José Mª Moreno: El nocivo polvo del regolito lunar es el primer desafío que afrontará la exploración de la Luna

Establecer una base permanente en la Luna no es tarea sencilla pero sí muy necesaria para caminar hacia un futuro de progreso sostenible. La Humanidad necesita dar ese paso de gigante hacia el mañana, según nos recomendó el eminente astrofísico Stephen Hawking: "debemos ser capaces de salir de la Tierra en estos próximos 100 años".

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José Mª Moreno Ibáñez.  AC/19.52

Cuando regresemos a la Luna, se pretende que sea para quedarnos. La siguiente misión con ese objetivo será Artemis III que llevará a la primera mujer al suelo selenita. La anterior fue la del Apolo XVII el 19 de diciembre de 1972, desde entonces solo han llegado exploraciones robóticas. Uno de los principales problemas a resolver sigue siendo el polvo del regolito lunar que obstruye los mecanismos y erosiona cualquier tipo de superficie.

El regolito es la capa de fragmentos no consolidados como: pequeños granos de roca descompuesta, polvo, y todo tipo de material disgregado, que cubren en general las rocas en cualquier planeta o satélite.

El astronauta del Apolo 17 Harrison Schmitt aparece recogiendo una muestra de suelo, con su traje espacial cubierto de polvo. Imagen de la NASA AS17-145-22157.

En la Luna, el polvo es muy abundante debido al impacto que la superficie sufre constantemente por meteoritos que, a lo largo de miles de millones de años, han pulverizado gran parte de su superficie y, al no tener atmósfera que erosione ese polvo acumulado, sus finas partículas (del tamaño del polvo de talco, y aun mayores), presentan multitud de aristas muy agresivas para todo tipo de superficies, articulaciones, mecanismos, incluso para la propia salud de los astronautas, afectando de tal manera a los trajes espaciales que oscurece los visores llegando impedir la visibilidad,

El polvo de regolito lunar, compuesto de partículas de menos de 1 centímetro de diámetro (aunque pueden ser mayores) se acumula en el suelo lunar hasta alcanzar varios metros de espesor. Es muy erosivo y de gran dureza.

Por todo ello, un equipo de la ESA está investigando nuevas opciones de materiales que sirvan como base para los futuros trajes espaciales, o para proteger: robots, maquinarias, y todo tipo de infraestructura, del desgaste que en cualquier clase de equipo  se produce en la Luna.

El comandante del Apolo 12, Pete Conrad, expresó: Creo que probablemente una de las facetas más agravantes y restrictivas de la exploración de la superficie lunar sea el polvo y su adherencia a todo, sin importar que tipo de material, ya sea piel, material del traje espacial, o metal; no importa lo que sea, su acción es muy erosiva”.

Un primer plano del guante cubierto de polvo del astronauta del Apolo 12 Pete Conrad. Credit NASA

El último astronauta que pisó la Luna fue Harrison Schmitt que recorrió 30 kilómetros con la ayuda de un vehículo lunar y recogió 110,5 kilogramos de rocas lunares. Cuando regresó al módulo espacial comenzó a presentar amplios trastornos en su sistema respiratorio: los síntomas que suelen tener los pacientes con alergias.

En diciembre del 2013, el rover Yutu-1 de China quedó inmovilizado el segundo día que estuvo en la Luna por el polvo que obstruyó sus partes móviles. El problema se pudo resolver y el rover siguió funcionando durante varios meses más. Las autoridades chinas explicaron que el rover había “sufrido un mal funcionamiento del circuito de control en su unidad de conducción”.

El polvo lunar está presente en toda la superficie de la Luna, generado no solo por el bombardeo constante de micro-meteoritos, sino también por la diferencia de las temperaturas que se producen entre la noche (336 horas con una temperatura media de -153ºC) y el día (336 horas a 107ºC), produciendo, esos saltos térmicos tan grandes, la fractura de todo tipo de rocas.

