La ESA estudia la impresión 3D para ahorrar costes y peso en las misiones espaciales

La Agencia Espacial Europea (ESA en sus siglas en inglés) está estudiando la posibilidad de usar la impresión 3D en sus componentes eléctricos, electrónicos y electromecánicos (AEE) para aumentar la solidez general, reducir la masa, acortar los plazos de fabricación y ahorrar costes. 

La electrónica impresa implica la impresión en 3D de una variedad de materiales eléctricamente activos, como metales o polímeros dopados con carbono, para formar dispositivos como transistores, capacitores y resistencias, además de los conectores eléctricos que los unen, un aliado que puede ser perfecto para optimizar las misiones espaciales. 

Las investigaciones y pruebas corren a cargo de un grupo multidisciplinario supervisado por la investigadora interna de la ESA Rita Palumbo. Lo componen expertos en diferentes áreas especializadas como materiales, componentes, antenas y cargas útiles de microondas, que abarcan cuatro directrices de la agencia europea: observación de la Tierra; Ingeniería Humana y Robótica; Tecnología, Ingeniería y Calidad; y Telecomunicaciones y Aplicaciones Integradas, con el objetivo de crear una hoja de ruta compartida para la introducción de la electrónica impresa en el sector espacial.

Las ventajas e inconvenientes

Las piezas impresas tienen una principal ventaja: la flexibilidad. Pueden imprimirse en cualquier forma, con sustratos flexibles en geometrías complejas, algo que no se podría hacer con la fabricación tradicional. 

Otro gran punto a favor es que la reducción de coste, que puede llegar al 95% respecto a las piezas estándar, según Mercury Systems, además de poder hacerlo localmente, sin necesidad de fabricar piezas en todo el mundo. Hablamos de una enorme bajada en los tiempos de 3-4 meses a 12 horas. Además, la impresión 3D abre la posibilidad de reparación in situ, pudiéndose producir piezas en la misma Estación Espacial Internacional, la Luna o Marte. 

Pero no todo son ventajas. Hay inconvenientes como la falta de precisión extrema respecto a la fabricación clásica, así como la compatibilidad con el entorno espacial. 

Prueba de la tecnología de impresión 3D en la estación espacial. Foto: NASA

Casos prácticos

Sin embargo, a pesar de las dificultades, ya hay ejemplos de implementación de la impresión 3D espacial. Por ejemplo, Redwire ha proporcionado a la NASA los Roll-Out Solar Arrays (ROSA), unos paneles solares totalmente flexibles y desplegables que se utilizan en la Estación Espacial Internacional, a bordo de la misión DART que impactó el año pasado en el asteroide Dimorphos , y que se adoptarán para el Power y el elemento de propulsión en la estación Gateway alrededor de la Luna.

Otro caso es el de Space Foundry, que ha desarrollado una innovadora tecnología de impresión por chorro de plasma en el Centro de Investigación Ames (ARC) de la NASA, probada con éxito en microgravedad, mientras que los investigadores de la Universidad Estatal de Iowa trabajaron con la NASA para probar la electrónica de impresión 3D en condiciones de ingravidez.

Para Rita Palumbo “los componentes impresos y flexibles están reescribiendo rápidamente el futuro de la electrónica”, por lo que investigan "cómo el espacio podría beneficiarse de este cambio radical". Sin embargo, Palumbo considera que "no pretende competir con la industria tradicional de la electrónica de silicio, sino complementarla”, apostando más por la impresión híbrida, “que combina sustratos impresos y tintas funcionales con componentes tradicionales para obtener lo mejor de ambos mundos”.