La Estación Espacial Internacional (ISS) ha logrado un hito en la exploración espacial al imprimir la primera pieza metálica en 3D en condiciones de microgravedad. Este avance, realizado en el módulo del laboratorio Columbus de la Agencia Espacial Europea (ESA), abre nuevas posibilidades para la fabricación de componentes en el espacio, cruciales para futuras misiones a la Luna y Marte.
Un avance hacia la autosuficiencia espacial
La pieza inicial fue una varita en forma de «S», que aunque sencilla, presentó desafíos técnicos debido a sus dos cambios de curvatura. Sin embargo, el verdadero logro se produjo meses después, cuando se imprimieron probetas tridimensionales para ensayos de tracción. Este avance marca la finalización de la fase de puesta en marcha de la primera impresora 3D de metales en órbita terrestre, lo que permitirá a los astronautas fabricar componentes metálicos directamente en el espacio.
La capacidad de imprimir metales in situ tiene un impacto significativo en la sostenibilidad de las misiones espaciales. Actualmente, la rotura de un componente metálico puede ser un problema crítico, dado que el tiempo estimado para enviar un reemplazo desde la Tierra es de aproximadamente un año. La impresión de piezas en el espacio reduce la dependencia de envíos costosos y facilita reparaciones inmediatas.
Desafíos técnicos y logros en microgravedad
La impresión 3D de metales es una tarea compleja que implica controlar numerosas variables, desde la potencia del láser hasta la atmósfera de impresión. Para el proceso en el espacio, se optó por la tecnología de deposición dirigida de energía (DED), que utiliza hilos metálicos en lugar de polvos, simplificando la manipulación de materiales en microgravedad. Este método permite la fabricación de piezas tridimensionales de gran tamaño, como un puente de acero inoxidable de 4,5 toneladas que ha sido utilizado como demostrador.
Desarrollar una impresora que pudiera instalarse en la ISS fue un gran desafío. El consorcio detrás de este proyecto logró que la impresora pesara alrededor de 180 kg y tuviera dimensiones similares a las de un microondas, ocupando un espacio reducido de 80 x 70 x 40 cm. La impresora fue instalada en enero de 2024 y logró imprimir la primera línea curva en forma de «S» en junio, validando la posibilidad de imprimir en 2D. En agosto, se realizó la primera impresión tridimensional, y para finales de 2024 se completaron las piezas definitivas.
La astronauta Jeanette Epps fue la encargada de recuperar la primera muestra de la impresora 3D de metal en la ISS, que ahora se encuentra en las instalaciones ESTEC de la ESA en los Países Bajos. El siguiente paso consiste en caracterizar la microestructura y propiedades mecánicas de las piezas impresas en órbita, comparándolas con lotes de referencia impresos en la Tierra.
La posibilidad de fabricar componentes metálicos en microgravedad representa un gran avance hacia la autosuficiencia de las misiones espaciales. Con esta tecnología, se podrán realizar reparaciones y adaptaciones rápidas a necesidades imprevistas, lo que resulta esencial para exploraciones de larga duración. Este desarrollo también contribuirá a crear una economía circular en el espacio, permitiendo el reciclaje de materiales y la fabricación de herramientas a partir de recursos existentes.
En conclusión, la impresión de metales en el espacio no solo abre nuevas fronteras en la exploración espacial, sino que también representa un avance crucial para garantizar la viabilidad y sostenibilidad de las misiones humanas en el futuro, marcando un pequeño paso para la tecnología, pero un gran salto para la humanidad.
