Por Debra Kamin

La NASA cree que se conseguirá con impresión 3D y cemento hecho de polvo lunar. Algunos científicos opinan que el plazo es demasiado ambicioso.

Reportando desde el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, que los residentes locales llaman Rocket City.

La Luna es un imán que no deja de atraernos.

Hace medio siglo, los astronautas del Apolo 17 pasaron tres días en ese globo cubierto de cráteres cuya fuerza gravitacional atrae no solo a nuestros océanos, sino también a nuestra imaginación. Los astronautas caminaron 75 horas en la Luna con su traje espacial y se desplazaron en un astromóvil lunar mientras toda la humanidad los veía en su televisor a más de 386.000 kilómetros de distancia. El programa Apolo se canceló después de que la nave cayera al océano Pacífico en diciembre de 1972 y, desde entonces, la Luna ha sido, sin explorar y vacía, una sirena en el cielo.

Ahora, la NASA está planeando regresar y, esta vez, en una estancia a largo plazo. Para concretar el plan, la NASA se prepara para construir casas en la Luna, que no solo puedan utilizar los astronautas, sino también ciudadanos comunes y corrientes. Creen que para 2040, los estadounidenses tendrán la primera zona residencial en el espacio. Y vivir en Marte no está muy lejos. Algunos miembros de la comunidad científica opinan que los plazos que se ha fijado la NASA son demasiado ambiciosos, en particular porque todavía no han logrado aterrizar de nuevo en la Luna. Pero siete científicos de la NASA entrevistados para este artículo indicaron que la meta de tener estructuras lunares para 2040 es viable si la agencia sigue cumpliendo sus objetivos intermedios.
A rendering shows a birds-eye view of a space-based construction system.
ICON llama a su plan de construcción fuera del mundo Proyecto Olympus. Es un sistema de construcción con recursos in situ, lo que significa que utilizaría materiales que se encuentran en otros planetas, no aquí en la Tierra.

La agencia espacial estadounidense pretende lanzar una impresora 3D a la Luna y luego aplicar fabricación aditiva por capas, una por una, para construir estructuras con un hormigón lunar especializado creado con trozos de rocas, fragmentos minerales y polvo de la irregular capa superior de la superficie de la Luna, que forma nubes venenosas cuando algo lo levanta. Este arriesgado plan es posible gracias a una nueva tecnología y a una serie de alianzas con universidades y empresas privadas.

“Nos encontramos en un momento crucial que, en cierta forma, parece la secuencia de un sueño”, comentó Niki Werkheiser, directora de maduración de tecnologías de la NASA. “En otros sentidos, la sensación es que era inevitable que llegáramos a este punto”.

Werkheiser, cuya familia era propietaria de una pequeña constructora en Franklin, Tennessee, cuando era niña, dirige la creación de nuevos programas, maquinaria y robótica para misiones espaciales futuras.

La NASA está más dispuesta que nunca a establecer alianzas con académicos y líderes de la industria, por lo que el espacio competitivo ahora se ha ampliado mucho más que en los días de las misiones Apolo, señaló Werkheiser. “Hemos reunido a las personas adecuadas en el momento correcto, todas con el mismo objetivo, y por eso creo que lo conseguiremos”, afirmó. “Todos están listos para dar este siguiente paso juntos, así que, si desarrollamos nuestras habilidades centrales, no veo por qué no podamos hacerlo”.

A small cylinder sits under a machine with a blue light on it.
En el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, en un laboratorio anodino en las entrañas de uno de sus edificios más bajos, los científicos están realizando pruebas en esferas de polvo lunar simulado.
A man's hands are shown holding a small cylinder cement with a scorch mark in the center.
Raymond Clinton Jr. sostiene un cilindro de cemento hecho de polvo lunar simulado después de haber sido sometido a una antorcha de plasma de aproximadamente 1870 grados Celsius, aproximadamente el nivel de calor del aterrizaje de un cohete.

Entre los muchos obstáculos que implica vivir en la Luna se encuentra el polvo, que es muy fino y tan abrasivo que corta como si fuera vidrio. Se arremolina en columnas perniciosas y, si se inhala, es tóxico.

Pero hace cuatro años, Raymond Clinton Jr., asesor técnico sénior de la división de ciencia y tecnología del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, sacó un pizarrón blanco y esbozó la idea de un espacio con casas, caminos y plataformas de aterrizaje. Claro que el polvo es un problema. Pero también podría ser la solución.

