¿Naves espaciales hechas de plástico?

Tras leer este artículo, nunca volverás a mirar las bolsas de basura de la misma forma.

Todos usamos bolsas de basura de plástico; son tan comunes que difícilmente lo pensamos dos veces. ¿Entonces quién ha pensado que una modesta bolsa de basura podría ser la clave para enviar humanos a Marte?

La mayoría de las bolsas de basura de uso doméstico están hechas de un polímero llamado polietileno. Los derivados de esta molécula pueden resultar excelentes como escudo para las más peligrosas formas de radiación espacial. Los científicos han sabido esto durante mucho tiempo. El problema ha sido intentar construir una nave especial a partir de este frágil material.

Pero ahora los científicos de la NASA han inventado un innovador material basado en el polietileno llamado RXF1 que es incluso más fuerte y ligero que el aluminio. “Este nuevo material en un inicio en el sentido de que combina propiedades estructurales superiores con propiedades de protección superiores”, dice Nasser Barghouty, Científico del Proyecto de Protección de Radiación Espacial de NASA en el Centro de Vuelo Espacial Marshall.

¿A Marte en una nave espacial de plástico?. Tan ridículo como suena y podría ser la forma más segura de ir.

Menos es más

Proteger a los astronautas de la radiación del espacio profundo es un problema importante sin resolver. Piensa en una misión tripulada a Marte: El viaje de ida y vuelta podría durar al menos 30 meses, y requeriría abandonar la burbuja protectora que es el campo magnético de la Tierra. Algunos científicos creen que materiales como el aluminio, que proporcionan un escudo adecuado en la órbita terrestre o para cortos vuelos a la Luna, serían poco adecuados para el viaje a Marte.

Barghouty es uno de los escépticos: “Ir a Marte hoy con una nave de aluminio es imposible”, cree él.

Los plásticos son una alternativa apetecible: Comparado con el aluminio, el polietileno es 50% mejor como protección a las llamaradas solares y aún mejor para los rayos cósmicos.

La ventaja de los materiales plásticos es que producen mucha menos “radiación secundaria” que los materiales más pesados como el aluminio o el plomo. La radiación secundaria proviene del material aislante mismo. Cuando las partículas de radiación espacial chocan contra los átomos del escudo, dan lugar a minúsculas reacciones nucleares. Esas reacciones producen una lluvia de subproductos nucleares – neutrones y otras partículas – que pasan a la nave espacial. Es como intentar protegerte de una bola de bolos voladora construyendo un muro de bolos. Esquivarás la bola pero serás golpeado por los bolos. ¡Los “secundarios” pueden ser peores para la salud de los astronautas que la radiación original!

Irónicamente, los elementos más pesados como el plomo, que la gente habitualmente asume que es el mejor escudo contra la radiación, produce mucha más radiación secundaria que elementos más ligeros como el carbono y el hidrógeno. Esta es la razón por la que el polietileno es un buen escudo: está compuesto completamente de átomos ligeros de carbono e hidrógeno, los cuales minimizan los secundarios.

Concepto artístico de humano enviados a Marte. Crédito NASA

Estos elementos más ligeros no pueden detener por completo la radiación espacial. Pero pueden fragmentar las partículas de radiación recibida, reduciendo enormemente los efectos perjudiciales. Imagina que te escondes tras una valla metálica para protegerte del golpe de una bola de nieve: Seguirás recibiendo algo de nieve en forma de pequeños trozos de nieve que salvan la valla, pero no sentirás el dolor de un impacto directo de una masa compacta. El polietileno es similar a esta valla metálica.

“Esto es lo que podemos hacer. Fragmentar – sin provocar gran radiación secundaria – es en realidad donde se gana o pierde la batalla”, dice Barghouty.

Hecho por encargo

A pesar de su poder de protección, las bolsas de basura corrientes, evidentemente, no se usarán para construir una nave espacial. Por tanto Barghouty y sus colegas han estado intentado mejorar el polietileno para el trabajo aeroespacial.

Así es como el investigador del Proyecto Protección Raj Kaul, trabajando junto a Barghouty, llegó a inventar el RXF1. RXF1 es considerablemente más fuerte y ligero: tiene tres veces la resistencia a la tensión del aluminio, y es 2,6 veces más ligero – impresionante incluso para los estándares aeroespaciales.

“Dado que es un escudo balístico, también rechaza micrometeoritos”, dice Kaul, quien había trabajado previamente con materiales similares en el desarrollo de blindaje para helicópteros. “Como es un tejido, puede extenderse sobre los moldes y formas de los componentes específicos de la nave”. Y al ser un derivado del polietileno, es también un excelente escudo contra la radiación.

La especificación de cómo se creó el RXF1 es secreta debido a que la patente del material aún está pendiente.

La fuerza es solo una de las características que debe tener una nave espacial, apunta Barghouty. La inflamabilidad y la tolerancia a la temperatura son también importantes: No importa lo fuertes que sean los escudos de una nave especial si se funden a la luz directa del sol o se incendian con facilidad. El polietileno puro es muy inflamable. Se necesita más trabajo para retocar aún más el RXF1 y hacerlo más resistente a las llamas y la temperatura también, dice Barghouty.

El resultado final

La gran pregunta, por supuesto, es el resultado final: ¿Puede el RXF1 llevar humanos con seguridad a Marte?. En este momento, nadie lo sabe con seguridad.

Algunos “rayos cósmicos galácticos son tan energéticos que ninguna cantidad razonable de protección puede detenerlos”, advierte Frank Cucinotta, Delegado Jefe de Salud de Radiación de NASA. “Todos los materials tienen este problema, incluido el polietileno”.

Cucinotta y sus colegas han realizado simulaciones por ordenador para comparar el riesgo de cáncer yendo a Marte en naves de aluminio o de polietileno. Sorprendentemente, “no hay una diferencia significativa”, dice. Esta conclusión depende del modelo biológico que estima cómo los tejidos humanos se ven afectados por la radiación especial – y ahí radica el problema. Tras décadas de vuelos espaciales, los científicos aún no comprenden completamente cómo reacciona el cuerpo humano ante los rayos cósmicos. Si su modelo es correcto, sin embargo, podría tener pocos beneficios prácticos la protección extra que proporciona el polietileno. Este es un tema en el que se continúa la investigación.

Debido a las numerosas dudas, no se han establecido las dosis límite para un astronauta en una misión a Marte, comenta Barghouty. Pero asumiendo que la dosis límite sea similar a los límites establecidos para los vuelos del Shuttle y la Estación Espacial, cree que el RXF1 podría hipotéticamente proporcionar una protección adecuada para una misión de 30 meses a Marte.

Hoy, a la basura. ¿Mañana a las estrellas?. El polietileno podría llevarte más lejos de lo que nunca has imaginado.


Fecha Original: 2005-08-30

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