave que orbitó el planeta Tierra; el Sputnik 2 llevó a la perra Laika a la órbita terrestre, logrando que, por primera vez en la historia, un tripulante terrestre viajara por el espacio. El satélite que orbitó la tierra por algo más de 5 meses, tenía un cohete compuesto en su mayoría de acero y una cabina hermética presurizada a base de aluminio con un compuesto acolchado en el interior.

“¿Vienes del espacio exterior?, preguntó la anciana. Ciertamente, sí. Pero no se alarme, soy soviético.” Yuri Gagarin

Para la década de los sesenta, Yuri Gagarin viajó en la misión Vostok 1, 108 minutos sobre la órbita terrestre. De este suceso, en la carrera espacial, se resalta la composición del escudo térmico para la reentrada de la cápsula al planeta, el artefacto protector tendría que soportar temperaturas entre 2500 - 3500 °C. Los científicos rusos lograron construir un escudo de ablación de plástico acorazado, reforzado con tela de amianto.

“Es un pequeño paso para el hombre, pero un gran salto para la humanidad.” Neil Armstrong

La llegada del Apolo 11 a la Luna en 1969 es, sin duda, uno de los más grandes hitos de la historia de la humanidad, este hecho derivó en una revolución tecnológica sin precedentes. Se resalta que la estructura del módulo lunar era de aluminio y que el cohete Saturno V empleó algunos materiales de la industria Dow como sellantes de silicona Dow Corning, además de diversos compuestos para encapsulado y aislamiento térmico. 

Los trajes A7L que utilizaron los astronautas del Apolo 11, se confeccionaron por medio de 27 diferentes capas de tela como dacrón, teflón, neopreno, una fibra denominada Sílice Beta y lycra, entre otros.

En 1977 fueron lanzadas al espacio las naves espaciales Voyager 1 y Voyager 2, considerado como uno de los más grandes logros de la humanidad en cuanto a la exploración espacial. Estos dispositivos son los artefactos creados en la tierra que más han viajado a través del universo. El ordenador de las sondas posee una memoria de 69 kB, una grabadora digital con cinta magnética de ocho pistas con tecnología de los años setenta. Cada sonda está equipada con un generador termoeléctrico de radioisótopos de larga duración para la producción de energía. Entre las proezas de ingeniería se encuentran once instrumentos científicos, con propiedades como el ahorro de energía, la autoreparación, dispositivos para ajustar el rumbo y la orientación, giroscopios para la estabilización y dieciséis propulsores de hidracina.

Las sondas también incluyen cámaras de gran angular y de pequeño angular, un telescopio de 0,2 m y antenas de 3,7 metros. Cada sonda contiene cerca de 65.000 elementos electrónicos individuales. Se destacan los discos de oro, gramófonos integrados a un costado de ambas sondas, los cuales llevan consigo la grabación de sonidos e imágenes de las culturas terrestres, la biodiversidad y los paisajes de la tierra, la localización del planeta y la estructura del genoma humano, entre otros datos. Tanto el exterior como el cuerpo central de las sondas está compuesto por un material altamente protector, con el cual han logrado soportar grandes dosis de radiación y climas extremos.       

"Espero que mi viaje a la Estación Espacial Internacional incite a la juventud a soñar a lo grande.” Gregory Olsen, turista espacial.

Ya para finales del siglo XX empieza otro hito de la historia aeroespacial con la construcción de la Estación Espacial Internacional que, desde el año 2000, es habitada por seres humanos. Para este tiempo la evolución de materiales es notable: los componentes principales de la estación son tubos de fibra de carbono integrados a diversos segmentos de aluminio, con efectores metálicos en cada extremo. También se encuentra el Canadarm2, un brazo robótico compuesto por fibra de carbono termoplástica, con 19 capas superpuestas que generan un alto nivel de resistencia con poco peso. Se destaca que tanto los metales como los demás compuestos de los módulos y los nodos que componen la estación, están creados para resistir corrosión, incendios, altas temperaturas y no emitir gases tóxicos. 

Con 450 toneladas de peso en la Tierra, la Estación Internacional dispone de un recubrimiento exterior que la protege de choques con pequeños objetos. El dispositivo, denominado escudo MM/OD (por sus siglas de “micrometeoritos y desechos orbitales”), fue creado con aluminio de diferentes grosores. Además, tiene capas de tejido cerámico de nextel y un tejido similar al kevlar, material con el que se producen los chalecos antibalas.

Las ventanas de la Estación Espacial Internacional tienen una mezcla de silicio y trióxido de boro con el que se crea el “borosilicato”, un vidrio con la capacidad de contraerse y expandirse a un menor grado, que el vidrio común cuando es sometido a cambios extremos de temperatura. Las ventanas también incluyen una contraventana al estilo de las casas rústicas, fabricado a partir de aluminio, nextel y kevlar.

Los paneles solares de la Estación Espacial Internacional se sostienen por medio de una estructura de tubos de aluminio extruido y los paneles solares están hechos principalmente de semiconductores de silicio.

“El estudio del universo es un viaje para autodescubrirnos.” Carl Sagan

En la actualidad, las naves espaciales están conformadas por los materiales más duraderos que se han creado, entre los que se encuentran las aleaciones de titanio, aluminio y magnesio. Los cascos de recubrimiento que protegen las aeronaves al ingresar a la Tierra están construidos principalmente por sistemas de protección de naturaleza cerámica, conformados por materiales como arena de cuarzo y fibras de sílice amorfa.

En las últimas décadas, se viene utilizando la fibra de carbón en varias partes de las estructuras de las naves. La necesidad de crear materiales más ligeros y resistentes ha llevado a los expertos a construir materiales sintéticos que asemejan la estructura ósea, con modelos computacionales se están ingeniando obras arquitectónicas y naves espaciales que replican el sistema estructural de los huesos. Con lo que se ha llegado a establecer el material óseo como un posible compuesto prometedor en el diseño de naves espaciales futuras.

Los científicos también están trabajando con materiales avanzados, como los nanotubos de carbono, termoplásticos con resistencia a las altas temperaturas, espumas rígidas de poliuretano, paneles compuestos de peso ligero, aditivos para la protección de compuestos, materiales para moldeo por inyección de polvos, materiales inteligentes basados en grafeno y diversas resinas y aditivos que poseen propiedades excepcionales en cuanto a fuerza y resistencia. Se espera que en un futuro próximo los adelantos, en química de materiales, biología molecular, inteligencia artificial y computación cuántica, entre otros, revolucionen la producción de naves espaciales, generando que sean más ligeras, resistentes, flexibles y duraderas para soportar el rigor de los viajes interestelares en medio de un turismo espacial.  

Mauro Sastoque Campos 

Periodista, escritor y diseñador para la Comunicación Gráfica.

Revista Virtualpro

mauro.sastoque@ingco.co

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