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La NASA ha confirmado la hipótesis de que se puede producir cemento en el espacio, mediante experimentos de solidificación en laboratorio realizados en la Estación Espacial Internacional.
Para el proyecto MICS (Microgravity Investigation of Cement Solidification) se mezclaron silicato tricálcico (C3S) y agua fuera de la gravedad de la Tierra por primera vez. El componente mineral principal de la mayoría del cemento disponible comercialmente, C3S controla muchas de sus reacciones químicas y propiedades. MICS exploró si solidificar el cemento en microgravedad daría lugar a microestructuras únicas y proporcionó una primera comparación de muestras de cemento procesadas en el suelo y en microgravedad. La investigación ha sido publicado en Frontiers in Materials.
"En las misiones a la Luna y Marte, los humanos y los equipos deberán protegerse de las temperaturas extremas y la radiación, y la única forma de hacerlo es mediante la construcción de infraestructuras en estos entornos extraterrestres", dijo la investigadora principal Aleksandra Radlinska de la Universidad Estatal de Pensilvania. "Una idea es construir con un material similar al cemento en el espacio. El hormigón es muy resistente y proporciona una mejor protección que muchos materiales ".
Otra ventaja significativa del cemento es que los exploradores teóricamente podrían hacerlo con recursos disponibles en esos cuerpos extraterrestres, como el polvo en la Luna, también conocido como regolito lunar. Eso eliminaría la necesidad de transportar materiales de construcción a la Luna o Marte, reduciendo significativamente los costos.
Para estos ensayos en el espacio, los investigadores crearon una serie de mezclas que variaban el tipo de cemento en polvo, la cantidad y el tipo de aditivos, la cantidad de agua y el tiempo permitido para la hidratación. A medida que los granos de cemento en polvo se disuelven en agua, su estructura molecular cambia. Los cristales se forman en toda la mezcla y se entrelazan entre sí. En la primera evaluación, las muestras procesadas en la estación espacial muestran cambios considerables en la microestructura del cemento en comparación con las procesadas en la Tierra. Una diferencia principal fue el aumento de la porosidad o la presencia de más espacios abiertos. "El aumento de la porosidad tiene una relación directa con la resistencia del material, pero aún tenemos que medir la resistencia del material formado en el espacio", dijo Radlinska.
"Aunque el cemento se ha usado durante mucho tiempo en la Tierra, todavía no entendemos necesariamente todos los aspectos del proceso de hidratación. Ahora sabemos que hay algunas diferencias entre los sistemas basados en la Tierra y en el espacio y podemos examinar esas diferencias para ver cuáles son beneficiosas y cuáles son perjudiciales para usar este material en el espacio ", dijo Radlinska. "Además, las muestras estaban en bolsas selladas, por lo que otra pregunta es si tendrían complejidades adicionales en un entorno de espacio abierto".
El ambiente de microgravedad de la estación espacial es crítico para estas primeras miradas sobre cómo el cemento puede hidratarse en la Luna y Marte. Una centrífuga a bordo puede simular los niveles de gravedad de esos cuerpos extraterrestres, algo que no es posible en la Tierra. La evaluación de muestras de cemento que contienen partículas lunares simuladas procesadas a bordo del laboratorio en órbita a diferentes niveles de gravedad está actualmente en curso.
Mostrar que el cemento puede endurecerse y desarrollarse en el espacio representa un paso importante hacia esa primera estructura construida en la Luna usando materiales de la Luna. "Confirmamos la hipótesis de que esto se puede hacer", dijo Radlinska en un comunicado.
"Ahora podemos dar los siguientes pasos para encontrar aglutinantes que sean específicos para el espacio y para niveles variables de gravedad, desde cero g hasta Marte g y en el medio".