A man with a white goatee and a blue shirt with the NASA logo leans on a spaceship in an outdoor garden.
Hace cuatro años, Clinton sacó una pizarra y se dio cuenta de que la impresión 3D podría ser una solución para construir casas en el espacio.

Pensó que, si es posible hacer impresiones 3D en la Tierra para construir casas con barro hecho de minerales que hay aquí, tal vez sería posible imprimir en la Luna con el barro de allá, donde las temperaturas pueden variar hasta 316 grados Celsius y la maligna combinación de radiación y micrometeoritos representa un riesgo para construcciones y cuerpos por igual.

La NASA llama a su regreso a la luna Artemis, el nombre de la hermana gemela de Apolo. En noviembre del año pasado, Artemis I, la primera de cinco misiones lunares planificadas, despegó del Centro Espacial Kennedy con solo robots a bordo, rodeó la luna y regresó sano y salvo a la Tierra. Artemis II, que transportará a cuatro tripulantes humanos, entre ellos la primera mujer y la primera persona negra de la historia, en un vuelo de 10 días por el mismo camino, está previsto para noviembre de 2024. A esa misión le seguirá un año después Artemis III, cuando los humanos aterrizarán en la superficie lunar. Están previstas dos misiones tripuladas más antes de que finalice la década.

Clinton, de 71 años, dice que sabe que el estadounidense promedio tal vez no llegue a vivir en la Luna en lo que le queda de vida, pero para aquellos que son apenas unas décadas más jóvenes que él, es una posibilidad real.

“Me gustaría estar presente para verlo”, dijo.

“Cuando hablamos de presencia humana sostenible, para mí eso significa que haya un pueblo lunar y un conjunto constante de personas que vivan y trabajen en la Luna”, señaló Clinton. “La forma en la que eso se dé la dejamos a la imaginación de los emprendedores”.

A rendering shows three cylindrical shaped structures on the moon.
Hasta ahora, los planos de casas en la luna son poco más que representaciones, pero arquitectos de firmas como SEArch+ (Space Exploration Architecture) han elaborado conceptos, incluido este, llamado Lunar Lantern.

La NASA trabaja en alianza con ICON, empresa de tecnología de construcción con oficinas en Austin, Texas, para alcanzar la meta fijada en 2040. ICON comenzó a recibir financiación de la NASA en 2020; en 2022, anunció 60 millones de dólares adicionales para desarrollar un sistema de construcción basado en el espacio con el propósito de utilizarse fuera de la Tierra para imprimir todo, desde plataformas de aterrizaje para cohetes hasta hábitats, con hormigón mezclado en el lugar. Hasta ahora, los planes en realidad no pasan de los modelos, pero ya les han pedido a arquitectos del grupo Bjarke Ingels y SEArch+ (Space Exploration Architecture) elaborar conceptos y diseños.

Es posible imprimir en 3D casi cualquier objeto y ICON y otros actores han señalado que el proceso es una solución rápida y a buen costo para la crisis de vivienda del país. La impresión en 3D permite construir objetos por capas a partir de un archivo digital. En sus proyectos de construcción en la Tierra, ICON emplea un material de construcción exclusivo llamado lavacrete.

La empresa, que ha tenido varios proyectos ambiciosos, creó el sistema de construcción robótica a gran escala Vulcan, que se ha empleado para construir algunas de las primeras casas impresas en 3D en Norteamérica. Community First! Village en Austin, un conjunto de 400 casas para indigentes, es un ejemplo, así como algunas casas de un poblado de unidades asequibles resistentes a huracanes para mexicanos en situación de pobreza en el pueblo remoto de Nacajuca.

“Es un paso de lo más natural si buscas opciones para crear un mejor futuro para la humanidad con la construcción aditiva y la impresión en 3D”, explicó Jason Ballard, director ejecutivo de ICON, en un comunicado de prensa.

Pero imprimir en el espacio tiene otra dimensión.

“La química es la misma allá, pero las leyes físicas son distintas”, explicó Patrick Suermann, decano interino de la Escuela de Arquitectura de la Universidad de Texas A&M, que trabaja estrechamente con la NASA para desarrollar un sistema de construcción operado por robots en el espacio.