Primeros planos con microscopio electrónico de barrido de un regolito lunar simulado. Credit ESA

Ese polvo, a diferencia del terrestre, o del de otros planetas como Marte, nunca ha sido erosionado por el agua o el viento, por lo que incluso las partículas microscópicas que contiene, aún mantienen bordes cortantes. También, el que la energía del Sol pueda generar en el polvo una fuerte carga estática, provoca una gran adherencia a toda clase de superficies.

La composición del polvo lunar varia según su procedencia. Dependiendo del tipo de rocas que abunden en la zona relacionada, cambiarán sus características químicas y abrasivas. Por ello seleccionar con precisión un lugar preciso de alunizaje para futuras exploraciones humanas resultará de gran importancia.

El ingeniero estructural de la ESA, Shumit Das, señaló: “Una de las cosas que con el proyecto Apolo se aprendieron fue que los efectos de abrasión del regolito lunar serán un importante inconveniente para regresar a la Luna.

En el año 2019, la ESA organizó talleres con diferentes proveedores de materiales y así poder obtener información sobre opciones prometedoras basadas en los avances más recientes. Actualmente la ESA está supervisando  un proyecto de investigación de materiales en asociación con varias empresas e instituciones: Comex, especialista francés en factores humanos; los Institutos Alemanes de Investigación de Textiles, y el de Fibras; y la organización de ciencia ciudadana Austrian Space Forum que se centra en la investigación de trajes espaciales.

Traje espacial diseñado por el especialista francés en desarrollos humanos: “Comex”, conjuntamente con estudiantes de diseño. Credit Comex

También se están realizando ensayos de laboratorio para estudiar como reaccionan los distintos tejidos en contacto con el polvo lunar. Por ejemplo: una prueba de abrasión implica colocar el material en un tambor con ladrillos de material lunar simulado, para ver cuanto tiempo dura manteniendo sus características nominales. También se hacen estudios de permeabilidad, en los que se aplica un fluido a alta presión al material para ver si lo atraviesa. Incluso se está desarrollando una cámara de ensayos, diseñada para evaluar una serie de ‘ciclos térmicos’, exponiendo el material a temperaturas extremas repetidas en condiciones de vacío y analizando cómo reacciona.

El conjunto de exámenes previsto está estudiando también el ciclo de vida completo de cualquier traje espacial del futuro, incluido el tiempo máximo que pueda necesitar de almacenamiento entre caminatas espaciales sucesivas.

NASA, actualmente, está probando un recubrimiento avanzado a bordo de la Estación Espacial Internacional para su uso en componentes de satélites. Aunque ese recubrimiento experimental (pintura tratada con un pigmento especial) no fue concebido originalmente para eliminar el polvo lunar, sino para evitar la acumulación de cargas eléctricas que puedan destruir la electrónica de las naves espaciales, también se podría aplicar a los vehículos lunares, a los hábitats lunares, o utilizar esa misma tecnología para tratar las fibras del material de los trajes espaciales.

Para los futuros lunautas, no solo el polvo lunar es un peligro, también lo son, aunque a más largo plazo según la exposición recibida, las radiaciones solares, con graves consecuencias de futuro; y las extremas temperaturas que sufrirán, con saltos térmicos de más de 260ºC entre las largas noches y los días (de 14 días terrestres cada uno, lo que hace, de un solo día lunar, 28 días terrestres).

Pero, ¿existe algún lugar en la Luna que no esté cubierto de polvo? Solo los antiguos y profundos túneles de lava (que hasta ahora no se han podido explorar, solo localizarlos), algunos de ellos de centenares de metros de diámetro y kilómetros de profundidad, podrían estar exentos de este nocivo polvo, que, al mismo tiempo, solucionarían la protección contra la radiación solar y facilitarían un lugar con temperatura estable para poder climatizarlo.

Establecer una base permanente en la Luna no es tarea sencilla pero sí muy necesaria para caminar hacia un futuro de progreso sostenible. La Humanidad necesita dar ese paso de gigante hacia el mañana, según nos recomendó el eminente astrofísico Stephen Hawking: “debemos ser capaces de salir de la Tierra en estos próximos 100 años”.

El primer paso será conquistar la Luna.

Referencias:

 


 

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