S?bado, 20 de enero de 2007
Cient?ficos de la NASA fabrican imitaciones del suelo lunar

La vida es dura para las peque?as part?culas que forman la superficie lunar. Son sacudidas por rayos c?smicos, expuestas a llamaradas solares, bombardeadas por micrometeoritos y han sido fragmentadas, vaporizadas y re-condensadas incontables veces a lo largo de miles de millones de a?os. Y para colmo, los terr?colas quieren ahora sacarles el ox?geno y otros elementos con el fin de llevar a cabo la "utilizaci?n de recursos in situ", o ISRU (siglas en ingl?s de In Situ Resource Utilization); es decir, extraer del suelo todo lo necesario para el mantenimiento de las misiones que la NASA enviar? a la Luna en un futuro no tan lejano.

Pero, como Robert Heinlein plasm? en su famosa frase, "la Luna es una dama de acero". Vivir con polvo lunar y recuperar cosas de ?l puede ser m?s complicado de lo que se sospecha.

Abajo: Una part?cula del suelo lunar. Su extra?a forma refleja una historia violenta: es el resultado de la fusi?n de roca, mineral y vidrio debido al calor de los impactos de micrometeoritos. Cr?dito de la imagen: David S. McKay, NASA/JSC.
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Para descubrir cu?n complicado es esto, a los investigadores les gustar?a probar sus ideas sobre ISRU y los dise?os de veh?culos lunares con suelo lunar aut?ntico, antes de que los astronautas regresen a la Luna. Pero hay un problema:

"No tenemos suficiente suelo lunar aut?ntico como para hacerlo", explica Larry Taylor, director del Instituto de Geociencias Planetarias (Planetary Geosciences Institute) de la Universidad de Tennessee, en Knoxville. Para realizar todos los experimentos, "necesitamos producir una imitaci?n de suelo lunar de buena calidad". Y no bastan unas pocas bolsas. "Necesitamos toneladas, especialmente para desarrollar la tecnolog?a de excavadoras, ruedas y maquinaria de superficie", a?ade David S. McKay, jefe cient?fico para temas astrobiol?gicos del Centro Espacial Johnson (JSC).


Taylor y McKay est?n a cargo de un peque?o grupo de autoproclamados ?lun?ticos?, cuyas carreras cient?ficas se han centrado en el estudio del suelo y de las rocas lunares. Ellos forman parte del equipo de consultores del Centro Marshall de Vuelos Espaciales (Marshall Space Flight Center ? MSFC) de la NASA, que dirige el Programa de Desarrollo de Suced?neos de Regolito Lunar (Lunar Regolith Simulant Development Program).

Carole McLemore es la responsable del programa en el MSFC y explica que, durante la d?cada de los 90, los investigadores usaban un suced?neo lunar llamado JSC-1, desarrollado en el JSC. Pero "ya no contamos con el JSC-1". De manera que, para empezar, los cient?ficos del MSFC est?n trabajando con la oficina de Investigaci?n de Astromateriales y Exploraciones Cient?ficas (Astromaterials Research and Exploration Science Office) del JSC para producir una r?plica del suced?neo JSC-1: el JSC-1A, que tiene tres variedades, seg?n el tama?o del grano (fino, mediano y grueso). El MSFC ha empezado tambi?n a trabajar en suced?neos m?s refinados que representan distintos sitios de la Luna.

Hasta que los astronautas del Apolo trajeron a la Tierra muestras del suelo lunar, durante los a?os 1969 a 1972, se cre?a que el ambiente seco y sin aire de la Luna manten?a el suelo pr?cticamente inalterado. Pero la realidad es mucho m?s complicada.

Los micrometeoritos, muchos de ellos m?s peque?os que la punta de un l?piz, caen constantemente en forma de lluvia sobre la superficie a una velocidad de hasta 100.000 km/h (casi 62.000 mph), desgastando poco a poco el material de la superficie o formando cr?teres de impacto microsc?picos. Algunos funden el suelo y se vaporizan, para recondensarse en forma de capas vidriosas sobre otras part?culas de polvo. Los impactos sueldan las part?culas del suelo, formando conglomerados. Luego, complicadas interacciones con el viento solar convierten el hierro del suelo en millones de part?culas de hierro met?lico nanof?sico, de apenas unos pocos nan?metros de di?metro.


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Arriba: La superficie lunar est? expuesta al viento solar y es golpeada continuamente por micrometeoritos. Cr?dito: Larry Taylor, Universidad de Tennessee.

