¿Carreteras? Donde vamos sí necesitamos carreteras…

Cuando los astronautas regresen a la superficie lunar, es probable que pasen más tiempo conduciendo que caminando. Sin embargo, para evitar que el polvo lunar se eleve, necesitarán carreteras. Crédito: Consorcio PAVER/LIQUIFER Systems Group.

El polvo lunar es extremadamente fino, abrasivo y pegajoso. En la era Apolo, obstruyó el equipo y erosionó los trajes espaciales.

Es importante destacar que cuando el rover lunar del Apolo 17 perdió su guardabarros trasero, el vehículo se cubrió tanto de polvo que amenazaba con sobrecalentarse, hasta que los astronautas improvisaron una solución utilizando mapas lunares reciclados. El rover Lunokod 2 de la Unión Soviética de hecho pereció por sobrecalentamiento cuando su radiador quedó cubierto de polvo.

El astronauta Gene Cernan conduciendo el rover lunar, con el Módulo Lunar del Apolo 17 en el fondo. Crédito: NASA (AS17-141-21512HR).

La nave Surveyor 3 fue bombardeada de polvo cuando el Módulo Lunar del Apolo 12 aterrizó a unos 180 metros de distancia. Los modelos actuales de la NASA sugieren que, cuando las naves lunares tocan tierra, las plumas de los propulsores podrían desplazar toneladas de polvo, que potencialmente podría adherirse a las superficies de las naves y cubrir todo el entorno del aterrizaje.

La respuesta más práctica es mantener el polvo a raya pavimentando las áreas de actividad en la Luna, como carreteras y plataformas de aterrizaje. Y, a pesar de que la idea de derretir arena para construir carreteras se propuso por primera vez en la Tierra en 1933, ahora la Agencia Espacial Europea (ESA) y sus socios la han retomado para un proyecto llamado PAVER.

Logo del proyecto PAVER.

Los experimentos recientes han utilizado un láser de dióxido de carbono de 12 kilovatios para derretir un sucedáneo de polvo lunar en una superficie sólida y vidriosa.

«En la práctica, no llevaríamos un láser de dióxido de carbono a la Luna. En cambio, este láser actual sirve como fuente de luz para nuestros experimentos, para reemplazar la luz solar lunar que podría concentrarse utilizando una lente Fresnel de un par de metros de ancho para lograr un efecto de fusión similar en la superficie lunar», explicó Advenit Makaya, ingeniero de materiales de la ESA.

El proyecto utilizó un láser de dióxido de carbono de 12 kilovatios para derretir un sucedáneo de polvo lunar y convertirlo en una superficie sólida y vidriosa, como un medio para construir superficies pavimentadas en la superficie de la Luna. Crédito: Consorcio PAVER.

«En proyectos anteriores de utilización de recursos in situ —como la construcción de ladrillos utilizando el calor solar concentrado con espejos— hemos estado observando la fusión de superficie limitada a manchas relativamente pequeñas, desde unos pocos milímetros hasta un par de centímetros de diámetro. Para construir carreteras o plataformas de aterrizaje se requiere un punto de enfoque mucho más amplio, que permita escanear una zona muy extensa en un plazo de tiempo práctico», añadió.

A través de ensayo y error, los investigadores idearon una estrategia que utiliza un haz láser de 4.5 cm de diámetro para producir formas geométricas triangulares con huecos en el centro de aproximadamente 20 cm de ancho. Estas formas podrían entrelazarse para crear superficies sólidas en grandes áreas de suelo lunar que podrían servir como carreteras o plataformas de aterrizaje.

Formas entrelazadas para crear superficies pavimentadas. Crédito: Consorcio PAVER.

«En realidad, resultó ser más fácil trabajar con regolito con un tamaño de mancha más grande, porque a escala de milímetros, el calentamiento produce bolas derretidas que la tensión superficial hace difícil de reunir. El haz más grande produce una capa estable de regolito fundido que es más fácil de controlar», precisó Advenit. «El material resultante es parecido al vidrio y frágil, pero principalmente estará sujeto a fuerzas de compresión hacia abajo. Incluso si se rompe, aún podemos seguir usándolo, reparándolo según sea necesario».

El equipo descubrió que volver a calentar una pista enfriada puede hacer que se agriete, por lo que pasaron a geometrías que implican cruces mínimos. Una sola capa de fusión tiene aproximadamente 1.8 cm de profundidad; las estructuras y carreteras construidas podrían estar compuestas de varias capas, dependiendo de las fuerzas de carga requeridas.

Una sola capa derretida tiene aproximadamente 1.8 cm de profundidad. Crédito: Consorcio PAVER.

«Una fusión a gran profundidad para producir estructuras masivas solo se puede lograr con puntos láser grandes», añadió Jens Günster, otro de los miembros del proyecto, del Instituto BAM de Investigación y Pruebas de Materiales de Alemania.