Viajar con poco peso, según dijo, es fundamental porque cada kilogramo adicional en un cohete a la Luna cuesta alrededor de un millón de dólares. En opinión de Suermann, llevar materiales de la Tierra para construir en el espacio no es sostenible. “Y allá no hay Home Depot. Así que debes saber cómo utilizar lo que hay ahí o enviar todo lo que necesitas”.

Suermann fue profesor de ingeniería civil en la Academia de la Fuerza Aérea y ha construido proyectos en algunos de los lugares más remotos del planeta, desde la provincia de Helmand en Afganistán hasta el Círculo Polar Ártico. Construir en el espacio, dijo, le recuerda la lección que aprendió entonces: las mayores amenazas a la vida no provienen de otros humanos, sino del medio ambiente mismo.

“Construimos una base casi de la nada en Afganistán. Es lo mismo, solo que con más radiación y menos gravedad”, dijo. “Y la Madre Naturaleza y el sistema solar van a ganar siempre”.

A rendering shows two astronauts in bedrooms inside a space structure.
Una representación de cómo se vería la vida en la Luna dentro del Lunar Lantern.

Cualquier equipo que se pretenda enviar a la Luna debe probarse en la Tierra para verificar que resista el ambiente, por lo que Marshall también tiene más de 10 cámaras de prueba en las que somete a distintos objetos a las mismas condiciones de radiación y vacío térmico que deben resistir fuera de la Tierra. En febrero de 2024, se introducirá la impresora de ICON en la cámara más grande para su primera prueba.

“Si eres capaz de sobrevivir a nuestras cámaras, lo más probable es que sobrevivas en el espacio”, indicó Victor Pritchett, director de la rama de fluidos experimentales y pruebas ambientales del Centro Marshall.

Además, antes de que la NASA y sus aliados puedan construir casas, la NASA necesita construir plataformas de aterrizaje, para que cuando los cohetes que transporten las impresoras 3D aterricen en la Luna, el polvo que se propague pueda mitigarse.

Algunos científicos de la NASA en este momento se dedican a perfeccionar un hormigón lunar simulado que puede representar al material real para las pruebas en la Tierra. En el Centro Marshall, en un laboratorio anodino al fondo de uno de los edificios de menos altura, varios científicos realizan pruebas con esferas de polvo lunar simulado que se ha vaciado y moldeado para formar un cilindro pequeño. No parece gran cosa, solo una pieza de hormigón redondeada tan pequeña que cabe en la palma de la mano. Pero cuando se somete a un soplete de plasma, logra resistir temperaturas de 1870 grados Celsius. Así que los científicos esperan que, cuando construyan con el material real, tenga un buen desempeño en las condiciones de un aterrizaje real de cohete, que alcanza temperaturas infernales.

In a laboratory, a white testing chamber is seen with the NASA logo. An American flag hangs on the wall.
En el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, hay más de una docena de cámaras de prueba que imitan las condiciones del espacio. En febrero de 2024, la impresora de ICON ingresará a la cámara más grande para su primera prueba.

“Lo primero que debe pasar es la prueba de concepto. ¿En realidad podemos manipular el polvo de la superficie lunar para utilizarlo como material de construcción?”, señaló Jennifer Edmunson, geóloga principal del Centro Marshall de vuelos espaciales para el proyecto. “Necesitamos empezar a trabajar en este desarrollo si queremos concretar hábitats en la Luna para la fecha meta de 2040”.

Por supuesto que una casa no solo está hecha de paredes. Incluso en el espacio, los seres humanos necesitan una puerta para entrar y salir y, una vez dentro, necesitan objetos en los que puedan sentarse y dormir, además de otros accesorios necesarios para la vida.

La NASA colabora con unas cuantas universidades y empresas privadas en la creación de prototipos de muebles y diseños de interiores, dijo Edmunson. El Centro de Investigación Ames de la NASA, en colaboración con investigadores de la Universidad de Stanford, incluso han separado algunos de los minerales del suelo lunar sintético para crear azulejos de distintos colores, como verde, gris y blanco, que podrían utilizarse para cocinas y baños.

La visión compartida de ICON y la NASA es la de un sistema de construcción lunar llamado Olympus, controlado en la Tierra por técnicos humanos capacitados en el campo emergente de la construcción espacial. Para esos técnicos las clases ya empezaron.

