La impresora 3D espacial sólo tiene un botón y se controla desde La Tierra

Redacción
Martes, 28 Octubre 2014
impresora 3D espacial

Un cohete Falcon 9  de la empresa SpaceX despegó el domingo 21 de septiembre de madrugada hacia la Estación Espacial Internacional llevando en una cápsula Dragón la primera impresora 3D para astronautas en órbita, después de que el lanzamiento volviera a retrasarse por un día más debido a las inclemencias meteorológicas que sufría la costa de Florida.

La impresora 3D ha sido desarrollada por Made in Space, una empresa de California. El dispositivo es más robusto que los modelos convencionales, para que soporte la presión del despegue, y cumple con las estrictas normas de seguridad de la NASA. La agencia espacial trabaja en que algún día los astronautas puedan fabricar las piezas de recambio que necesiten. De momento, se trata de una prueba de tecnología con vistas a enviar un modelo más grande y mejor el año que viene.

Más de un mes después del lanzamiento al espacio de la primera impresora 3D, dos ejecutivos de la compañía 'Made in Space', Jason Dunn (director de Tecnología y cofundador de la firma) y Brad Kohlenberg (ingeniero de Desarrollo), han hecho declaraciones al canal Youtube de Hubble Hangouts y a la NBC News, merced a las cuales se ha podido saber más detalles acerca del proyecto y de su evolución:

-En el año 2011, una versión anterior de la impresora 3D se probó en un avión de la NASA con gravedad reducida, llamado irónicamente por esa circunstancia 'el cometa del vómito', para probar que podría funcionar en un entorno de microgravedad. se trataba de un importante paso, ya que la máquina había sido diseñada específicamente para funcionar en condiciones de gravedad cero.

impresora 3D espacial

-Según los ejecutivos de 'Made in Space', aunque se quiera creer o no, la extrusión real del plástico es en sí misma trabajar en gravedad cero, pero podrían surgir problemas con las correas y engranajes que se utilizan para controlar la posición real del aparato. Hay que asegurarse, pues, de que no floten en gravedad cero.

-La compañía esperaba inicialmente poder enviar una impresora 3D normal a la estación espacial internacional, para que así cualquiera pudiera enviar sus esquemas en un e-mail e imprimirlos allí.

-Conseguir colocar en la estación espacial una impresora 3D lo más rápidamente posible era la meta de 'Made in Space', por lo que probó más de una docena de impresoras diferentes en los vuelos en condiciones de microgravedad y luego construyó algunas nuevas impresoras de su modelo. A  través de todo ese proceso, acumuló más de tres horas de tiempo de gravedad cero. Descubrió que ninguna de las impresoras comerciales funcionaría. Tuvieron que modificarlas de manera significativa para conseguir ajustes térmicos y mecánicos, todas las cosas que cabría imaginar. Pero por encima de eso, sólo para construir una impresora 3D que pudiera sobrevivir el lanzamiento a la Estación Espacial Internacional, y que satisficierar todos los requisitos de seguridad para trabajar en la Estación. La desgasificación, por ejemplo,  podría ser perjudicial para la tripulación.

-Así pues, 'Made in Space' tuvo que ir por el camino de desarrollar un nuevo tipo de impresora. Una que es mucho más resistente y fiable, que es muy segura y es muy fácil de usar. De hecho, sólo hay un botón en la totalidad de la impresora, y ése es el interruptor de "on". Todo lo demás está controlado desde su estación en La Tierra, sita en Mountainview, California. Así que,  en realidad, la impresora 3D  funciona por control remoto.

-La impresión 3D  abre una nueva era potencialmente revolucionaria en la exploración espacial.Con suficiente tiempo y las pruebas adecuadas, podríamos ver algún día el reabastecimiento de la Estación Espacial Internacional con materiales para la impresión en 3D en lugar de con piezas de repuesto.

-Hasta este momento, sólo ha habido una manera de conseguir colocar el hardware en el espacio, y ha consistido en enviarlo en cohetes", dijo Dunn. Y ahora,  con la impresora 3D en la Estación Espacial, hay una nueva forma de allegar allí hardware. Basta con adjuntar en el correo electrónico el archivo digital para nuestra impresora 3D e imprimirlo. Esto es un cambio de paradigma.

