Los satélites en madera llegaron al espacio ¿Por qué es importante para la economía circular?

Foto: El 13 de diciembre de 2024 se lanzaron a la órbita de la Estación Espacial Internacional tres pequeños satélites cúbicos, incluido el LignoSat.

Puede que la madera no sea el primer material que te venga a la mente al oír la palabra «espacio». A menudo, pensamos en metal brillante y plástico estéril. Koji Murata, profesor de la Universidad de Kioto en Japón, quiere cambiar eso.

El profesor Koji Murata lleva mucho tiempo investigando cómo se pueden utilizar los materiales biológicos en el espacio. Para él, probar las funciones de la madera en el entorno espacial fue una decisión natural, y bajo la dirección del astronauta japonés Takao Doi, ha trabajado en el desarrollo del primer satélite del mundo hecho de madera. Para él, una casa de madera o un bosque en la Luna no es una idea descabellada.

Tanto la tradición como mis colegas en el campo me han inspirado. Entre ellos se encuentra el Dr. Makoto Nagatomo, quien introdujo la idea de construir casas de troncos en la Luna utilizando árboles cultivados en la superficie lunar. Pero también veo el uso de la madera como una posible forma de reducir el impacto humano en el entorno espacial, afirma.

Koji Murata y su equipo llevan muchos años trabajando en el satélite, llamado LignoSat, y el pasado diciembre fue lanzado al espacio. Esto marcó un paso importante en la exploración de materiales de construcción renovables en el espacio, algo que podría llegar a ser más importante de lo que se creía.

El impacto de las elecciones materiales en la Tierra

En 2014, se lanzaron 241 satélites al espacio. Tan solo diez años después, la cifra ascendía a 2695. El desarrollo de los vuelos espaciales comerciales es un factor determinante del aumento del número de lanzamientos de satélites, y se prevé que esta cifra siga aumentando.

Cuando un satélite completa su misión, suele reingresar a la atmósfera, donde se quema. Puede parecer conveniente, pero los elementos de los metales que suelen componer los satélites no desaparecen. Al contrario, cuando el satélite se quema, se libera una gran cantidad de partículas metálicas.

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Muchos de ellos permanecen luego en la estratosfera, donde tienen efectos nocivos.

Un estudio de la Universidad de California (2023) muestra que más del diez por ciento de los aerosoles (pequeñas partículas finamente divididas) en la estratosfera contienen partículas provenientes de naves espaciales. La estratosfera es la capa de la atmósfera donde se encuentra la capa de ozono, y los metales provenientes de las naves espaciales podrían actuar como catalizadores de reacciones químicas que pueden afectar la reducción del ozono y el equilibrio de la radiación.

Todavía se desconoce el impacto a largo plazo de las partículas metálicas en la química atmosférica, pero los científicos están preocupados de que puedan dañar la frágil capa de ozono, especialmente a medida que aumenta el número de lanzamientos de satélites.

Según Koji Murata, los satélites de madera pueden ofrecer una funcionalidad similar a la de los satélites de metal. Pero la ventaja de usar madera es que pueden ser una mejor opción para el planeta.

No creemos que la madera sustituya por completo al metal, pero tiene sus usos. Por ejemplo, hay informes que sugieren que los materiales orgánicos ofrecen una protección mucho mejor contra la radiación cósmica. Esto podría significar que la madera podría tener un potencial similar. Ese era uno de los aspectos que queríamos explorar con LignoSat —afirma Koji Murata—.

Pero la ventaja más importante de la madera como material de construcción en satélites es que es combustible.

Es un material renovable que puede desaparecer tras cumplir su propósito. Los satélites de madera como LignoSat se quemarán en gran medida en la atmósfera y se convertirán en gas en lugar de liberar partículas. Esto hace que la madera sea ideal para contribuir a un uso más sostenible del espacio.

La mente detrás de la madera espacial, Koji Murata.

LignoSat es un pequeño satélite de 10 x 10 x 10 centímetros. Tiene una capacidad de un litro de líquido, similar a la de un cartón de leche convencional. Una de las tecnologías clave en su construcción es el uso de delgados paneles de madera de cuatro milímetros de espesor, unidos mediante la tradicional técnica de cola de milano para formar una pequeña caja. Esta técnica se utiliza para crear conexiones resistentes y duraderas entre dos piezas de madera, lo cual se convirtió en un elemento fundamental para la funcionalidad del satélite.

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Dado que tanto la humedad como la temperatura cambian rápidamente en el espacio exterior, la estructura debía adaptarse a los cambios dimensionales de la madera. Para proteger las uniones de influencias externas, como la radiación ultravioleta, se utilizan técnicas de unión tradicionales. Esto ha demostrado su eficacia, ya que permiten cierta flexibilidad en las uniones, afirma Koji Murata.

De las muchas especies de madera consideradas para el proyecto, Junimagnolia Magnolia Obovata fue el material elegido finalmente para el satélite.

Para las uniones tradicionales, se ha demostrado que un tipo de madera homogénea, es decir, con celdas uniformes, es adecuado. La magnolia Julia también es resistente a las grietas y superó las pruebas de vibración, lo que la convierte en una buena alternativa.

LignoSat fue lanzado al espacio desde la Estación Espacial Internacional en diciembre de 2024. Debía permanecer allí seis meses mientras Koji Murata y su equipo recopilaban datos. Desafortunadamente, no todo salió según lo previsto.

No pudimos establecer comunicación con LignoSat tras su lanzamiento. Esto impidió que se pudieran llevar a cabo varias misiones, como la de medir la deformación de la madera en el espacio. Los resultados no fueron del todo satisfactorios, por así decirlo, afirma Koji Murata, pero la misión no fue un fracaso total.

Pasar las verificaciones de la agencia espacial japonesa JAXA y lanzar con éxito el satélite desde la EEI fue un éxito en sí mismo. Y ahora hay grandes planes para el futuro.

Fue un logro significativo y creemos que alcanzamos los objetivos mínimos de la misión. El siguiente paso es fabricar un satélite de madera el doble de grande. Al duplicar el tamaño, tendremos suficiente espacio (para más carga útil/equip) para llevar a cabo la misión eficazmente.

Las Propiedades de la madera que la Hacen ideal para hábitats lunares

Koji Murata enfatiza que la madera, tanto en la Tierra como en el espacio, es un material importante con numerosas propiedades positivas. Está convencido de que adquirirá mayor importancia para la investigación espacial en el futuro:

La mayor ventaja que vemos en la madera como material de construcción en el espacio reside en el potencial para establecer bosques espaciales. Cultivar árboles en la Luna permitiría un suministro sostenible de materiales. Queremos explorar la posibilidad de sociedades circulares en los hábitats cerrados del espacio.

Con los planes de la NASA para una presencia humana a largo plazo en la Luna durante nuestra vida, la investigación de materiales cobra cada vez mayor importancia. La madera es un material aún relativamente inexplorado en el contexto espacial, pero la investigación de Koji Murata ha mostrado buenos resultados en cuanto a su resiliencia en condiciones extremas.

– La madera es duradera pero ligera, lo que es importante cuando se trata de estructuras espaciales, y sus excelentes propiedades de aislamiento la hacen adecuada para entornos extremos.

El sueño de Makoto Nagatomo de una casa de madera en la Luna sigue vigente. Y quizás sea menos ciencia ficción de lo que se cree.

Fuentes: Nano Sats, Space,