“En 10 años, la tecnología para construir podría ser muy diferente, el tipo de robots que usemos podría ser muy diferente y la inteligenci artificial que usaremos será diferente. Pero lo que podemos hacer ahora es idear estrategias de capacitación que preparen a los trabajadores de construcción para el futuro venidero”, dijo Amirhosein Jafari, profesor asistente de tecnología de la construcción en la Universidad Estatal de Luisiana, quien está ayudando a desarrollar capacitaciones basadas en simulación para equipos de construcción que se coordinarían con robots en el espacio.

A man in a black fleece sits at a cube with a student in a white T-shirt. They both are working with wires.
Ali Kazemian, izquierda, con su alumno, Ilerioluwa Giwa, derecha. Kazemian está ayudando a desarrollar capacitaciones para equipos de construcción que se coordinarían con robots en el espacio.

Su colega Ali Kazemian está trabajando con la NASA en el material de impresión en sí, centrándose en un hormigón sin agua creado a partir de versiones simuladas del material rocoso que existe en la luna. Kazemian ve en los ricos minerales lunares un potencial aún más profundo que el simple hormigón para la impresión 3D: ve recursos que pueden ser utilizados ampliamente por aquellos que se quedan en la Tierra.

“La gente habla de humanos viviendo en la luna”, dijo. “Pero también existe otro escenario probable. En algún momento, nos vamos a quedar sin recursos en la Tierra. Por lo tanto, establecer minas y fábricas totalmente automatizadas en la Luna también es una posibilidad”.

Los científicos de la NASA dicen que es demasiado pronto para considerar el valor de mercado de las viviendas en la Luna, o incluso cómo se manejaría la adquisición de propiedad para los hábitats lunares. Pero reconocen que la Luna presenta una provisión potencialmente significativa de recursos sin explotar, y que otras naciones sin duda estarán interesadas en participar.

El mes pasado, India aterrizó una nave espacial en la Luna, ganándose la distinción de ser el primer país en aterrizar cerca de la región polar sur, donde se cree que el recurso más preciado, el agua, está a la espera de ser utilizada. El logro se produjo apenas dos días después de que una nave rusa se estrellara antes de un intento de aterrizaje, tras no lograr adaptarse a su órbita. Los astronautas estadounidenses plantaron su bandera en la superficie de la Luna en 1969, pero dos años antes, el Tratado sobre el Espacio Ultraterrestre de 1967, un tratado multilateral que se encuentra en el corazón del derecho espacial internacional, declaró que, de hecho, nadie puede ser dueño de la Luna.

Los Acuerdos de Artemis, lanzados por Estados Unidos junto con otras siete naciones fundadoras en 2020, renovaron los principios de la exploración pacífica y cooperativa de la luna y ahora están firmados por 29 países, incluidos el Reino Unido, Japón, Italia, Canadá y Brasil. Pero cabe destacar que ni China ni Rusia lo han firmado.

La defensa, la propiedad y los derechos internacionales sobre la Luna y Marte no son competencia de la NASA, dijo Werkheiser. Pero por ahora, dijo, en esta nueva versión de la carrera espacial, cree que la comunidad global se siente alineada.

La luna no es la última frontera. Envuelto en el impulso de la NASA para construir en la Luna, hay un objetivo más largo e incluso más lejano: llegar a Marte.

La luna es un lugar práctico para una escala, ya que la NASA considera que el agua de la superficie lunar podría convertirse en combustible para cohetes. Una nave espacial que viaje de la Tierra a Marte puede hacer una parada en la Luna, donde los astronautas pueden estirar las piernas, comer algo dentro de una estructura impresa en 3D y luego cargar combustible antes de emprender el esperado camino.

Three astronauts in spacesuits and black masks wave at the door of a red building while a woman in a blue polo shirt and face mask applauds.
En Houston, cuatro voluntarios pasan actualmente un año dentro del Mars Dune Alpha, una estructura de 157 metros cuadrados que fue impresa en 3D por ICON y destinada a simular la vida en Marte. En junio, saludaron a la multitud antes de entrar a la estructura.

En junio, en Houston, con mucha algarabía, cuatro voluntarios que hacían las veces de astronautas de la NASA saludaron a una multitud reunida y luego caminaron dentro del Mars Dune Alpha, una estructura de 157 metros cuadrados que ICON imprimió en 3D con lavacrete del mismo color óxido quemado de Marte. Luego, cerraron las puertas y pasarán el próximo año viviendo en condiciones simuladas para practicar lo que sería vivir algún día realmente en ese planeta.

Fuente: nytimes.com