El regolito es la capa de material que recubre la superficie de la Luna. Está compuesto principalmente por pequeñas partículas de roca, polvo y fragmentos de minerales que se han acumulado durante miles de millones de años como resultado de impactos de meteoritos y procesos geológicos. Aunque el regolito pueda parecer similar a la tierra o la arena, en realidad es muy diferente y plantea numerosos peligros.
Las partículas del regolito lunar son muy afiladas y abrasivas. A diferencia de la arena en la Tierra, las partículas lunares no están desgastadas por la erosión del agua y ni ningún efecto atmosférico, lo que las hace mucho más cortantes. Esto plantea un peligro para los trajes espaciales y los equipos utilizados en misiones lunares, ya que pueden desgarrar o dañar los materiales expuestos.
Del mismo modo, el regolito puede acumular electricidad estática por la interacción con la radiación solar. Además, se adhiere a todo lo que toca por su naturaleza pegajosa, lo que puede ser significativo para la maquinaria y el equipo en la Luna, al poder dañar y obstruir los sistemas mecánicos y electrónicos.
Ahora la NASA, con el programa Artemis, quiere enviar de nuevo astronautas a la Luna y que la exploración lunar pueda sostenerse en el tiempo y económicamente. Para ello pretenden usar tecnologías ‘In-Situ Resource Utilization’, es decir, que empleen recursos presentes en la Luna para fabricar todo lo que necesiten.
En este sentido, uno de los retos es mitigar el riesgo causado por el regolito y el polvo lunar suspendido durante las misiones espaciales. Y en este asunto trabaja Juan Carlos Ginés Palomares, un joven investigador natural de Viso del Marqués, que ha desarrollado una técnica que permite crear “adoquines” a partir del regolito lunar.
Como explica Ginés, la NASA tiene entre sus objetivos la construcción de una base lunar, por lo que se necesitarían materiales para esa infraestructura, del mismo modo que para construir “carreteras”. El joven investigador subraya la importancia de las carreteras en un entorno en el que el polvo lunar, por el regolito levantado del suelo, es muy peligroso tanto para los astronautas como para sus equipos. Por este motivo, es esencial en la exploración lunar la creación de carreteras y plataformas que eviten que el regolito pueda generar daños.
Nueva técnica
Numerosos equipos de investigación de todo el mundo llevan años trabajando y lanzando propuestas sobre cómo evitar los daños del regolito y las polvaredas. Ahora Gines ha desarrollado una técnica desde la Technische Universität Berlin (Universidad Técnica de Berlín), en colaboración con compañeros de la Universidad de Aalen y del Instituto Federal de Investigación de Materiales de Alemania, con financiación de la ESA (Agencia Espacial Europea). El trabajo ha tenido muy buena acogida entre la comunidad científica y ha sido publicado por la prestigiosa revista ‘Nature’.
Ginés propone el uso de una lente que concentre la luz del sol para aumentar la temperatura y fundir el regolito en el suelo, para después producir una especie de baldosas o adoquines con una forma que las permita encajar como un puzzle. La unión de una serie de piezas podría formar las plataformas o carreteras necesarias para el uso sin riesgo de vehículos como los Rovers de la NASA.
Para realizar este experimento, el equipo de Ginés representó un escenario tecnológico comparable al uso de la luz solar concentrada para pavimentar en la Luna. Empleó un láser de dióxido de carbono de alta potencia (12 kilovatios) para simular un concentrador de luz solar y un material análogo del regolito lunar para replicar el suelo lunar.
El gran haz de luz utilizado, de hasta diez centímetros permitió la fabricación de muestras grandes con un espesor elevado. Así, Gines resalta que los resultados de este estudio demostraron la viabilidad de esta técnica para fabricar muestras grandes con capacidades de entrelazado ‘in situ’, directamente en la superficie lunar y prepararse para aplicaciones de pavimentación.
