Los investigadores han diseñado un material flexible que podría abrir el camino para el desarrollo de estructuras espaciales adaptables.
Concepto artístico de una gran estructura espacial de alto rendimiento compuesta por bloques de construcción, en este caso un panel solar en la superficie lunar que utiliza componentes modulares. (Crédito de la imagen: NASA)
En los seres vivos, las estructuras se construyen a partir de patrones simples y repetibles, que suelen adoptar la forma de un entramado desorganizado. Las estructuras grandes, como los huesos o los corales, surgen de ciclos repetidos de crecimiento de un patrón fundamental que se construye a partir de sí mismo de forma aleatoria.
A pesar de esta aparente desorganización, las estructuras resultantes pueden adquirir una variedad de formas y tener sorprendentes fortalezas, versatilidad y otras propiedades útiles. Lo más importante es que la estructura resultante a menudo tiene propiedades que la unidad reticular subyacente no posee. Por ejemplo, las células óseas individuales o los esqueletos de pólipos de coral no son muy fuertes, pero cuando trabajan juntos, pueden sostener animales enormes o colonias submarinas gigantescas.
Los ingenieros, inspirándose en la naturaleza, han buscado reproducir esta flexibilidad con materiales diseñados por el hombre. El objetivo es crear materiales útiles que puedan construirse a partir del crecimiento repetido de un patrón subyacente, donde la nueva estructura adquiere propiedades que el patrón subyacente no tiene por sí solo. Un avance más allá de eso es el estudio de los metamateriales, que son estructuras que pueden cambiar su forma o propiedades mediante la aplicación de una simple fuerza externa, como un campo eléctrico o la compresión.
Este tipo de materiales son especialmente interesantes para aplicaciones en el espacio. Nos encantaría lanzar una carga útil de materiales simples y luego hacer que esos materiales se ensamblen (y vuelvan a ensamblarse) en el espacio. Esto evitaría los desafíos de probar y preparar para el lanzamiento estructuras grandes y complejas, como hábitats y telescopios , y nos daría la flexibilidad de cambiar esas estructuras si las necesidades de la misión se actualizan.
Un tipo prometedor de metamaterial es el conocido como red totimórfica. El componente básico de esta red es una estructura triangular. En un lado hay una viga fija con una rótula en el centro. Un brazo se une a esa rótula y el otro extremo del brazo se une a los extremos de la viga fija con dos resortes. Cuando se unen muchas de estas formas, la estructura resultante puede transformarse en una amplia variedad de formas y estructuras, todas con una mínima intervención. Esto le da a la red totimórfica una flexibilidad increíble.
En un artículo reciente , los científicos del Equipo de Conceptos Avanzados de la Agencia Espacial Europea dieron un gran paso adelante al hacer que las redes totimórficas pasaran de ser una idea hipotética a aplicaciones prácticas. Una de las principales cuestiones relacionadas con estas redes era cómo reconfigurar una estructura grande para darle otra forma sin que la red se enredara y cómo lograr esa transformación de la manera más eficiente posible.https://www.space.com/space-exploration/tech/new-flexible-metamaterial-inspired-by-nature-could-help-us-build-shapeshifting-space-habitats-and-telescopes
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