Takao Doi, un astronauta e ingeniero de la Universidad de Kioto, sostiene el primer satélite de madera del mundo.Crédito: Kota Kawasaki/Yomiuri Shimbun vía AP/Alamy
Los investigadores presentaron el primer satélite de madera del mundo el mes pasado, asegurando que allana el camino para más usos de la madera en el espacio exterior. Según ellos, este material será más sostenible y menos contaminante que los metales utilizados en los satélites convencionales.
Los investigadores de la Universidad de Kioto en Japón y la empresa maderera con sede en Tokio, Sumitomo Forestry, mostraron el satélite, llamado LignoSat, a finales de mayo. El cubo de unos 10 centímetros de largo está hecho de paneles de madera de magnolia y tiene un marco de aluminio, paneles solares, circuitos impresos y sensores. Los paneles incorporan métodos japoneses de ensamblaje de madera que no dependen de pegamento o accesorios metálicos.
La madera puede parecer contraproducente para ser utilizada en el espacio debido a que es combustible, pero esta característica puede ser deseable. Para frenar el creciente problema de la basura espacial que amenaza a las naves espaciales y estaciones espaciales, las etapas de cohetes y los satélites se sumergen deliberadamente en la atmósfera terrestre para quemarse. Sin embargo, durante la combustión, liberan partículas de aluminio y otros metales. Se planean muchos más lanzamientos de naves espaciales, y los científicos han advertido que se desconocen los efectos ambientales de esta contaminación.
Cuando LignoSat se precipite de vuelta a la Tierra, después de seis meses a un año de servicio, la magnolia se incinerará por completo y solo liberará vapor de agua y dióxido de carbono, dice Takao Doi, un astronauta e ingeniero de la Universidad de Kioto, que forma parte del equipo de investigación. Él señala otros beneficios de la madera: es resistente en el duro ambiente del espacio y no bloquea las ondas de radio, lo que la hace adecuada para encerrar una antena.
Y hay un antecedente de naves espaciales con partes de madera. Lanzada en 1962, la sonda lunar Ranger 3 de la NASA tenía una carcasa de madera de balsa destinada a proteger su cápsula al aterrizar en la superficie lunar (la sonda falló, se perdió la Luna y comenzó a orbitar alrededor del Sol).
Pioneros de la madera
LignoSat costará alrededor de US$191.000 para diseñar, fabricar, lanzar y operar. Los sensores a bordo evaluarán la tensión en la madera, la temperatura, las fuerzas geomagnéticas y la radiación cósmica, además de recibir y transmitir señales de radio. El satélite ha sido entregado a la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) y será transferido a la Estación Espacial Internacional en septiembre, antes de ser lanzado a órbita en noviembre.
El crecimiento ha sido lento para el proyecto, que comenzó en 2020 con especulaciones sobre el potencial más amplio de la madera en el espacio para una mejor sostenibilidad.
“En nuestras primeras conversaciones, el Dr. Doi propuso que construyéramos viviendas de madera en la Luna”, dice el miembro del equipo Koji Murata en el laboratorio de diseño de biomateriales de la Escuela de Posgrado de Agricultura de la Universidad de Kioto. “También hemos discutido la posibilidad de construir cúpulas en Marte con madera para cultivar bosques.”
Los colonos marcianos y lunares, al igual que todos los pioneros, tendrían que utilizar materiales locales: regolito (material rocoso en la superficie), dióxido de silicio y otros minerales, en el caso de Marte. Pero la madera podría desempeñar un papel en la creación de refugios temporales o permanentes. Murata menciona planes de JAXA y socios industriales para desarrollar refugios hechos en parte de madera que podrían ser utilizados en la Antártida o en la Luna.
“Las propiedades naturales de la madera para proteger contra la radiación podrían utilizarse eficazmente para diseñar paredes o capas exteriores de hábitats espaciales que proporcionen protección”, dice Nisa Salim, especialista en materiales elaborados en la Universidad de Tecnología de Swinburne en Melbourne, Australia, que no forma parte del proyecto. “La madera es un aislante efectivo, capaz de regular la temperatura y minimizar la transferencia de calor para mantener un ambiente interior cómodo. La madera es fácil de trabajar, renovable y biodegradable, alineándose con los objetivos de sostenibilidad para la exploración espacial.”
Salim señaló que la integridad estructural, la seguridad y la longevidad de la madera deben ser confirmadas en el espacio.
La madera está compuesta por celulosa unida por lignina, un tipo de polímero orgánico. Esto la convierte en un miembro natural del grupo de materiales conocidos como compuestos, dice Scott J McCormack, ingeniero de materiales en la Universidad de California, en Davis, que no está involucrado en el proyecto. Los compuestos se utilizan a menudo en la industria aeroespacial, por lo que no le sorprende que se explore su uso en satélites.
“Los compuestos son ideales para la industria aeroespacial, y también para los satélites, debido a su alta relación resistencia-peso”, dice McCormack. Pero tiene dudas sobre cómo se desempeñará la madera como material estructural en la Luna o en Marte. “La primera preocupación que me viene a la mente es la radiación cósmica galáctica [GCR] y cómo podría degradar las propiedades mecánicas de la madera con el tiempo. GCR no es un gran problema para nosotros aquí en la Tierra, gracias a nuestra atmósfera.”
Pero Murata dice que el equipo ha estudiado las medidas de GCR y partículas solares energéticas —partículas de alta energía liberadas por el Sol— tomadas por el rover Curiosity de la NASA en Marte, así como los efectos de los rayos gamma en la madera en la Tierra. Él cree que la madera en Marte podría durar potencialmente miles de años. “La radiación en Marte es un gran problema para los organismos vivos, incluidos los humanos”, dice. “No creo que esto vaya a ser un gran problema para la madera.”