Cómo nos ha ayudado llegar a la Luna

Gran parte de la tecnología necesaria para llegar a la superficie de la Luna y volver no existía en el momento del discurso de Kennedy en 1962.

Gracias a un esfuerzo masivo para que los astronautas llegaran a la Luna en 7 años, el conocimiento del sistema solar ha incrementado notablemente. Los retos que se iban encontrando en la NASA para llegar a su meta les obligaron a diseñar nuevos inventos y técnicas que utilizamos hoy en día sin saberlo.

Tecnologías de las misiones Apolo utilizadas hoy en día

Aquí hay una pequeña selección de las tecnologías de las misiones Apolo que todavía están en uso 50 años después del primer alunizaje.

Los retos que se iban encontrando en la NASA para llegar a su meta les obligaron a diseñar nuevos inventos y técnicas que utilizamos hoy en día sin saberlo.

1. Controles de vuelo digitales

Una de las contribuciones más claras de las misiones Apolo es el control digital. Hasta el momento se usaban técnicas analógicas, es decir cables y varillas para mover físicamente los alerones y timones de la cola. Esto hacía que sólo los astronautas tuvieran el control de la dirección, dando pie a errores humanos.

Durante la misión de llegar a la Luna se encargó a Draper Laboratories un sistema de navegación por ordenador, donde se podía incluir la información de varios sensores. De esta manera, se eliminaba el error humano, pues era el ordenador el que acababa ajustando la dirección de la nave.

De esta tecnología nacieron los sistemas actuales que usamos en automóviles como el control de crucero, los frenos antibloqueo y el sistema electrónico de control de estabilidad.

2. Seguridad alimenticia

Uno de los problemas que se encontraron al enviar astronautas al espacio es que la comida que se llevaban estuviera libre de microbios para que no se pusieran enfermos.

Por eso, la NASA contrató la empresa Pillsbury para solucionar el problema. Enseguida se dieron cuenta que los métodos de control de calidad de la comida existentes en ese momento no estaban a la altura. Así que desarrollaron un sistema de de control absoluto de todo el proceso de fabricación, desde las materias primas hasta el entorno de procesamiento, la distribución y las personas involucradas. Este proceso se llama (Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control APPCC o HACCP, por sus siglas en inglés).

Se empezó a usar en las misiones de Apolo, pero en los años siguientes se extendió su aplicación a nivel mundial impulsado por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) y por la Organización Mundial de la Salud.

3. Mantas térmicas de emergencia

Una de las spinoffs más frecuentes de todo el programa espacial que se inventó para los trajes espaciales de las misiones Apolo.

Donde más se ve es en los kits que se entregan al acabar las maratones, pero este aislamiento multicapa se usa más a menudo en otras aplicaciones, como en la ropa, trajes de bomberos, aislamiento de edificios, el almacenamiento criogénico e incluso en las máquinas de resonancia magnética. Evidentemente, aún se usa en casi todas las naves espaciales y los trajes espaciales de la NASA.

4. Sistema antisísmico

La tecnología que se usó en los amortiguadores para manipular los enormes brazos del cohete Saturn V de Apolo durante su lanzamiento ahora protege los edificios y puentes de todo el mundo contra los terremotos.

A mediados de la década de los 60, se investigó la ciencia de fluidos y se desarrolló un amortiguador de fluidos que superaba fácilmente el rendimiento de la tecnología existente en ese momento. A partir de entonces, la NASA empezó a utilizar estos amortiguadores basados en fluidos para cada lanzamiento del transbordador espacial.

En la actualidad, esta tecnología se usa en cientos de edificios, puentes y otras estructuras en todo el mundo, especialmente en las zonas propensas a los terremotos.

5. Audífonos recargables

Las primeras baterías prácticas recargables para audífonos del mundo, que debutaron en 2013 se basaron en el extenso trabajo realizado por la NASA durante y después de la misión Apolo 11.

Las baterías para audífonos siempre han sido desechables porque las baterías de zinc, que son las únicas que pueden ser tan pequeñas, no son recargables. Las baterías de iones de litio, como las de los móviles actuales, no pueden ser tan pequeñas y sufren de problemas de sobrecalentamiento, lo que es inaceptable para la aplicación en audífonos.

