¿Se pueden imprimir metales en el espacio?

Ya podemos contestar a esta pregunta con un rotundo sí. Los astronautas ya pueden imprimir metales en el espacio, y esto cambiará muchas cosas en futuras misiones espaciales. La impresión 3D se ha popularizado mucho porque hoy es muy fácil hacerse con una impresora de plásticos y ya son muchos los chavales que piden a los Reyes Magos una para poder fabricarse en casa todo lo que su imaginación les proponga. Con programas de diseño de software libre pueden dibujar cualquier tipo de pieza o figura y luego convertirla en realidad con una impresora casera. Esta democratización de la impresión 3D traslada la idea de que es una tecnología sencilla y de que es muy fácil fabricar cualquier cosa. La realidad es más compleja, ya que, si pasamos de la impresión de polímeros a la de materiales compuestos, el número de variables a optimizar que entran en juego se multiplican por diez, y para ello se requieren muchos más equipos de los que podemos comprar on-line. Y si queremos dar el salto a la impresión de metales, no solo se aumentan en otro orden de magnitud las variables a controlar y optimizar, sino que además precisamos de equipos que pueden ocupar lo mismo que el salón de tu casa, que trabajan con gases o en vacío y donde se producen procesos que ocurren por encima de los 1600 ºC (dependiendo de la aleación). Y este era uno de los problemas a resolver para imprimir metales en el espacio: en una nave espacial no hay más espacio que en una habitación normal de una vivienda.

Hay distintos métodos de impresión 3D de metales, la mayoría basados en polvos metálicos. Pero existe un método que utiliza alambres metálicos, menos peligrosos de manipular en el espacio que los polvos, pero que requiere también de grandes equipos y de la necesidad de fundir, con un láser, esos hilos o alambres. Esencialmente se va construyendo con los hilos la forma de la pieza que se quiere fabricar, y simultáneamente se va fundiendo ese hilo con un haz de energía muy concentrado (para que afecte a muy poco volumen) que permite la densificación total de esa pieza. Ese haz de alta energía se consigue con un sistema laser.

Imprimir hilos metálicos fundiendo con un haz laser, no es una cosa trivial, por culpa de ese elevado número de variables que hay que controlar (muchas vinculadas al material que se va a imprimir, otras al tipo y potencia del láser, otras a variables de impresión,…) son tantas, que incluso en la tierra es complicado el proceso. Hacerlo en condiciones de falta de gravedad, y con una impresora de reducido tamaño que quepa en una nave espacial, complica mucho más las cosas.

Pues las primeras piezas metálicas (acero inoxidable) en 3D creadas en órbita han aterrizado en la Tierra. Las muestras se fabricaron en la Estación Espacial Internacional. La impresora, desarrollada por un consorcio liderado por Airbus, fue instalada en el módulo Columbus por el astronauta de la ESA Andreas Mogensen durante una misión en enero de 2024. En junio, se consiguió realizar la primera impresión, una línea curva en forma de «S». En verano, la impresora produjo su primera muestra completa, y luego una segunda muestra en diciembre. Las muestras están siendo ensayadas aquí, en la Tierra, y comparadas con otras iguales fabricadas con la misma impresora, pero en condiciones de gravedad para comprender cómo afecta la microgravedad al proceso de impresión.

Los astronautas ya eran capaces de imprimir plástico en 3D en la Estación Espacial Internacional, pero esta ha sido la primera vez que se imprime metal con éxito en órbita.

A medida que las misiones se alejen de la Tierra, la fabricación en el espacio será crucial para la autosuficiencia, permitiendo a los astronautas fabricar piezas esenciales, reparar equipos y crear herramientas a demanda, sin depender de costosas misiones de reabastecimiento. Hasta ahora, que se rompiera un componente metálico en el espacio, era una tragedia. Ahora, se puede fabricar en el espacio sin necesidad de esperar otra misión. Y en el futuro en la Luna o en Marte. Un pequeño paso para el hombre…