La degradación ultravioleta de recubrimientos térmicos de silicona: un reto para la protección espacial
La protección térmica de las naves espaciales es uno de los desafíos más complejos de la ingeniería aeroespacial moderna. En este contexto, la NASA Engineering and Safety Center (NESC) ha llevado a cabo una exhaustiva revisión de los datos de vuelo, pruebas en tierra y literatura científica sobre la degradación inducida por radiación ultravioleta (UV) en recubrimientos térmicos basados en silicona. Estos recubrimientos, fundamentales para garantizar la estabilidad térmica de los vehículos en el espacio, se han utilizado durante décadas tanto en misiones tripuladas como no tripuladas, desde los primeros satélites hasta las actuales cápsulas de SpaceX o las naves de la NASA y la ESA.
Los recubrimientos térmicos basados en silicona son ampliamente apreciados por su alta reflectividad solar, estabilidad a altas temperaturas y resistencia a la erosión atómica, características imprescindibles en el entorno hostil del espacio. Sin embargo, el estudio de la NESC ha puesto de manifiesto que la exposición prolongada a la radiación UV puede provocar una degradación significativa de estos materiales, comprometiendo su eficacia y, por ende, la seguridad y longevidad de los sistemas espaciales.
El análisis realizado por la NESC revela que, en al menos uno de los recubrimientos de silicona estudiados, el proceso de “bake-out” —un tratamiento térmico previo al lanzamiento destinado a eliminar compuestos volátiles— desempeña un papel crucial en la degradación inducida por los rayos UV. Tradicionalmente, se pensaba que la interacción directa entre la radiación ultravioleta y el material estructural de la pintura era la principal causa de deterioro. No obstante, los datos recientes sugieren que la interacción entre los rayos UV y los volátiles residuales en la pintura es un factor determinante en el proceso de envejecimiento.
Este hallazgo tiene importantes implicaciones para la industria espacial. Por ejemplo, empresas como SpaceX, que utiliza avanzados recubrimientos térmicos en la cápsula Dragon y en sus cohetes Falcon, o la firma española PLD Space, que ha apostado por tecnologías similares en el Miura 1, deben considerar no solo la calidad del material, sino también los procedimientos previos al vuelo para maximizar la durabilidad de estos recubrimientos. Una gestión inadecuada del bake-out puede acelerar la pérdida de propiedades reflectantes y aumentar la absorción de calor, lo que podría traducirse en temperaturas inadecuadas para equipos sensibles o incluso para tripulaciones humanas.
Históricamente, la degradación de materiales en el espacio ha sido un campo de estudio prioritario. Desde los años 60, tras el lanzamiento de las primeras sondas y satélites, los ingenieros detectaron que los materiales orgánicos, plásticos y pinturas sufrían alteraciones bajo el impacto constante de la radiación solar. La NASA, la ESA y otras agencias han ensayado numerosos compuestos y recubrimientos, pero la silicona ha permanecido como uno de los estándares, especialmente en misiones de larga duración como la Estación Espacial Internacional o los módulos lunares Artemis.
El problema, sin embargo, no afecta solo a las grandes agencias. La nueva oleada de empresas aeroespaciales privadas, impulsada por la llamada “New Space”, ha puesto en órbita cientos de satélites y naves experimentales en los últimos años. Blue Origin, Virgin Galactic o Rocket Lab han adoptado soluciones basadas en recubrimientos de silicona y otros polímeros avanzados, conscientes de la importancia de proteger la electrónica y los sistemas vitales de sus vehículos. El descubrimiento de la influencia crítica del bake-out puede obligar a revisar protocolos de fabricación y pruebas en toda la industria.
Además del impacto en la ingeniería de vehículos, la degradación de recubrimientos térmicos tiene consecuencias directas en la observación científica. Los telescopios espaciales como el Hubble o el futuro James Webb dependen de superficies altamente reflectantes para mantener sus instrumentos a temperaturas óptimas. Un deterioro acelerado podría limitar la vida útil de misiones que estudian exoplanetas o el origen del universo.
En este contexto, la investigación de la NESC aporta una nueva perspectiva al debate sobre la fiabilidad de los materiales espaciales. La recomendación implícita es clara: es preciso perfeccionar los procesos de eliminación de volátiles antes del lanzamiento y seleccionar cuidadosamente las formulaciones de silicona más resistentes a la radiación ultravioleta. Solo así se garantizará la protección térmica a largo plazo de las futuras misiones, tanto tripuladas como no tripuladas, en la Luna, Marte o el espacio profundo.
Mientras la exploración espacial avanza a pasos agigantados, el desafío de asegurar la durabilidad de los materiales sigue siendo fundamental. La próxima generación de recubrimientos térmicos deberá combinar innovación química y procedimientos de fabricación optimizados para resistir los rigores del entorno espacial, marcando así el camino hacia misiones más seguras y duraderas.
(Fuente: NASA)
