Nuevos avances en las mantas térmicas de satélites: mejor protección y durabilidad en el espacio
La protección térmica de los satélites y sondas espaciales es uno de los desafíos más complejos de la ingeniería aeroespacial. Las condiciones extremas del espacio, donde la radiación solar y el frío del vacío pueden variar de forma abrupta, exigen materiales capaces de aislar eficazmente los delicados sistemas electrónicos y mecánicos de las naves. En este contexto, un equipo de investigadores del laboratorio Empa de Suiza está trabajando en el perfeccionamiento de las mantas de aislamiento multicapa, conocidas técnicamente como «multilayer insulation» (MLI) o superaislamiento, que envuelven a la mayoría de los satélites y sondas espaciales. Su objetivo es lograr que estas mantas sean más resistentes a nivel mecánico sin perder su capacidad aislante.
El MLI es, en esencia, una sucesión de láminas muy finas de un polímero resistente, como el tereftalato de polietileno (PET), recubiertas con una capa ultrafina de metal reflectante, generalmente aluminio. Esta estructura multicapa actúa como un escudo térmico: las capas de aluminio reflejan la radiación infrarroja, mientras que los polímeros limitan la conducción del calor entre capas. El resultado es que los satélites pueden mantener estables sus temperaturas internas, una condición indispensable para que sus componentes electrónicos funcionen correctamente durante años en órbita.
Aunque estas mantas térmicas han demostrado ser muy eficaces, presentan una limitación importante: su fragilidad mecánica. Durante el lanzamiento, los satélites y sondas experimentan intensas vibraciones y aceleraciones que pueden dañar el MLI, creando grietas o desgarros que comprometen su función aislante. Además, las sucesivas exposiciones al entorno espacial (micro-meteoritos, radiación ultravioleta, ciclos de expansión y contracción térmica) pueden deteriorar aún más el material con el paso del tiempo.
La investigación liderada por Empa se centra en encontrar un equilibrio óptimo entre la ligereza, la flexibilidad y la robustez estructural de estas mantas. Están experimentando con nuevos polímeros y diversas técnicas de deposición de metales para conseguir una adherencia mejorada y una mayor resistencia a la rotura. Además, trabajan en la optimización del número y grosor de las capas, ya que un exceso puede suponer un aumento de peso innecesario, mientras que una cantidad insuficiente podría dejar desprotegidos los sistemas interiores. Estos avances no solo contribuirán a la longevidad de las misiones espaciales, sino que también reducirán los costes asociados a la sustitución o mantenimiento de los satélites.
La importancia del MLI en los programas espaciales es difícil de subestimar. Desde los primeros vuelos orbitales, como los realizados por la NASA durante la era Apolo, hasta las modernas misiones de SpaceX y Blue Origin, estas mantas han sido un elemento indispensable en todas las naves que han abandonado la atmósfera terrestre. Incluso en las ambiciosas misiones de exploración interplanetaria de la NASA, ESA o Roscosmos, el aislamiento térmico multicapa ha protegido instrumentos en condiciones tan extremas como las de Marte o el entorno helado de Júpiter. Sin esta tecnología, las cámaras de los telescopios espaciales como el Hubble, los instrumentos científicos de los rovers en Marte o los sistemas de navegación de los satélites de comunicaciones no podrían funcionar con la precisión y fiabilidad necesarias.
Pero el impacto de este tipo de materiales no se limita al ámbito espacial. En la Tierra, el MLI ha encontrado aplicaciones en sectores tan diversos como la medicina, la alimentación, la industria y el deporte. Las conocidas «mantas térmicas de emergencia» que se emplean en rescates de montaña, las bolsas isotérmicas para transporte de vacunas o incluso algunas prendas deportivas utilizan variantes de estos materiales desarrollados originalmente para el espacio.
Mientras empresas privadas como SpaceX y Blue Origin se encaminan hacia misiones cada vez más largas y complejas, y la NASA se prepara para el regreso a la Luna con el programa Artemis, la mejora de los sistemas de aislamiento térmico será clave para asegurar la supervivencia de la electrónica y los seres humanos en el espacio profundo. Por su parte, compañías emergentes europeas como PLD Space, dedicadas al desarrollo de lanzadores reutilizables, también podrían beneficiarse de estas innovaciones, reduciendo costes y aumentando la seguridad de sus vehículos.
Con la expansión de la exploración espacial y la entrada de nuevos actores públicos y privados, la demanda de soluciones cada vez más avanzadas para la protección térmica no dejará de crecer. El trabajo de laboratorios como Empa demuestra que, en la carrera por conquistar el espacio, incluso los materiales aparentemente más simples pueden marcar la diferencia entre el éxito y el fracaso de una misión.
(Fuente: SpaceDaily)
