Estructuras espaciales ultrarrápidas
Estas estructuras se fabrican a partir de un tejido de fibra de carbono y de polímeros termoplásticos, es decir, polímeros ablandables y adaptables al calentamiento, que al enfriarse se rigen y mantienen la forma dada. Los polímeros termoplásticos pueden calentarse, moldearse y enfriarse tantas veces como se desee sin deteriorarse, lo que es necesario para el estudio de los materiales espaciales, ya que es imprescindible realizar pruebas repetidas.
Dos tipos de tejidos, cinco polímeros
En un proyecto llevado a cabo en el centro de investigación Inasmet-Tecnalia, con el apoyo de la ESA y la participación de otras instituciones, se han probado dos tipos de tejidos y cinco polímeros. En cuanto a los tejidos, han trabajado con dos fibras de carbono de diferentes características mecánicas y gramajes. En cuanto a los polímeros, se han analizado tres polímeros comerciales --poliamida, polietileno de alta densidad y polipropileno- y otros dos formulados a medida --polimetacrilato y policaprolactona-. Los tres primeros se compraron en forma de película y los dos últimos se sintetizaron en ella a partir de monómeros formulados a medida.
Para la realización de las pruebas se combinan el tejido con el polímero de diversas formas y se introducen las muestras en el autoclave a alta presión y temperatura, en vacío, para conseguir una impregnación adecuada.
Se ha estudiado si las muestras de Inasmet se ablandan y endurecen adecuadamente al calentarse y enfriarse. Se han realizado ensayos mecánicos, físicos, de plegado, envejecimiento, etc. Se han analizado todas las combinaciones posibles de tejido/polímero y, a la vista de los resultados, se han seleccionado un tejido y un polímero, uno de fibra de carbono de las más altas características y gramaje, y un polímero policaprolactona. Son precisamente ellos los que se comportan mejor en condiciones espaciales.
Paneles solares
Una vez seleccionado el material adecuado, había que probarlo. Para ello se ha diseñado un generador de energía solar. El prototipo consta de varias partes fijas: paneles solares experimentales envolventes y una especie de brazo y mástil que soporta la estructura.
Este mástil es el formado por polímeros termoplásticos. Tiene varias capas. En la base presenta un tejido de fibra de carbono impregnado de polímeros. Alrededor hay un tejido calefactor para calentar y ablandar el polímero cuando sea necesario. Calientan hasta unos 70ºC. En el interior de la tubería hay un distribuidor de plástico que evita que al doblar la tubería el tejido base quede pegado. Por último, en el exterior existen capas de protección ambiental.
Toda la estructura se guarda plegada y así se enviaría al espacio. Para la ampliación del prototipo se suministra corriente eléctrica al tejido calefactor que ablanda el polímero. Entonces se bombea aire al interior del tubo en aproximadamente 0,3 barras. El aire infla la estructura como si fuera un globo. Una vez hinchada, la corriente eléctrica se interrumpe y se enfría la estructura. Y al enfriarse, el polímero se endurece y la estructura queda rígida. Entonces se deja de bombear el viento.
Han demostrado que en el espacio, sin gravedad ni atmósfera, es más fácil que en la Tierra, en una cámara especial que simula estas condiciones.
Según Nerea Markaide, responsable del proyecto, "parece algo ligero y débil, pero hay que tener en cuenta que en el espacio no hay gravedad, no hay peso del aire que tenemos en la Tierra". Por todo ello, y tras varios cálculos y ensayos, han visto que la "debilidad" es suficiente.
El objetivo de Inasmet-Tecnalia ha sido encontrar el material adecuado dentro de un proyecto más amplio de la Agencia Espacial Europea. En la actualidad, la utilización del material es responsabilidad de ESA.
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