En este sentido, para la aplicación de esta tecnología en la Luna, sólo se necesitaría transportar un concentrador de luz solar desde la Tierra y desplegarlo en la Luna. Utilizando una lente Fresnel como concentrador de luz y considerando la potencia requerida (188 W/centímetros cuadrados) y el área del punto (0,16 metros cuadrados con un diámetro de punto de 45 mm) se podría fabricar estos elementos entrelazados. Esto se traduciría en una lente de aproximadamente 2,37 metros cuadrados (considerando un flujo solar en la Luna de aproximadamente 1400 W/metros cuadrados y una eficiencia de la lente del 90 por ciento).
Destaca Juan Carlos Ginés que el tamaño relativamente pequeño del equipo necesario y la simplicidad del sistema serían una ventaja para el uso de esta tecnología en futuras misiones a la Luna.
Buena acogida
La buena acogida de la técnica entre la comunidad científica responde a que nunca se habían conseguido piezas de tan gran tamaño. También se valora su sencillez, ya que tan sólo hay que fundir el regolito y no hace falta mucho más control, a diferencia de una sintetización, que sería como hacer un ladrillo que requiere un horneado y un buen control de la temperatura. “Nosotros solo tenemos que irradiar el regolito y, cuando fundes, te da igual la temperatura”, explica el investigador viseño.
En cierta medida Ginés está abrumado por el ‘feedback’ que ha recibido la técnica, viendo como profesores que respeta por sus investigaciones, como de la Universidad de Florida o la Universidad de Adelaida, han valorado muy bien su trabajo y han resaltado los avances que ha supuesto este proyecto, que abre un camino por el que se podría investigar todavía mucho más.
Trayectoria
Juan Carlos Ginés Palomares comenzó su formación con el Grado de Ingeniería Aeroespacial en la Universidad Politécnica de Madrid. Después comenzó su particular odisea por el mundo. Se formó en Ingeniería de Automoción en Amberes, participó en varios intercambios y estancias en distintas universidades del mundo y estuvo durante un año en Japón, en la Universidad de Nagaoka, donde trabajó en el Departamento de Materiales Cerámicos. Allí se especializó más en esta materia y fue el punto de partida para sus investigaciones en materiales, como sobre el polvo lunar que, en definitiva, es una especie de material cerámico.
Ahora continúa trabajando en dos proyectos que abordó cuando se encontraba en la Universidad de Aalen, relacionados ambos con tecnologías de producción en la Luna. En Berlín se encuentra enfrascado en el desarrollo de paneles solares con materiales lunares. “Los paneles solares, lógicamente, serán muy importantes en la Luna, porque toda la electricidad allí se conseguirá mediante esta vía. Por esto, para evitar el enorme gasto que supone enviar paneles desde la Tierra, estudiamos cómo producirlos allí”.
Viso
A Juan Carlos le gustaría regresar a España, pero “a corto plazo está difícil”. Ahora mismo está finalizando su doctorado y después le “gustaría seguir viendo un poco más de mundo”. Por este motivo se plantea intentar realizar un ‘postdoc’ en alguna agencia espacial o en Estados Unidos. “Y ya después de haber pasado unos años fuera y acumulado todas esas experiencias, sí que me gustaría volver a España y continuar trabajando en investigación”, apunta el joven viseño, que en este sentido subraya la importancia de que España invierta más en ciencia y en investigación para que el talento se quede en nuestro país.
Aunque para su retorno a España aún resten unos cuantos años, siempre está deseando volver a Viso del Marqués para reencontrarse con su familia y con sus amigos, con los que intenta juntarse por lo menos una vez al año. “Intento siempre pasar vacaciones allí, me gusta mucho mi pueblo”, reconoce Juan Carlos, que subraya que siempre que puede colabora con la Asociación Viseña de Amigos de la Naturaleza (AVAN) y el Museo de Ciencias Naturales.
Aunque en el extranjero y siempre con la mente en la Luna, nunca se olvida de su tierra, Viso del Marqués, donde siempre quiere regresar.