El módulo de comando que fue a la Luna usó baterías de plata y zinc, la batería más ligera conocida. Pero la NASA quería que también fueran recargables. Así que experimentaron con separadores de células y electrodos. Aunque el diseño recargable nunca fue al espacio, esta tecnología se ha aprovechado aquí abajo en la Tierra.

Ahora, las baterías de plata y zinc para audífonos pueden durar todo el día y recargarse más de 1000 veces sin perder rendimiento. Incluso son reciclables.

Estos son 5 de los beneficios que nos han quedado de la exploración espacial de hace 50 años. ¿Cuál crees que te ha impactado más en tu día a día?

Enlaces de interés

New Spinoff Publication Highlights NASA Technology Everywhere

NASA Technology Transfer Program Spinoff

How to use the Space Blanket

Inicios del coche solar en Lightyear

Lex Hoefsloot, CEO y cofundador de Lightyear, ha explicado la importancia de llegar a fabricar el coche solar y lo que representa para una nueva era de conducción. Añade, «dos años soñando, pensando y trabajando duro han llevado a este hito, que es un gran salto hacia el logro de nuestra misión de hacer que la movilidad limpia esté disponible para todos».

Lightyear fue fundada en 2016 por exalumnos del Equipo Solar Eindhoven, yganó el Bridgestone World Solar Challenge en 2013, 2015 y 2017. Desde el lanzamiento, Lightyear ha recibido varios premios, subvenciones y apoyo de inversores clave. “Esto ha permitido desarrollar un prototipo funcional para el primer automóvil solar de largo alcance en solo dos años. Ya hemos vendido más de cien vehículos. Con Lightyear One, queremos mostrar que nuestra tecnología nos ha permitido construir uno de los coches más sostenibles del mercado que también ofrece una gran comodidad «, destacó el Lex Hoefsloot, CEO de Lightyear.

Autonomía del Lightyear One

Lightyear One ha sido diseñado desde una perspectiva radicalmente diferente. «Todos tenemos un historial de rendimiento y con eso nos centramos incesantemente en optimizar la eficiencia y la seguridad», señaló Hoefsloot. Lightyear comenzó desde cero, siguiendo no las convenciones, sino las leyes de la física para diseñar a propósito un coche que «saque el máximo provecho de cada rayo de sol”. “El objetivo principal del coche es llegar donde los demás coches eléctricos no lo hacen. La investigación ha demostrado que el alcance y la falta de opciones de carga siguen siendo las principales preocupaciones que tienen las personas al plantearse usar los eléctricos”, añade.

Desde Lightyear están resolviendo estos problemas con lo que conocen como ultra-eficiencia. Por un lado, eso llevará a un rango excepcional de 725 km (WLTP) con una batería relativamente pequeña. Por otro, puede cargarse directamente con el sol porque su consumo de energía es mucho menor, generando hasta 20,000 km de energía por año. Además, todas las opciones de carga que hay se vuelven más fáciles de usar porque se obtiene un rango mucho mayor por la misma cantidad de energía cargada. Así que, efectivamente, el usuario puede cargar el vehículo mucho más rápido desde cualquier toma de corriente. Hasta 400 km por noche desde tomas normales de 230V. Esto implica que el coche no necesite infraestructura de carga.

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Características del coche solar

• El coche está fabricado con materiales para reducir el peso al máximo, manteniendo la seguridad para los pasajeros.
• Lightyear One está propulsado por cuatro ruedas de accionamiento independiente, por lo que no se pierde energía en el tránsito del motor a la rueda.
• El techo y el capó están compuestos por 5 metros cuadrados de células solares integradas en un vidrio de seguridad tan fuerte que incluso un adulto puede caminar sobre ellas sin causar abolladuras.
• Además de la energía solar, Lightyear One se puede cargar en una estación de carga rápida o en una toma de corriente regular.