-Por supuesto, una impresora 3D no puede imprimir algo de la nada. Se necesitan materias primas con el fin de imprimir . Es difícil ver exactamente la ventaja  de tener una impresora 3D cuando la misma cantidad de masa tendrá que ser transportada  independientemente. Pero de acuerdo con 'Made in Space', no es tanto problema como podría pensarse.

impresora 3D espacial

-Incluso si hay que enviar la materia prima, sigue siendo beneficioso, porque no hay que diseñar el hardware para sobrevivir al lanzamiento hacia la Estación Espacial; se elimina el requisito de tener que soportar varias veces la fuerza de gravedad y todos esas vibraciones y cargas. Así que hay que  imaginar algo que sólo tiene que trabajar en gravedad cero, pero que ni siquiera tiene que soportar su propio peso. Así que sólo basta el envío de la materia prima en su forma más condensada.

-Incluso el envío de la materia prima condensada se va a prolongar durante más tiempo y basándose todavía en la Tierra. La visión de la empresa es  la utilización de recursos in situ, para que las colonias de la Estación Espacial Internacional y eventualmente en Marte puedan sobrevivir fuera de nuestro planeta.

-Lo que los técnicos de 'Made in Space' empezaron a analizar en los últimos dos años fue: ¿cómo podemos realmente producimos la materia prima para la impresora 3D en la Estación Espacial? E iniciaron el desarrollo de una nueva pieza de tecnología que llamaron Redo (Rehacer). Redo parte del hecho de que se pueda tomar una pieza impresa en 3D y rehacerla, convertirla de nuevo en la materia prima para otras impresiones.

-Una vez que empezaron a bucear en este problema, se percataron de que la Estación Espacial genera una gran cantidad de residuos de plástico. Una gran cantidad de comida va envasada en bolsas de polietileno. El embalaje de todas estas cosas es en realidad un polímero, y han diseñado a Redo para que pueda aprovechar esos residuos de plástico en la Estación Espacial y convertirlos  también en filamento.

-Pero las ventajas de la impresión en 3D no terminan con la Estación Espacial Internacional. La Agencia Espacial Europea (ESA) ya  ha explorado la posibilidad de la  impresión en 3D para la construcción de una base lunar.

-El astronauta Reid Wiseman ya expresó su entusiasmo por la impresora 3D antes de que iniciara su misión a bordo de la Estación: "Imagínese que usted va a Marte y en lugar de embalar 20.000 piezas de repuesto -dijo- , bastan unos pocos kilogramos de 'tinta'. Ahora usted ni siquiera necesita saber qué parte se va a romper. Sólo necesita imprimir esa parte".

-Impresoras 3D pequeñas podrían imprimir hasta piezas para las más grandes. Algún día podría haber enormes impresoras 3D en órbita para construir naves espaciales para misiones en el espacio. Los asteroides podrían proporcionar la materia prima, o los minerales de la Luna. Las posibilidades son infinitas.

-Hay problemas. El fundamental es que las estructuras construidas para su uso en el espacio deben ser precisas, pero hasta el momento todo el material de 3D-impreso ha sido áspero. Una superficie áspera es más fácil de romperse, o de convertirse en una estructura difusa de polvo y suciedad.

-De acuerdo con la Agencia Espacial Europea, tradicionalmente los materiales utilizados en el espacio tienen que ser del mejor acabado posible, sin partículas sueltas o poros que puedan desarrollar grietas. Tienen que estar limpios, conforme a los estándares quirúrgicos. La electrónica de satélites delicado o la óptica en el pasado ha sido fatalmente dañada  por la contaminación de partículas o la desgasificación.

-La Agencia Espacial Europea, como cualquier organización aeroespacial profesional, reconoce el hecho de que la tecnología todavía tiene mucho camino por recorrer en cuanto a temas tales como la desgasificación.

impresora 3D espacial

-Los técnicos de Made in Space han tenido que hacer frente a ese problema de varias maneras diferentes. El hecho es que no podían tener una impresora que estuviera rompiendo pequeñas piezas de plástico y dejándolas flotar alrededor. Si en el momento en que el astronauta abre la puerta de la impresora pedazos de filamento salen flotando, se quedan atascados en todos los pequeños rincones y grietas de la Estación Espacial. Por eso han construido un tipo muy sofisticado de control del medio ambiente. Es algo que  puede reciclar el gas dañino que se genera por el estireno que sale de una impresión, y también captura las partículas y controla la temperatura del volumen de impresión. Así que al final del día, la mejor manera de conseguir una muy buena impresión es el control de volumen,  los valores de temperatura adecuadas y cosas por el estilo.

-Cualesquiera que sean las dificultades, es importante recordar que la impresión 3D es una tecnología relativamente nueva. Conforme pase el tiempo, la calidad y la precisión deben mejorar. Incluso si la impresión 3D en gravedad cero resulta ser una decepción, modelos nuevos y mejores surgirán, tal vez más temprano que tarde. 

 

 

 

 

 

Aplicación: Aeroespacial, Industria