Estos procesos generan el regolito (palabra derivada de los t?rminos griegos rhegos ? cubierta, y lithos ? piedra), que tapiza la superficie de la Luna. Seg?n Taylor, lo que espera a los astronautas y a las naves es un material complejo formado por "esquirlas y fragmentos aglomerados de vidrio, afilados, abrasivos y fr?giles". El regolito restriega la maquinaria y las juntas, y da?a los pulmones humanos.

"Parte del material que ingres? en la nave Apolo era polvo muy fino", dijo McKay. El polvo estaba por todas partes y era imposible limpiarlo. Todos los astronautas lunares tuvieron ciertas reacciones pulmonares al polvo, algunos m?s que otros, como la "fiebre del heno por polvo lunar" que sufri? Harrison H. (Jack) Schmitt.

Las muestras del Apolo son "las joyas estadounidenses de la corona" y son cedidas, en porciones peque??simas, a aquellos cient?ficos capaces de demostrar que no pueden utilizar otra cosa para ciertos experimentos muy valiosos. A finales de los 80, el renovado inter?s por las exploraciones lunares hizo que se necesitaran imitaciones de suelo lunar para probar estrategias de construcci?n de estructuras en la Luna o de extracci?n de ox?geno y otros materiales.

Esto llev? al desarrollo del JSC-1 en 1993, hecho de escoria bas?ltica extra?da de una cantera cerca de Flagstaff, Arizona. El lote de 25 toneladas, distribuido en bolsas de 25 kilogramos, tuvo mucho ?xito.

"Las existencias se han agotado completamente, pero pronto la situaci?n cambiar?", explica McKay. El MSFC ha firmado un contrato de Investigaci?n Innovadora en Peque?as Empresas (SBIR) con Orbitec, de Madison, Wisconsin, para producir alrededor de 16 toneladas m?tricas de los tres tipos de JSC-1A: 1 tonelada de grano fino (ya entregada); 14 toneladas de grano mediano (en proceso de entrega); y una tonelada de grano grueso (que estar? lista pronto). El Servicio Geol?gico de Estados Unidos (U.S. Geological Survey), en Denver, y la Universidad de Colorado, en Boulder, que son colaboradores fundamentales, est?n comprobando las propiedades qu?micas, mineral?gicas y geot?cnicas del material.

Abajo: Esta fotomicrograf?a de una muestra del suelo de un mar lunar ilustra la variedad del material genuino y la dificultad de reproducirlo. [Ver imagen ampliada]
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El MSFC est? desarrollando tres nuevos suced?neos de suelo lunar. Dos de ellos imitan el material de los mares lunares y las regiones monta?osas de los polos. El tercero simula los bordes vidriosos, afilados y dentados del regolito que se usar? para poner a prueba la maquinaria y a los humanos en las condiciones m?s extremas. No obstante, para recrear el material de cada zona de la Luna har?a falta producir un gran n?mero de peque?os, ?nicos y costosos lotes de suced?neos.

"En vez de eso, desarrollaremos suced?neos b?sicos, produciremos otros m?s espec?ficos a partir de ellos, y tambi?n permitiremos que los investigadores mejoren los productos seg?n sus necesidades", explic? McLemore. "El proceso es comparable al de hacer una tarta: dependiendo del tipo de tarta que quieres, necesitas ciertos ingredientes para que salga bien y sea rica. Conseguir la receta correcta es fundamental tanto para hacer una tarta como para hacer imitaciones del suelo lunar."

Por ejemplo, la nueva imitaci?n del suelo de los mares lunares estar? enriquecida con ilmenita, un ?xido cristalino de hierro y titanio. El material para producir las tres imitaciones vendr? seguramente de sitios tan diversos como Montana, Arizona, Virginia, Florida, Hawaii, e incluso de fuera de Estados Unidos.

Los primeros lotes ser?n s?lo de unas decenas de kilogramos, hasta que pueda comprobarse que las imitaciones est?n bien hechas. "Aumentaremos la producci?n cuando estemos seguros de que no hay muchas variaciones de lote a lote", coment? McLemore.

Una vez que la NASA haya establecido c?mo fabricar las diferentes imitaciones, est? previsto subcontratar a otras compa??as para producir grandes lotes. "Estableceremos procedimientos de certificaci?n, que tendr?n que seguir los vendedores, de manera que los usuarios tengan la garant?a de que las imitaciones se ajustan a los est?ndares de la NASA", explic? McLemore.

Y esa ser? la mejor manera de asegurar que son "falsificaciones aut?nticas". No acepte imitaciones.



Investigadores y otros posibles usuarios pueden comunicarse con Carole A. McLemore NASA/MSFC ? VP33, Huntsville, AL 35812 (256-544-2314 o [email protected])




::: FUENTE: "[email protected]" :::
www.ciencia.nasa.gov

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Publicado por zameex @ 8:39 AM  | [email protected]
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