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Un nuevo descubrimiento de la NASA ha confirmado que es posible fabricar cemento en el espacio, un avance clave si se considera la posibilidad de establecer colonias humanas en la Luna o en Marte.
El experimento fue realizado por astronautas de la Estación Espacial Internacional y forma parte del proyecto de Investigación de Solidificación de Cemento en Microgravedad (MICS por sus siglas en inglés). Para lograrlo, se mezcló silicato tricálcico (C3S) y agua.
Los científicos investigaron si solidificar el cemento en microgravedad daría lugar a microestructuras únicas y proporcionó una primera comparación de muestras de cemento procesadas en el suelo y en microgravedad. La investigación ha sido publicado en Frontiers in Materials.
“En las misiones a la Luna y Marte, los humanos y los equipos deberán protegerse de las temperaturas extremas y la radiación, y la única forma de hacerlo es mediante la construcción de infraestructuras en estos entornos extraterrestres”, dijo Aleksandra Radlinska, jefa de la investigación y docente de ingeniería civil de la Universidad Estatal de Pensilvania.
La científica señaló que la intención es que las siguientes construcciones en el espacio sean realizadas con un material similar al concreto. “El hormigón es muy resistente y proporciona una mejor protección que muchos materiales”.
De acuerdo con la investigación, publicada el pasado 3 de septiembre, una ventaja del cemento sería que los exploradores podrían crearlo con recursos disponibles del propio sitio explorado. Ejemplo de ello sería el polvo lunar, también conocido como regolito lunar. De ser así se evitaría el envío de materiales de construcción, reduciendo los costos de las misiones.
Durante estos ensayos en el espacio, los científicos crearon una serie de mezclas que variaban el tipo de cemento en polvo, la cantidad y el tipo de aditivos, la cantidad de agua y el tiempo de hidratación. A medida que los granos de cemento en polvo se disuelven en agua, su estructura molecular cambia. Los cristales se forman en toda la mezcla y se entrelazan entre sí.
Las muestras procesadas de la primera evaluación evidencian cambios considerables en la microestructura del cemento en comparación con las procesadas en la Tierra. Una diferencia principal fue el aumento de la porosidad o la presencia de más espacios abiertos. “El aumento de la porosidad tiene una relación directa con la resistencia del material, pero aún tenemos que medir la resistencia del material formado en el espacio”, dijo Radlinska.
Kits de investigación de microgravedad de solidificación de cemento (MICS) ensamblados en vuelo con su contenido presentado. Foto: NASA
“Aunque el cemento se ha usado durante mucho tiempo en la Tierra, todavía no entendemos necesariamente todos los aspectos del proceso de hidratación. Ahora sabemos que hay algunas diferencias entre los sistemas basados en la Tierra y en el espacio y podemos examinar esas diferencias para ver cuáles son beneficiosas y cuáles son perjudiciales para usar este material en el espacio “, añadió.
La investigadores sugirieron que la manera en la que se desarrolló el cemento en el espacio pudo influir en los resultados del estudio pues estaban en bolsas selladas,”por lo que otra pregunta es si tendrían complejidades adicionales en un entorno de espacio abierto”, advirtieron.
El ambiente de microgravedad de la estación espacial es crítico para este primer acercamiento sobre cómo el cemento puede hidratarse en la Luna y Marte. Una centrífuga a bordo puede simular los niveles de gravedad de esos cuerpos extraterrestres, algo que no es posible en la Tierra. A ello se suma que sigue en curso la evaluación de muestras de cemento que contienen partículas lunares simuladas procesadas a bordo del laboratorio en órbita a diferentes niveles de gravedad.
La investigación utiliza el entorno de microgravedad a bordo de la Estación Espacial Internacional. Foto: NASA
A pesar de estas interrogantes, el experimento representa un paso importante para la construcción de la primera estructura construida en la Luna usando materiales locales. “Confirmamos la hipótesis de que esto se puede hacer”, dijo Radlinska.
“Ahora podemos dar los siguientes pasos para encontrar aglutinantes que sean específicos para el espacio y para niveles variables de gravedad, desde cero g hasta Marte g y en el medio”, especificó.