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“El cambio climático es uno de los mayores problemas que los humanos hemos enfrentado en nuestra historia. Es un desarrollo tan aterrador que casi paraliza. Decidimos hacer lo contrario; como ingenieros, creíamos que podíamos hacer algo. Lightyear One representa una gran oportunidad para mejorar la movilidad“, señala Lex Hoefsloot durante la presentación del prototipo. “Durante siglos, hemos vivido en equilibrio con la naturaleza. Con las tecnologías de hoy, tenemos la oportunidad de hacerlo de nuevo. «Comenzando desde cero y utilizando las leyes de la naturaleza como una guía, la naturaleza se convierte en nuestro mejor aliado para desarrollar diseños ultra eficientes», prosigue.

Lightyear One es el primer automóvil solar de largo alcance. Los próximos modelos que plantean desarrollar tendrán un precio de compra significativamente más bajo. Además, los futuros modelos se proporcionarán a las flotas de automóviles autónomos y compartidos, por lo que el precio de compra se puede dividir entre un gran grupo de usuarios. Combinado con los bajos costes operativos del vehículo, el objetivo de Lightyear es proporcionar movilidad premium a un bajo precio por kilómetro. Un tercer paso final será proporcionar automóviles verdaderamente sostenibles que sean más asequibles de usar que el coste del combustible que necesita para conducir un coche que use gasolina. «Este será nuestro punto de inflexión más importante en el futuro cercano, y allanará el camino para una flota de coches que sea cien por cien sostenibles», destacaba el CEO.

Disponibilidad

Lightyear aumentará la producción de Lightyear One en 2021. Los primeros 100 coches ya han sido reservados. A través de la web de Lightyear, los compradores ahora pueden reservar uno de los 500 Lightyear Ones por una tarifa de reserva de 119.000 € (entrega prevista en 2021).

La nueva técnica de impresión 3D reviste un objeto

Hasta el momento, la impresión 3D se basaba en imprimir un objeto en finas capas horizontales que se iban añadiendo (impresión aditiva). Esta nueva técnica basada en la litografía axial computarizada (CAL) permite revestir un objeto, cosa que hasta ahora no era posible.

La impresión 3D ha visto un gran avance en los últimos años, pero hasta ahora la técnica se basaba en dividir el objeto a imprimir en 3D en capas horizontales milimétricas, como haciendo cortes horizontales. Según la resolución deseada las capas serían más gruesas o más finas. La impresora 3D se encargaba de crear el objeto capa a capa des de la base.

Técnicas actuales para imprimir en 3D

Existen diferentes técnicas de impresión aditivas. Unas se basan en la construcción por deposición fundida, que son las que funden un filamento de plástico y lo van depositando en la base con una punta que se va moviendo creando las capas. Cuando se utiliza esta técnica se nota porque se pueden ver las capas horizontales claramente en el objeto. No tiene muy alta resolución y es muy lenta, pero es la más económica.

Por otro lado, hay las técnicas basadas en la solidificación (SLA) o sintetización (SLS) mediante luz óptica. Esta técnica se basa en iluminar un líquido (SLA) o un polvo (SLS) sensibles a la luz para solidificar con la forma necesaria cada capa. La impresora proyecta una luz con la silueta de la capa que se quiere formar. Así se forma una capa por unidad de tiempo. Tanto la SLA como la SLS son más precisas y rápidas que la construcción por deposición fundida porque pueden crear una capa completa con una sola iluminación. La diferencia es que SLS utiliza un láser óptico para iluminar la zona a solidificar y se obtiene una resolución más alta.

La técnica CAL ilumina una superficie 3D en lugar de crear capas 2D

La litografía axial computarizada (CAL) puede iluminar toda una superficie en 3D en vez de iluminar solo la capa en 2D, creando volúmenes más rápidamente. Es decir, las técnicas SLA y SLS crean capas horizontales, CAL puede crear capas revistiendo un objeto pues puede iluminar un volumen con material fotosensible que rota aplicando luz que va cambiando dinámicamente con la rotación del volumen. Así se solidifica solo la parte deseada en cada posición del objeto.

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La técnica CAL permite imprimir objetos en 3D más rápidamente que las técnicas actuales porque puede iluminar volúmenes directamente en lugar de construir el objeto 3D capa a capa.

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