Un equip d’investigació de la Universitat Politècnica de València (UPV) i de la University of Surrey ha demostrat que el material lunar podria aprofitar-se per a construir carreteres, pistes d’aterratge i edificis a la Lluna, si es fon i es tracta mitjançant microones en lloc de forns tradicionals.
Les anomenades pedres o regolits lunars, molt abundants a la superfície del satèl·lit, han mostrat millors propietats de conducció de la calor quan s’escalfen amb microones. Segons l’equip, este comportament permetria aconseguir materials estructurals òptims per a infraestructures lunars.
El treball l’ha dut a terme personal investigador del Laboratorio DIMAS de l’Institut de Tecnologies de la Informació i Comunicacions (ITACA) de la UPV i del Surrey Space Centre de la University of Surrey. La investigació ha suposat un pas més cap a la construcció d’infraestructures in situ, utilitzant exclusivament recursos de la pròpia Lluna.
Este avanç planteja una via per a fabricar elements bàsics com carreteres o pistes d’aterratge sense haver de transportar grans volums de material des de la Terra. Açò reduiria de manera notable el cost i la complexitat logística de futures missions lunars de llarga duració.
Calfament per microones
En l’estudi, l’equip ha analitzat diferents maneres de calfar, fondre i processar a altes temperatures el regolita lunar. Este material, una mena de roca triturada que cobrix gran part de la superfície lunar, ja s’havia proposat com a matèria primera per a construir infraestructures.
Fins ara, una de les principals línies de treball era trobar el mètode més eficient, ràpid i sostenible per a tractar estes pedres. La investigació del Laboratorio DIMAS-ITACA UPV i del Surrey Space Centre confirma ara que el calfament per microones podria ser l’opció més adequada per a este objectiu.
Segons detalla la UPV, el regolita sinteritzat o totalment fos pot convertir-se en blocs o paviments sòlids. Estos elements podrien servir com a base de carreteres, plataformes d’aterratge per a naus espacials o estructures de recer per a astronautes i equipament.
Per a avaluar el comportament del material, els investigadors han comparat el calfament per microones amb el calfament convencional en forn. Han mesurat tant la velocitat d’augment de temperatura com la quantitat d’energia absorbida en cada cas.
Pedres de distintes zones lunars
Durant el procés d’estudi, l’equip ha treballat amb dos tipus de simulants de pedres lunars: els dels mars lunars i els de les terres altes. Estos simulants reproduïxen la composició aproximada de les roques reals de la Lluna.
L’objectiu era obtindre les seues propietats dielèctriques, és a dir, saber quanta energia elèctrica poden emmagatzemar i quanta en perden durant el calfament. Estes dades són clau per a entendre com respon el material a un camp electromagnètic de microones.
Els materials s’han calfat des de la temperatura ambient fins a la temperatura de fusió sota una atmosfera de nitrogen. Així s’ha evitat la contaminació de l’aire terrestre durant les medicions i s’han pogut controlar millor les condicions de l’assaig.
L’equip ha comprovat que el calfament per microones permet que els regolits absorbisquen més energia i més ràpidament que amb procediments tradicionals. Açò accelera el procés de fusió i reduïx el consum energètic necessari per a obtindre un material compacte i resistent.
Esta major eficiència es traduïx en un procés més curt i sostenible, un aspecte fonamental en entorns espacials on l’energia disponible és limitada i costosa de generar.
Diferències respecte al forn convencional
Els mecanismes de calfament per microones funcionen de manera molt distinta al forn clàssic. En lloc de transmetre la calor des de l’exterior cap a l’interior per gradents de temperatura, les microones convertixen directament l’energia electromagnètica en calor dins del material.
Com a conseqüència, dos mostres que hagen arribat a la mateixa temperatura global, una en forn i l’altra amb microones, poden presentar estats materials diferents. La microestructura interna pot variar, cosa que afecta propietats com la resistència mecànica.
Per este motiu, conéixer amb detall el comportament del regolita segons el mètode de calfament és essencial per a dissenyar processos de fabricació fiables.
‘Comprendre com respon el regolita lunar al calfament per microones és clau, ja que permetrà dissenyar processos més eficients i controlats per a la construcció a la Lluna’, ha explicat Beatriz García-Baños, investigadora del Laboratorio DIMAS-ITACA de la UPV.
Per la seua part, José Manuel Catalá, director del Laboratorio DIMAS-ITACA i també investigador de l’estudi, ha assenyalat que ‘a més d’optimitzar el consum d’energia, la tècnica de calfament per microones accelera el procés de fusió o densificació dels regolits, ja que calfa el material des de l’interior’.
L’estudi ha comptat amb finançament del Vicerectorat d’Investigació de la UPV, mitjançant una Ajuda a Primers Projectes d’Investigació (PAID-06-24), orientada a impulsar noves línies de recerca en àmbits emergents com la tecnologia espacial.
