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Viernes, 6 octubre 2017
Astronáutica

Origami para astronáutica

El origami o papiroflexia, el arte de doblar papel para crear con él estructuras complejas, cuenta con una larga tradición en culturas como la japonesa, y ahora está sirviendo como punto de partida para innovadores diseños de partes de naves espaciales.

 

Aparte de su belleza estética, puede aportar soluciones para un problema persistente al que se enfrentan los ingenieros astronáuticos: ¿cómo hacer que una nave espacial ocupe el menor volumen posible durante el lanzamiento?

 

Una respuesta podría encontrarse en el Starshade, un inmenso "iris" plegable que ha sido propuesto como una forma de bloquear luz de estrellas distantes y así permitir a un telescopio espacial buscar objetos menos brillantes (esencialmente planetas) en el entorno de ellas. Se desplegaría hasta un diámetro de unos 26 metros en el espacio.

 

Un futuro proyecto que está siendo considerado para su posible uso con el Starshade es el observatorio WFIRST (Wide Field InfraRed Survey Telescope), que empleará un coronógrafo especial para visualizar planetas grandes alrededor de otras estrellas. Si se lanza un Starshade, su combinación con el WFIRST permitiría ver también planetas más pequeños.

 

Una estructura tan grande tiene un mayor riesgo de ser golpeada por micrometeoritos; cualquier agujero podría significar que pase luz y dificulte por deslumbramiento la visión de un telescopio. Esa es la razón por la que el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, en Pasadena, California, Estados Unidos, ha recurrido a un patrón especial de plegado inspirado en el origami.

 

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Algunos ejemplos de diseños de origami astronáutico en el JPL. Los ingenieros están explorando esta forma antigua de arte con la meta de crear naves espaciales que en buena parte sean plegables y desplegables. (Foto: NASA/JPL-Caltech)

 

El equipo de Manan Arya, especialista que ha trabajado en el sistema Starshade, se vale de múltiples capas de material para bloquear la luz estelar. Las capas están separadas por algunos espacios, de manera que, si estas son golpeadas, hay muchas probabilidades de que no se produzca un agujero que deje pasar luz durante un tramo lo bastante largo como para alcanzar componentes que deben estar aislados de ella.

 

Un desarrollo clave para el sistema ha sido la creación de algoritmos que permitan al Starshade regular sus pliegues de forma fluida, predecible y repetida.

 

Arya no está solo en este tipo de trabajo pionero. Robert Salazar, también del JPL, que ayudó a diseñar el patrón de plegado del Starshade, trabaja ahora en un concepto experimental llamado Transformers for Lunar Extreme Environments, bajo la dirección de Adrian Stoica del JPL. El nuevo sistema utilizaría espejos reflectores desplegables para hacer rebotar los rayos del Sol hacia cráteres profundos en la Luna. Una vez desplegados, esta energía solar redirigida a tales puntos podría derretir el hielo de agua o energizar maquinaria.

 

Salazar ensayó diseños de plegado y materiales aptos, no solo papel. También pliega kaptón, un material dorado utilizado en el aislamiento térmico de naves espaciales, y un tejido especial de polietileno en el que no se producen arrugas permanentes.

 

El Starshade y el proyecto Transformers se hallan aún en una etapa temprana. Pero Arya señala que podríamos ver origamis espaciales muy pronto. Una aplicación muy prometedora está en los CubeSats: estos satélites miniaturizados tienen el tamaño de un maletín, y la NASA lanzará varias misiones importantes usando estas naves modulares en los próximos años.

 

Dado que los CubeSats requieren tan poco espacio, masa y coste, son más fáciles de lanzar. Pero vienen sufriendo limitaciones que se podrían superar con sistemas de papiroflexia astronáutica.

 

Otra área es la robótica. Un robot del JPL llamado PUFFER fue inspirado por el origami. Su cuerpo plegable está hecho a partir de un circuito impreso plegable integrado con tela. Cuando se utiliza, se despliega y puede escalar rocas o pasar por pequeños espacios bajo ellas.

 

Información adicional

 

 

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